Sobre gerenciamento de pontes: modelo para priorização de manutenção de pontes ferroviárias com o uso de técnicas de otimização e clusterização
| dc.contributor.advisor | Martins, Flávio Vinícius Cruzeiro | |
| dc.contributor.advisor-co | Bittencourt, Tulio Nogueira | |
| dc.contributor.advisor-coLattes | http://lattes.cnpq.br/3548554171023581 | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/3199420233273400 | |
| dc.contributor.author | Carvalho Neto, João Francisco de | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/9863457248242305 | |
| dc.contributor.referee | Martins, Flávio Vinícius Cruzeiro | |
| dc.contributor.referee | Bittencourt, Tulio Nogueira | |
| dc.contributor.referee | Oliveira, Caroline Buratto de Lima e | |
| dc.contributor.referee | Ferreira, Tiago Simão | |
| dc.contributor.referee | Silva, Alisson Marques da | |
| dc.contributor.referee | Wanner, Elizabeth Fialho | |
| dc.date.accessioned | 2026-11-06T20:25:04Z | |
| dc.date.available | 2026-11-06T20:25:04Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-27 | |
| dc.description.abstract | Estruturas vitais ao modal ferroviário, as pontes são constituídas por diferentes sistemas estruturais, tipologias e materiais. Apresentam distintos níveis de solicitações de trabalho e degradação pela exposição a classes de agressividade ambiental específicas de onde estão domiciliadas. Sendo, portanto, elementos de infraestrutura com constante redução de desempenho e/ou performance pelo desencadeamento de quadros patológicos típicos ao longo de sua vida útil. Nesse contexto, surge a necessidade de se realizar, por meio de inspeções técnicas, a identificação do estado real das pontes para se fundamentar a tomada de decisão de intervenções para reparo, recuperação e/ou reforço estrutural a fim de se alcançar níveis aceitáveis de trabalho que garantam a integridade material e a segurança dos usuários. Por meio da classificação normativa ou particular do índice de condição (IC), a definição das pontes a serem priorizados em períodos orçamentários representa um desafio aos gestores e ao corpo técnico responsável por esses ativos. Nessa conjuntura, o conteúdo desta tese tem como objeto de estudo o gerenciamento de pontes ferroviárias. Especificamente, a parcela desse gerenciamento que trata do planejamento de manutenções e/ou inspeções técnicas para conjuntos heterogêneos desses ativos perante as condições usuais da realidade brasileira. O cerne deste estudo é composto pela aplicação de formulações matemáticas de otimização linear inteira para seleção de ativos com base nas demandas de recursos, nas limitações financeiras e no uso de ferramenta de agrupamento de dados para classificação de pontes por meio de similaridade (clusterização). Foram analisados dois bancos de dados com atributos dissemelhantes de duas concessionárias relevantes da malha e indústria ferroviária nacional. Inicialmente procurou-se investigar a disponibilidade dos registros e campos dos dados de cadastro presentes, definindo os que fossem iguais ou equivalentes aos indicados na norma brasileira para inspeção de ponte, NBR 9452/2023, e passíveis de tratamento para utilização do algoritmo k-means. Em virtude do nível de integralidade dos dados disponibilizados, optou-se pelo uso dos dados de cadastro na clusterização por seu caráter estático e maior confiabilidade ao estado real das pontes. A partir disso, fundamentado na otimização do problema da mochila (knapsack problem), obteve-se resultados de subconjuntos de pontes a serem atendidos de acordo com as restrições financeiras e as priorizações internas das companhias. O modelo gerado pode auxiliar gestores na tomada de decisão, pois permite analisar os conjuntos selecionados resultantes ponderando-se aspectos físicos das estruturas associados às demandas financeiras individuais para manutenção das pontes. Assim como sua condição de deterioração definida pelo corpo técnico de engenharia. Em síntese, busca-se contribuir com o desenvolvimento do estado da arte da área de gerenciamento de pontes ferroviárias. | |
| dc.description.abstractother | Essentials structures for the railway system, bridges are made up of different structural systems, types and materials. They present different levels of work demands and degradation due to exposure to specific environmental aggressions in the area where they are located. Therefore, they are infrastructure elements with a constant reduction in performance and/or performance due to the triggering of typical pathological conditions throughout their useful life. In this context, there is a need to carry out, through technical inspections, the identification of the real condition of bridges to support decision-making regarding interventions for repair, recovery, and/or structural reinforcement to achieve acceptable levels of work that guarantee the material integrity and safety of users. Through the normative or specific classification of the index condition (IC), the definition of bridges to be prioritized in budgetary periods represents a challenge for managers and the technical staff responsible for these assets. In this context, the content of this thesis has as its object of study the management of railway bridges. Specifically, the portion of this management deals with the planning of maintenance and/or technical inspections for heterogeneous sets of these assets under the usual conditions of the Brazilian reality. The core of this study consists of the application of mathematical formulations of integer linear optimization for the selection of assets based on resource demands, financial limitations and the use of a data grouping tool for classifying bridges through similarity (clustering). Two databases with dissimilar attributes from two relevant concessionaires of the national railway network and industry were analyzed. Initially, we sought to investigate the availability of records and fields of the registration data present, defining those that were equal or equivalent to those indicated in the Brazilian standard for bridge inspection, NBR 9452/2023, and capable of being processed for use of the k-means algorithm. Due to the level of completeness of the data made available, it was decided to use the registration data in the clustering due to its static nature and greater reliability in the real state of the bridges. Based on this, based on the optimization of the knapsack problem, results were obtained for subsets of bridges to be serviced according to the financial restrictions and internal priorities of the companies. The model generated can assist managers in decision-making, as it allows the analysis of the resulting selected sets by considering the physical aspects of the structures associated with the individual financial demands for maintenance of the bridges, as well as their deterioration condition defined by the engineering technical team. In short, the aim is to contribute to the development of the state of the art of railway bridge management. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3207 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e Computacional | |
| dc.subject | Análise por agrupamento | |
| dc.subject | Pontes ferroviárias | |
| dc.subject | Sistemas de gestão de pontes | |
| dc.subject | Ferrovias | |
| dc.title | Sobre gerenciamento de pontes: modelo para priorização de manutenção de pontes ferroviárias com o uso de técnicas de otimização e clusterização | |
| dc.type | Tese |