OPTIMIZATION OF TERMINAL LAYOUTS: AN ANALYTICAL AND SIMULATIVE APPROACH BASED ON GENETIC ALGORITHMS

2012/2013Every day millions of pedestrian move with different needs and objectives through spaces each of them with its functional specifications. An accurate design or revisiting of transport terminals, as for example railway stations, underway stations, airports, as well as complex buildings, open spaces and a deep analysis of public events with relevant pedestrian flows, would improve its usability at users benefit. To reach this goal is necessary a careful integration among architecture, engineering needs and transport disciplines, that, starting from the study of users behavior and pedestrian dynamics, provides the fundamental elements to be considered during design stage to ensure a major level of service. In literature nothing much is known about the optimal dimension of pedestrian transportation terminals. The aim of this study is to develop a methodology to size the functional terminal layouts, by the integration of analytical and simulative models submitted to generic algorithms, taking into account the dynamics and flows generated inside the terminals. In order to obviate the lack of requisite data for models calibration, validation and verification, as well as testing the process developed, an algorithm for data acquisition has been elaborated. It has a dedicated graphic interface, which allows to reveal the pedestrian dynamics and consequently to generate database; with these data is possible to obtain statistical and behavioral indicators about pedestrians detected. The use of analytical models, both to define the sizing of facilities inside the terminals and to model the user behavior during their paths, allows to define an objective function able to represent the performances of the terminal functional layout. Defined the dimensional ranges of each functional element inside the layout according a specific Level of Service, performed a design of experiments methodology and applied genetic algorithms to minimize the objective function, it is possible to obtain a set of optimal solutions for the terminal configuration sizing, in coherence with flows and dynamics generated inside the terminals itself. A further simulative approach, based on the application of the social force algorithm, allows, through quantitative and qualitative parameters, to identify the best solution(s) inside the domain previously identified with genetic algorithm application. Starting from the motivation that inspired this work, analyzed the existing literature and the main methods for data acquisition, it will be introduced the algorithm for the automatic acquisition of data and pedestrian database generation. The application of this tool will be illustrated in order to manifest the potentiality of the instrument same. Subsequently introduced the tool developed for the definition of the characteristic elements sizing and the model chosen for the correct estimation of pedestrian travel times, it will be explored the structure of the objective function aimed to identify the right trade-off between infrastructure and pedestrian costs. Finally, the application of genetic algorithms, resulting in the identification of Pareto front, generates the domain of optimal solutions to sift through the simulation approach. The developed methodology reveals a flexible and simple instruments, but, at the same time, accurate in the resolution of the problems for which has been structured. The potential of the developed methodology is highlighted in the course of the work thanks to a case of study.Ogni giorno milioni di pedoni si muovono con esigenze ed obbiettivi diversi in contesti differenti, ognuno dei quali con le sue caratteristiche tecniche funzionali. Un’attenta progettazione o rivisitazione dei terminali di trasporto, quali stazioni ferroviarie, metropolitane, aeroporti, così come degli edifici complessi, degli spazi aperti ed una corretta disamina degli eventi pubblici con flussi pedonali rilevanti, consentirebbe di migliorarne la fruibilità a beneficio dell’utenza. Per raggiungere tale obiettivo risulta necessaria un’attenta integrazione tra esigenze architettoniche, ingegneristiche e le discipline trasportistiche, le quali, partendo dallo studio comportamentale degli utenti e dalle dinamiche pedonali, forniscano gli elementi fondamentali da tenersi in considerazione nella fase di progettazione per garantire un maggiore livello di servizio. Riscontrata in letteratura una carenza di approcci finalizzata alla determinazione del miglior layout funzionale dei terminali, attraverso l’integrazione di modelli analitici e simulativi sottoposti ad algoritmi genetici, è stata sviluppata una metodologia che, coerentemente con le dinamiche e i flussi che all’interno dei terminali stessi si generano, mirasse al dimensionamento ottimo dei terminali di trasporto pedonale. Per ovviare alla mancanza di dati necessari per i processi di calibrazione, validazione e verifica dei modelli così come per testare il metodo sviluppato è stato innanzitutto elaborato un algoritmo per l’acquisizione di dati, con interfaccia grafica dedicata, che consente di rilevare le dinamiche pedonali, generare database e conseguentemente ricavare dati statistici e comportamentali dei pedoni. L’utilizzo di modelli analitici, sia per l’identificazione dei range dimensionali degli elementi caratteristici presenti all’interno dei terminali che per la modellizzazione del comportamento degli utenti, permette di definire una funzione obbiettivo che rappresenti le performances dei layout funzionali dei terminali. Attraverso design of experiments calibrati sui range dimensionali dei singoli elementi funzionali presenti all’interno dei terminali e la successiva applicazione degli algoritmi genetici finalizzati alla minimizzazione della funzione obiettivo, è possibile definire un insieme di soluzioni ottime per il dimensionamento dei terminali, in coerenza con i flussi e le dinamiche che in esso si generano. Un’ulteriore approccio simulativo, basato sull’applicazione dell’algoritmo delle forze sociali, consente, attraverso la valutazione di parametri quantitativi e qualitativi, di identificare la/e miglior soluzione/i all’interno del dominio di soluzioni precedentemente identificate con l’applicazione degli algoritmi genetici. A partire dall’esplicitazione delle motivazioni che hanno alimentato questo lavoro, analizzata la letteratura esistente e le principali metodologie per l’acquisizione dati, verrà introdotto l’algoritmo per l’acquisizione automatica dei dati pedonali e la generazione di database contenenti i profili degli utenti rilevati. A seguire troverà spazio l’applicazione di questo strumento per manifestarne le potenzialità. Successivamente, introdotto il tool sviluppato per la definizione dei range dimensionali degli elementi caratteristici e il modello scelto per la corretta stima dei tempi di percorrenza pedonali, verrà esplorata la strutturazione della funzione obiettivo finalizzata alla ricerca del giusto trade off tra costi infrastrutturali e pedonali. Infine, l’applicazione degli algoritmi genetici, risultanti nell’identificazione del fronte paretiano, genererà il dominio di soluzioni ottime da vagliare attraverso l’approccio simulativo. La metodologia sviluppata si è rivelata uno strumento flessibile ed agevole, ma, allo stesso tempo, puntuale nel risolvere i problemi per cui è stata ideata. Le potenzialità della metodologia sviluppata vengono messe in risalto nel corso dell’elaborato grazie ad un caso di studio condotto.XXVI Ciclo198

AHP‐Aided Evaluation of Logistic and Transport Solutions in a Seaport

The chapter reports on the application of the analytic hierarchy process (AHP) to a strategic decision in the transport sector, concerning the reconfiguration of the railway infrastructure of the seaport of Trieste. The proposed solutions should not only solve some technical and operational problems of the terminal, but they could allow the port to be included in the Trans‐European Network‐Transport Programme (TEN‐T), promoted by the European Union and aimed to develop the Trans‐European Networks of Transport. Accordingly, the selection of the solution with the most promising potential to satisfy the goals of the TEN‐T policy is a fundamental stage of the project. The case study is an actual AHP application to an evaluation process concerning a pre‐feasibility study of strategic solutions in the logistics and transport fields. Some practical aspects regarding the application of the AHP and the building of the model, when several stakeholders are involved in the decision process, are highlighted and discussed

Dynamics of Saccharomyces cerevisiae strains isolated from vine bark in vineyard: Influence of plant age and strain presence during grape must spontaneous fermentations

In this study, two vineyards of different age were chosen. During three years, a sampling campaign was performed for isolating vineyard-associated Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) strains. Bark portions and, when present, grape bunches were regularly collected from the same vine plants during the overall sampling period. Each bark portion was added to a synthetic must, while each grape bunch was manually crushed, and fermentations were run to isolate S. cerevisiae strains. All collected yeasts were identified at different species and strain levels to evaluate the genetic variability of S. cerevisiae strains in the two vineyards and strains dynamics. Moreover, bark-associated strains were compared with those isolated from spontaneous fermentations of grapes collected during the two harvests. Regarding the youngest vineyard, no S. cerevisiae was identified on bark and grape surface, highlighting the importance of vine age on yeast colonization. Results reported the isolation of S. cerevisiae from vine bark of the old vineyard at all sampling times, regardless of the presence of the grape bunch. Therefore, this environment can be considered an alternative ecological niche that permanently hosts S. cerevisiae. Bark-associated strains were not found on grape bunches and during pilot-scale vinifications, indicating no significative strain transfer from vine bark to the grape must. Commercial starters were identified as well both in vineyards and during vinifications

An IMS LD Graphic Editor using the graphs representation for modifying the course structures

Commentary on: Chapter 20: Delivery of Learning Design: the Explor@ System?s Case. (Paquette, Marino, De la Teja, Léonard, & Lundgren-Cayrol, 2005) Abstract: We developed a Web portal, named netUniversité, that enables the teachers to create their courses online then to visualize, manage and participate to them. In order to create and execute the courses content, we have implemented an IMS LD player and an IMS LD web course content editor. These modules are integrated in the netUniversité;. Using this application the teacher can automatically generate educational Web site structures, adding the pedagogical contents in these structures. However, the main weakness of a web editor (like ours) is the lack of a global view of course structure. These aspects prompted us to create a graphical editor that offers to the teacher a perspective on the IMS LD document with the possibility to perform some basic editing operations (adding, moving, deleting) in order to complete the web editor. In this paper we describe our approach concerning this graphical editor that is included in the web editor to the netUniversité; web portal. Editors: Colin Tattersall and Rob Koper

ÉPOCA DE SEMEADURA E ESPAÇAMENTOS ENTRE LINHAS NA PRODUTIVIDADE DA SOJA

A busca por aumento de produtividade necessita do uso de técnicas integradas e da adoção de novas tecnologias. A época de semeadura e o espaçamento entre linhas têm grande influência no resultado da produção final. O objetivo com este trabalho foi avaliar a influência da época de semeadura e do arranjo das plantas. O experimento foi realizado em três épocas de semeadura, no ano 2013, 22 de outubro de 2013, 17 de novembro de 2013 e 11 de dezembro de 2013 e com dois espaçamentos entre linhas, 0,25 e 0,50 m (população de 300.000 plantas/ha). O delineamento experimental foi feito em blocos casualizados com quatro repetições. O cultivar avaliado foi a NA5909, pertencente ao grupo de maturação 5.9 e resistente ao glifosato. Os componentes da produção avaliados foram: rendimento de grãos, altura de inserção da primeira vagem, área foliar, índice de área foliar, altura de planta e massa de mil grãos. A época de semeadura apresentou efeito nos componentes avaliados além do número de dias para floração e maturação, reduzindo o ciclo da cultura com o atraso no plantio. O rendimento decresceu quando se retardou a época de semeadura. Para os espaçamentos utilizados, não se verificaram diferenças de produtividade.Palavras-chave: Glycine max. Manejo. Produtividade. Ciclo da cultura

AVALIAÇÃO DOS COMPONENTES DO RENDIMENTO DA CULTIVAR DE TRIGO TBIO-TIBAGI

O trigo (Triticum aestivum L.) é um cereal de grande importância na alimentação humana, assim, é plantado no Brasil com uma área considerável e com produções elevadas; porém, essa produção tem potencial para aumentar. Dessa forma, com o objetivo de relacionar os componentes do rendimento da cultivar de trigo TBIO-Tibagi com a produtividade final de campos de produção de sementes no Oeste de Santa Catarina, foram coletadas 36 plantas por área, para análise dos parâmetros da cultivar Pioneiro, em 11 lavouras da região. Os componentes do rendimento analisados foram: altura de plantas, número de perfilhos por planta, número de espiguetas por espiga, número de grãos por espiga, densidade de plantas, número de espigas por metro quadrado e número de grãos por metro quadrado. Entre esses componentes do rendimento, observou-se que o número de espigas por metro quadrado e o número de grãos por metro quadrado tiveram relação com a produtividade, em razão desse componente apresentar coeficiente de determinação elevado, isso significa que, conforme aumenta o número de grãos por metro quadrado, aumenta a produtividade. Os demais componentes não apresentaram relação com a produtividade, porém, sabe-se que esses componentes têm grande importância no desenvolvimento da cultura. Nos resultados obtidos, a densidade de plantas foi diretamente relacionada com o número de perfilhos por planta. A cultivar Tibagi necessita de densidade de plantas por metro quadrado mais elevada, em razão de essa possuir um potencial de perfilhamento reduzido.Palavras-chave: Triticum aestivum L. Produtividade. Perfilhamento. Espiguetas

AVALIAÇÃO DOS COMPONENTES DO RENDIMENTO DA CULTIVAR DE TRIGO TBIO-PIONEIRO

O trigo (Triticum aestivum L.) é um cereal de grande importância na alimentação humana, assim, é plantado no Brasil com uma área considerável e com produções elevadas; porém, essa produção tem potencial para aumentar. Dessa forma, com o objetivo de relacionar os componentes do rendimento da cultivar de trigo TBIO-Pioneiro com a produtividade final de campos de produção de sementes no Oeste de Santa Catarina, foram coletadas 36 plantas por área, para análise dos parâmetros da cultivar Pioneiro, em 11 lavouras da região. Os componentes do rendimento analisados foram: altura de plantas, número de perfilhos por planta, número de espiguetas por espiga, número de grãos por espiga, densidade de plantas, número de espigas por metro quadrado e número de grãos por metro quadrado. Entre esses componentes do rendimento, observou-se que o número de grãos por metro quadrado teve relação com a produtividade, em razão desse componente apresentar coeficiente de determinação elevado, isso significa que, conforme aumenta o número de grãos por metro quadrado, aumenta a produtividade. Os demais componentes não apresentaram relação com a produtividade, porém, sabe-se que esses componentes tem grande importância no desenvolvimento da cultura. Nos resultados obtidos, a densidade de plantas foi diretamente relacionada ao número de perfilhos por plantas. A cultivar Pioneiro apresenta densidade recomendada baixa, assim, conforme aumenta-se a densidade de plantas, diminui a produtividade do local.Palavras-chave: Triticum aestivum L. Produtividade. Perfilhamento. Espiguetas

ESPAÇAMENTO ENTRE LINHAS NA CULTURA DA SOJA

A maior expressão do potencial produtivo das cultivares depende das condições do meio onde as plantas irão se desenvolver. Assim, alterações relacionadas com a população de plantas podem reduzir ou aumentar os ganhos em produtividade, pois essa característica é consequência da densidade das plantas nas linhas e do seu espaçamento entre as linhas. Porém, a população de plantas é o fator que menos afeta a produtividade, desde que as plantas estejam distribuídas uniformemente na área. Os espaçamentos proporcionam uma melhor distribuição das plantas na área, o que acarreta alterações na arquitetura da planta, permitindo uma maior interceptação de luz e fechamento das entrelinhas acelerado. Assim, o trabalho teve por objetivo avaliar a influência do arranjo das plantas, com dois espaçamentos entre linhas na cultura da soja, 25 cm e 50 cm. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições. O cultivar avaliado foi o NA5909, pertencente ao grupo de maturação 6,2. Os componentes da produção avaliados foram o rendimento de grãos, a altura de inserção da primeira vagem, altura de planta e a massa de mil grãos, além da área foliar e do índice de área foliar. Para os espaçamentos utilizados, não se verificou diferenças de produtividade, com variação significativa nos componentes de altura de inserção da primeira vagem e massa de mil grãos. Houve maior altura de inserção da primeira vagem e maior massa de mil grãos no espaçamento de 25 cm, porém, sem significância sobre a altura de planta, a área foliar e o índice de área foliar. Em razão de a cultivar estudada apresentar crescimento indeterminado, ocorre compensação dos espaços dentro da lavoura, não destacando diferenças significativas na formação do dossel, e reduzindo, assim, a possibilidade de efeito sobre a produtividade da cultura.Palavras-chave: Glycine max (L.) Merrill. Produtividade. População

INFLUÊNCIA DE ÉPOCAS DE SEMEADURA NA PRODUTIVIDADE DA SOJA

A pesquisa na busca por aumento de produtividade da cultura da soja acontece ano após ano. Com o objetivo de avaliar a ação do fotoperíodo e da soma térmica sobre a cultura da soja, foram realizados cultivos em três épocas de semeadura. O trabalho foi realizado em 2013/2014, em área localizada na Linha Pesqueiro de Baixo, Município de Xanxerê, SC, localizada a 26°50’01’’ de latitude Sul, 52°30’36’’ de longitude Oeste e 696 m de altitude. O solo é classificado como latossolo vermelho distrófico argiloso, a adubação de base utilizada foi dimensionada de acordo com o resultado da análise química do solo. As parcelas constituíam dimensões de 5x5 metros, com bordaduras de 0,5 metros em cada lado. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. As três épocas de semeadura foram 22 de outubro de 2013, 17 de novembro de 2013 e 11 de dezembro de 2013. No estádio fenológico R1 realizou-se amostragem de plantas aleatórias na parcela para a determinação da área foliar (AF), do índice de área foliar (IAF) e da massa seca da parte aérea das plantas. No estádio R8, determinaram-se as características de altura das plantas e a altura da inserção da primeira vagem. Os dados de massa de mil grãos e produtividade foram obtidos a partir dos grãos com teor de umidade de 13%. As plantas foram colhidas manualmente, cinco a oito dias após o estádio de desenvolvimento R8, debulhadas em trilhadeira estacionária, limpas com o auxílio de peneiras. Em Xanxerê as temperaturas médias normais nos meses de outubro a abril são, respectivamente, 17,5 °C, 19,2 °C, 20,7 °C, 21,2 °C, 21,3 °C, 20,3 °C e 17,5 °C. Dessa forma, a soma térmica diária (Graus/ dia) acumulada no cultivo da época 1, semeada em outubro, é menor que a soma térmica das épocas 2 e 3, semeadas em novembro e dezembro, respectivamente. Assim, o ciclo da época 1 se torna maior que o ciclo das outras épocas, resultando em plantas mais altas e com maior AF. Com resultado da maior AF se tem maior IAF nas primeiras épocas, que, por sua vez, representa maior área de captação de radiação solar e fotossíntese. Tal resultado reflete-se em maior produção de fotoassimilados, os quais foram alocados nos grãos, representando maior massa de mil grãos e maior produtividade. Nas épocas 2 e 3 a ocorrência da floração ocorreu em períodos de dias encurtando, com fotoperíodo menor que 13h30min. Portanto, além da temperatura do ar, o fotoperíodo também  influencia na redução do ciclo nessas épocas, promovendo efeito sobre o crescimento e a produtividade. A época de semeadura interferiu nas variáveis avaliadas, principalmente no rendimento. Portanto, o trabalho demonstra que com o atraso da época de semeadura ocorre um decréscimo na produtividade da cultura da soja.Palavras-chave: Glycine max (L.) Merrill. Soma térmica. Fotoperíodo. Área foliar

Color variations on Victoria quadrangle: support for the geological mapping

Mercury is the closest planet to the Sun. Its extreme thermal environment makes it difficult to explore onsite. In 1974, Mariner 10, the first mission dedicated to Mercury, covered 45% of the surface during of the three Hermean flybys [1]. For about 30 years after Mariner 10, no other mission has flownto Mercury. Many unresolved issues need an answer, and in recent years the interest about Mercury has increased. MESSENGER mission contributed to understand Mercury's origin, its surface structure, and the nature of its magnetic field, exosphere, and magnetosphere [1]. The Mercury Dual Imaging System (MDIS) provided a global coverage of Mercury surface with variable spatial resolution. MDIS is equipped with a narrow angle camera (NAC), dedicated to the study of the geology and a wide angle camera (WAC) with 12 filters useful to investigate the surface composition[2]. Mercury has been divided into 15 quadrangles for mapping purposes [3]. The mapping process permits integration of different geological surface information to better understand the planet crust formation and evolution. Merging spectroscopically data is a poorly followed approach in planetary mapping, but it gives additional information about lithological composition, contributing to the construction of a more complete geological map [e.g. 4]. Recently, [5] proposed a first detailed map of all the Victoria quadrangle (H2). Victoria quadrangle is located in a longitude range between 270°E and 360°E and a latitude range of 22.5°N and 65°N,and itwas only partially mapped by Mariner 10 data[3]. Here we investigate the lithological variation by using the MDIS-WAC data to produce a set of color map products which could be asupport to the geological mapping [5]. The future ESA-JAXA mission to Mercury, BepiColombo, will soon contribute to improve the knowledge of Mercury surface composition and geology thanks to the Spectrometer and Imagers for MPO BepiColombo-Integrated Observatory SYStem (SIMBIO-SYS)[6]