Projecto Avançado de Transportes. Advanced Design of Transport Systems. Semestre do plano de estudos 3

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1 Nome UC Projecto Avançado de Transportes CU Name Código UC 745 Curso MEC Semestre do plano de estudos 3 Área científica Engenharia Civil Duração Semestral Horas de trabalho 122 ECTS 4.5 Horas de contacto T - 22,5; TP - 22,5 Observações Opção Docente responsável pela UC Paulo José de Matos Martins

2 Objetivos de aprendizagem (conhecimentos, aptidões e competências) 1. Criarampliar a capacidade de observação, análise e intervenção sobre os Sistemas de Transportes. 2. Criar ampliar a capacidade de posicionamento e inter-relacionamento das competências alcançadas em outras uc's para a identificação, definição e implementação de soluções concretas, quer ao nível da concepção (e optimização), quer ao nível da exploração dos Sistemas de Transportes. 3. Adquirir as competências técnicas necessárias para a utilização de noções, modelos e equipamento avançado para o desenvolvimento de projectos e soluções para a racionalização e optimização dos Sistema de Transportes, enquanto sistemas complexos de engenharia. Learning outcomes of the curricular unit 1. To create expand the capacity of observation, analysis and intervention on Transport Systems. 2. To create expand the capacity of positioning and interrelationship skills achieved in other uc's for the identification, definition and implementation of specific solutions, both in terms of design (and optimization), or in terms of the operation of transport systems. 3. To acquire the technical competences required for the use of concepts, models and advanced equipment to develop projects and solutions for the streamlining and optimization of transport systems, as complex engineering systems.

3 Conteúdos programáticos Opção A: Desenvolvimento de um projecto na área dos Sistemas de Transportes: estudos de concepção ou planeamento, estudo de tráfego, estudo de procura, modelo de afectação de tráfego, modelos de gestão global ou parcial dos Sistemas de Transportes, ou outro estudo de caso, no qual sejam implementados os conceitos anteriores ao nível de um projecto de execução. Opção B: Desenvolvimento de modelos avançados de micro-simulação de tráfego, micro-simulação por agentes e modelos de dinâmica de sistemas complexos. Utilização de técnicas inovadoras de optimização e modelação matemática. Introdução aos conceitos de programação por objectos, Java, Python e outros. É efectuada a modelaçãosimulação do sistema a estudar, devendo o aluno aprender a interagir com o modelo e a interpretar os seus resultados à luz dos conceitos adquiridos e das limitações do mesmo. Serão utilizadas uma, ou várias ferramentas, como por exemplo, software do tipo VISUM, CUBE, ArcGIS, NLOGIT, Urbansim, MATsim, MatLab. Syllabus Option A: Development of a project in the area of transport systems: design or planning studies, traffic study, demand analysis, traffic assignment model, management model for part or for the overall transport systems, or specific case study, in which the concepts studied in previous courses are implemented at the level of a construction project. Option B: Development of models for traffic micro-simulation, for agent-based modeling or system dynamics and use of innovative techniques for optimization and mathematical modeling. Introduction to the concepts of object-oriented programming using Java, Python and other high level programming languages. The students must make the modeling simulation framework of the system to study, the student must learn to interact with the model and interpret their results and limitations in the light of the previously acquired concepts. Several tools may be used. For example, software like Visum, CUBE, ArcGIS, NLOGIT, Urbansim, MATsim, MatLab.

4 Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objectivos da UC Sendo esta uma unidade curricular de especialidade, na qual se pretendem reforçar as competências profissionais dos estudantes ao nível do projecto e estudo avançado, a tarefa mais importante é a de consolidar o conjunto alargado de conhecimentos adquiridos ao longo do curso e desenvolver os mesmos através da incorporação dos novos conceitos associados à engenharia dos sistemas complexos. A melhor estratégia para consubstanciar esta abordagem é a da autonomia e responsabilização dos alunos através da execução de um trabalho de engenharia com algum grau de complexidade, no qual devem preferencialmente ser abordados os temas leccionados nas aulas teóricas, mas não exclusivamente. Demonstration of the syllabus coherence with the curricular unit's objectives Since this is a specialization course in which one wish to strengthen the professional skills of students at the design project level and advanced studies, the most important task is to consolidate the wide range of knowledge acquired throughout the course and expand them through incorporation of new concepts associated with the engineering of complex systems. The best strategy to substantiate this approach is that of autonomy and empowerment of students through the implementation of an engineering project assignment with a degree of complexity similar to real situations, which must preferably addressed subjects taught in lectures, but not exclusively.

5 Metodologias de ensino (avaliação incluída): 1. Aulas Teóricas: em cada conjunto de 23 aulas teóricas é abordada uma tecnologia eou técnica de modelação matemático ainda não estudada no curso. Por exemplo, modelação por agentes, dinâmica de sistemas, lógica fuzzi, etc. Apresenta-se um pequeno enquadramento da utilização destas técnicas avançadas, fazendo-se referência às ferramentas informáticas possíveis de serem utilizadas. 2. Aulas Teórico-práticas: os alunos identificam um projecto que querem desenvolver, juntamente com as técnicas de modelação matemática e tecnologia que desejam aplicar. Definido o enquadramento do trabalho a desenvolver, este passa a ser executado durante as restantes aulas teórico-práticas, através de apoio directo. Poderá também ser prestada assistência fora da sala de aulas e eventual apoio laboratorial. 3. Avaliação de conhecimentos: Nota Final = 60% Trabalho + 25% Discussão Trabalho + 15% Apresentação Trabalho (com slides Power Point). A nota mínima em cada uma das componentes é 10 valores. Teaching methodologies (including evaluation) 1. Theoretical lessons: on each set of 23 lessons a technology and or mathematical modeling technique is addressed. For example, agent-based modelling, system dynamics, Fuzzi Logic, etc. A short overview and modeling framework is presented and the use of these advanced techniques is exploited, making reference to the tools that might be used. 2. TP lessons: students identify a project they want to develop (option A or B), they also choose are driven to the adequate modeling techniques necessary to be applied. After the framework setting, the students execute their project assignment (in groups of 2) during the remaining TP lessons, having always support in class, complemented with assistance out of the classroom, including laboratory support, if needed. 3. Assessment: 60% Project assignment (1 or 2 elements) + 15% Oral presentation + 25% Oral assessment of the project assignment. A minimum grade of 10 (in a 20 scale) is required for all assessment moments.

6 Demonstração da coerência das metodologias de ensino com os objectivos da unidade curricular A metodologia e estratégias de ensino usadas para a assimilação das competências e objectivos teóricos são: - Incentivo à leitura prévia de artigos versando o tema desenvolvido em cada bloco de 23 aulas teóricas (correspondendo cada bloco a um tipo de tecnologia técnica matemática); - Aula(s) teórica(s) sobre cada um dos temas, com recurso a PowerPoint, nas quais os alunos podem intervir e colocar questões; - Incentivo à leitura de artigos complementares sobre cada tema e ao estudo autónomo através da leitura de artigos em revistas de especialidade e de I&D;.- Execução (em algumas aulas teórico-práticas) de exercícios pedagógicos para exemplificação e assimilação dos conceitos teóricos; - Disponibilização de apontamentos teóricos, exercícios pedagógicos, manuais e bibliografia complementar sobre cada uma das tipologias tecnológicas e ferramentas a utilizar; - Avaliação teórica versando parte das matérias abordadas na uc, durante a discussão do trabalho A metodologia e estratégias de ensino usadas para a assimilação das competências e objectivos práticos são: - Incentivo ao desenvolvimento de pequenos estudos e modelos exploratórios utilizando tecnologias específicas (por exemplo, modelos simplificados de Dinâmica de Sistemas, ou de Modelação por Agentes); - Incentivo à execução do trabalho de grupo usando metodologias de trabalho que permitam a simulação do desenvolvimento de relações de natureza transdisciplinar alargadas à economia de transportes e os usos de solos; - Desenvolvimento de um trabalho de grupo (2 elementos) que verse um projecto de engenharia de transportes ao nível do projecto de execução (opção A) ou de optimização de sistemas de transportes com recurso a conceitos e técnicas de engenharia de sistemas complexos (opção B).

7 Demonstration of the coherence between the teaching methodologies and the learning outcomes The methodologies and teaching strategies used for the assimilation of theoretical competences and objectives are: - Prior mandatory reading of specific articles dealing with the theme to be developed in each block of 23 theoretical lessons (supplied in the Moodle platform together with the slides); - The theoretical lessons on each block are lectured using a collection of PowerPoint slides to which students have previous access. For some issues students might be prompted to present a short essay; - Encouraging the reading of additional articles on each topic and the self-study by reading articles in scientific journals or R&D deliverables;... - Teaching in some of the TP lessons of pedagogical exercises for exemplification and assimilation of theoretical concepts; - Provision of course booklets and theoretical flashcards, exercises and supplementary bibliography on each topic; - Possible appraisal of some of the theoretical issues of the course subject during the oral assessment. The methodologies and teaching strategies used for the assimilation of competences and practical objectives are: - Incentive to the development of small studies and exploration models using specific technologies (eg, simplified models of system dynamics or agent-based models); - Incentive to the implementation of collaborative working methods that allow the simulation of transdisciplinary relations extended from transports to economics analysis and land use; - Development of a workgroup (2 elements) that must addresses a transportation engineering problem at the execution level of a construction project (Option A) or at the optimization level of complex systems (option B.)

8 Bibliografia principal Apontamentos, slides e protocolos informáticos da unidade curricular. Cascetta Ennio, Transportation Systems Analysis. Models and Applications. Second Edition, Springer. Ortúzar J.D. & Willumsen L.G, Modelling Transport, 4th Edition, Wiley Button K., Transport Economics, 3rd Edition, Edward Eldar. Dexter M., 2008, Eclipse and Java: Introducing Persistence. Companion Tutorial Document, Licensed under the Educational Community License version 1.0. (webbook) Vidal J., 2009, Fundamentals of Multiagent Systems with NetLogo Examples, Copyright 2007 José M. Vidal. All rights reserved (web book). Manuais e apontamentos de apoio do software SIG ArcGIS Manuais e apontamentos de apoio do software Cube ou Visum. Manuais do software Limdep e NLogit Manuais do software MatSim, UrbanSim, MatLab, etc. Artigos em revistas internacionais da especialidade, com a descrição da utilização das ferramentas informáticas no desenvolvimento de optimização na área dos sistemas de transportes.