Uma abordagem para predição de demanda em sistemas de bicicletas compartilhadas
| dc.contributor.advisor-co1 | Sobrinho, Álvaro Alvares de Carvalho César | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5640399839698012 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Silva, Lenardo Chaves e | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0123912674950072 | pt_BR |
| dc.contributor.author | Viana, Johnattan Douglas Ferreira | |
| dc.contributor.referee1 | Mendes Neto, Francisco Milton | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5725021666916341 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Alves Filho, Sebastião Emídio | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/1085180938494527 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Oliveira, Carina Teixeira de | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2893590409825756 | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4244055492368435 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2022-06-23T15:37:33Z | |
| dc.date.available | 2021-07-06 | |
| dc.date.available | 2022-06-23T15:37:33Z | |
| dc.date.issued | 2021-06-16 | |
| dc.description.abstract | Shared Bicycle Systems (SBC) have contributed to the improvement of urban mobility and have become increasingly common in cities. However, for the proper functioning of these systems, it is necessary to analyze the users’ habits so that it is possible to supply the demand for stations with high demand and avoid wasting resources in underused stations, collecting bicycles in overcrowded stations and redistributing them in stations that are low on stock or even empty. The rebalancing bicycles process (Bike Sharing Rebalancing Problem - BSRP) requires efficient redistribution strategies, which depends on the modeling and forecasting of rental demand, evidencing the relevance of approaches that assist in decision-making and strategic management of the companies responsible for these systems. In this work, a data set from Capital BikeShare (Washington, D.C.) is analyzed, exploring the relationship of meteorological and seasonal conditions in this service. Regression and classification models were developed using classic literature algorithms as Linear Regression (LR), Support Vector Machine (SVM), Gaussian Naive Bayes (NB), K-Nearest Neighbors (KNN), MultiLayer Perceptron (MLP), Random Forest (RF) and Decision Tree (DT). The objective is to predict the number of rentals, providing a parameter to assist in the efficient redistribution of bicycles in SBC. The use of multiple algorithms has also been tried to build homogeneous and heterogeneous committees. The performances of the generated predictive models were analyzed using 10-part cross-validation. Friedman and Nemenyi statistical tests also were applied. Moreove, descriptive models using k-means to group rental stations were also discussed, highlighting such groupings as a useful technique in improving the performance of predictive models. The best regression model was generated with RF and has determination coefficient of 0.963, while the best classification model was developed generated with DT and has an accuracy of 96.21%. An application scenario for potential predictive models has been described to facilitate the interpretation of the prediction results for the managers of these services and to improve the decision-making process in SBC | pt_BR |
| dc.description.resumo | Os Sistemas de Bicicletas Compartilhadas (SBC) têm contribuído para a melhoria da mobilidade urbana e se tornaram cada vez mais comuns nas cidades. Embora esses sistemas forneçam um transporte econômico e sustentável, melhorando o trânsito nas cidades, para o seu funcionamento é necessário uma análise dos hábitos dos usuários para que as empresas fornecedoras desse serviço possam suprir a demanda de estações com alta procura e evitar o desperdício de recursos em estações pouco utilizadas, coletando bicicletas em estações superlotadas e redistribuí-las em estações que estão com baixo estoque ou mesmo vazias. Esse problema de rebalanceamento de bicicletas (do inglês Bike Sharing Rebalancing Problem - BSRP) requer estratégias eficientes de redistribuição, que dependem da modelagem e previsão de demanda de aluguéis, evidenciando a relevância de abordagens que auxiliem na tomada de decisão e gestão estratégica das empresas responsáveis por esses sistemas. Neste trabalho é analisado um conjunto de dados do Capital BikeShare (Washington, D.C.), explorando a relação de condições meteorológicas e sazonais nesse serviço. Modelos de regressão e classificação foram elaborados usando algoritmos clássicos da literatura como Linear Regression (LR), Support Vector Machine (SVM), Gaussian Naive Bayes (NB), K-Nearest Neighbors (KNN), MultiLayer Perceptron (MLP), Random Forest (RF) e Decision Tree (DT). O objetivo é predizer a quantidade de aluguéis, fornecendo um parâmetro para auxiliar na redistribuição eficiente de bicicletas nos SBC. A utilização de múltiplos algoritmos também foi experimentada para a construção de comitês homogêneos e heterogêneos. Os desempenhos dos modelos preditivos gerados foram analisados usando validação cruzada de 10 partes. Os testes estatísticos de Friedman e Nemenyi foram aplicados. Além disso, foram discutidas modelos descritivos utilizando k-means para agrupamento das estações de aluguéis, evidenciando tais agrupamentos como uma técnica útil na melhoria do desempenho dos modelos preditivos. O melhor modelo de regressão gerado utilizou o RF e alcançou coeficiente de determinação de 0,963, enquanto que o melhor modelo de classificação elaborado foi o DT, com acurácia de 96,21%. Um cenário de aplicação e uso dos potenciais modelos preditivos foi descrito, de forma a facilitar a interpretação dos resultados da predição para os gestores desses serviços e melhorar o processo de tomada de decisão nos SBC | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
| dc.identifier.citation | Viana (2021) (VIANA, 2021) | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7366 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal Rural do Semi-Árido | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas e Naturais - CCEN | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFERSA | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação | pt_BR |
| dc.relation.references | VIANA, Johnattan Douglas Ferreira. Uma abordagem para predição de demanda em sistemas de bicicletas compartilhadas. 2021. 115 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2021. | pt_BR |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | pt_BR |
| dc.rights.license | CC-BY-SA | pt_BR |
| dc.subject | Sistemas de Bicicletas Compartilhadas | pt_BR |
| dc.subject | BSRP | pt_BR |
| dc.subject | Predição de Demandas | pt_BR |
| dc.subject | Tomada de Decisão | pt_BR |
| dc.subject | Gestão Estratégica | pt_BR |
| dc.subject | Shared Bicycle Systems | pt_BR |
| dc.subject | BSRP | pt_BR |
| dc.subject | Demand Prediction | pt_BR |
| dc.subject | Decision Making | pt_BR |
| dc.subject | Strategic Management | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | pt_BR |
| dc.title | Uma abordagem para predição de demanda em sistemas de bicicletas compartilhadas | pt_BR |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | pt_BR |
