[pt] APLICAÇÃO DE ALGORITMOS DE APRENDIZADO DE MÁQUINA PARA PREVER EFICIÊNCIA ENERGÉTICA BASEADO EM PARÂMETROS DE VIAGEM: ESTUDO DE CASO DE UMA FERROVIA DE TRANSPORTE DE CARGA
| Autor: | RODOLFO SPINELLI TEIXEIRA |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
[pt] APRENDIZADO DE MAQUINA
[pt] GRAFICO DE VALORES ACUMULADO LOCAIS [pt] GRAFICO DE DEPENDENCIA PARCIAL [pt] TRANSPORTE PESADO [pt] FLORESTAS ALEATORIAS [pt] EFICIENCIA ENERGETICA [pt] REDES NEURAIS ARTIFICIAIS [pt] CONSUMO ENERGETICO [pt] FERROVIA [en] MACHINE LEARNING [en] ACCUMULATED LOCAL EFFECT PLOT [en] PARTIAL DEPENDENCE PLOT [en] HEAVY HAUL [en] RANDOM FOREST [en] ENERGY EFFICIENCY [en] ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS [en] ENERGY CONSUMPTION [en] RAILROAD |
| Druh dokumentu: | TEXTO |
| DOI: | 10.17771/PUCRio.acad.56709 |
| Popis: | [pt] O consumo de combustível em empresas do setor de transporte ferroviário representa um dos maiores gastos operacionais e uma das maiores preocupações em termos de emissões de poluentes. O alto consumo em combustíveis acarreta também em uma alta representatividade na matriz de escopo de emissões (mais de 90 por cento das emissões de ferrovias são provenientes do consumo de combustível fóssil). Com o viés de se buscar uma constante melhora operacional, estudos vêm sendo realizados com a finalidade de se propor novas ferramentas na redução do consumo de combustível na operação de um trem de carga. Nesse ramo, destaca-se o aperfeiçoamento dos parâmetros de condução de um trem que são passíveis de calibração com o objetivo de reduzir o consumo de combustível. Para chegar a esse fim, o presente trabalho implementa dois modelos de aprendizado de máquina (machine learning) para prever a eficiência energética de um trem de carga, são eles: floresta randômica e redes neurais artificiais. A floresta randômica obteve o melhor desempenho entre os modelos, apresentando uma acurácia de 91 por cento. Visando calcular quanto cada parâmetro influencia no modelo de previsão, este trabalho também utiliza técnica de efeitos acumulados locais em cada parâmetro em relação à eficiência energética. Os resultados finais mostraram que, dentro dos quatro parâmetros de calibração analisados, o indicador de tração por tonelada transportada apresentou maior representatividade em termos de impacto absoluto na eficiência energética de um trem de carga. [en] Fuel consumption in companies in the rail transport sector represents one of the largest operating expenses and one of the biggest concerns in terms of pollutant emissions. The high fuel consumption also entails a high representation in the emissions scope matrix (more than 90 percent of railroad emissions come from fossil fuel consumption). Aiming to seek constant operational improvement, numerous studies have been carried out proposing new tools to reduce fuel consumption in the operation of a freight train. In this way, it is important to highlight the improvement of train driving parameters that can be calibrated to reduce fuel consumption. To accomplish this goal, the present work implements two machine learning models to predict the energy efficiency of a freight train: random forest and artificial neural networks. The random forest achieves the best performance against the models, with an accuracy of 91 percent. To calculate how much each parameter influences the prediction model, this work also uses the technique of accumulated local effects for each parameter related to energy efficiency. The final results show that, within the four analyzed calibration parameters, the traction per transported ton indicator presented greater representation in terms of absolute impact on the energy efficiency of a freight train. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
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