Analysis of heuristic algorithms for the transportation model in static and multistage planning in network expansion systems

The usefulness of the application of heuristic algorithms in the transportation model, first proposed by Garver, is analysed in relation to planning for the expansion of transmission systems. The formulation of the mathematical model and the solution techniques proposed in the specialised literature are analysed in detail. Starting with the constructive heuristic algorithm proposed by Garver, an extension is made to the problem of multistage planning for transmission systems. The quality of the solutions found by heuristic algorithms for the transportation model is analysed, as are applications in problems of planning transmission systems.

Algoritmos busca tabu paralelos aplicados ao planejamento da expansão da transmissão de energia elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Transmission network expansion planning considering multiple generation scenarios

This paper presents a mathematical model and a methodology to solve a transmission network expansion planning problem considering open access. The methodology finds the optimal transmission network expansion plan that allows the power system to operate adequately in an environment with multiples generation scenarios. The model presented is solved using a specialized genetic algorithm. The methodology is tested in a system from the literature. ©2008 IEEE.

Multistage and coordinated planning of the expansion of transmission systems

In this paper, an efficient genetic algorithm (GA) is presented to solve the problem of multistage and coordinated transmission expansion planning. This is a mixed integer nonlinear programming problem, difficult for systems of medium and large size and high complexity. The GA presented has a set of specialized genetic operators and an efficient form of generation of the initial population that finds high quality suboptimal topologies for large size and high complexity systems. In these systems, multistage and coordinated planning present a lower investment than static planning. Tests results are shown in one medium complexity system and one large size high complexity system.

Risk/investment-driven transmission expansion planning with multiple scenarios

This study presents a new methodology based on risk/investment to solve transmission network expansion planning (TNEP) problem with multiple future scenarios. Three mathematical models related to TNEP problems considering multiple future generation and load scenarios are also presented. These models will provide planners with a meaningful risk assessment that enable them to determine the necessary funding for transmission lines at a permissible risk level. The results using test and real systems show that the proposed method presents better solutions compared with scenario analysis method. ©The Institution of Engineering and Technology 2013.

Social network extraction and analysis based on multimodal dyadic interaction

Social interactions are a very important component in people"s lives. Social network analysis has become a common technique used to model and quantify the properties of social interactions. In this paper, we propose an integrated framework to explore the characteristics of a social network extracted from multimodal dyadic interactions. For our study, we used a set of videos belonging to New York Times" Blogging Heads opinion blog. The Social Network is represented as an oriented graph, whose directed links are determined by the Influence Model. The links" weights are a measure of the"influence" a person has over the other. The states of the Influence Model encode automatically extracted audio/visual features from our videos using state-of-the art algorithms. Our results are reported in terms of accuracy of audio/visual data fusion for speaker segmentation and centrality measures used to characterize the extracted social network.

Development of a process model for the automatic miniload warehouse expansion

This paper provides an insight to the development of a process model for the essential expansion of the automatic miniload warehouse. The model is based on the literature research and covers four phases of a warehouse expansion: the preparatory phase, the current state analysis, the design phase and the decision making phase. In addition to the literature research, the presented model is based on a reliable data set and can be applicable with a reasonable effort to ensure the informed decision on the warehouse layout. The model is addressed to users who are usually employees of logistics department, and is oriented on the improvement of the daily business organization combined with the warehouse expansion planning.

Desenvolvimento de uma ferramenta de otimização para avaliar a expansão da transmissão de energia

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

As instituições administrativas e o planejamento territorial paulista: 1938-1967

O objetivo é analisar o papel das instituições administrativas no planejamento urbano e regional do Estado de São Paulo. Nosso objeto de estudo são as leis e decretos estaduais e federais e as ações do Estado que definiram os padrões de organização territorial das cidades. Entendemos que a partir deles as ações administrativas atribuíram às cidades um modelo de planejamento setorizado e polarizado. Entre as décadas de 1930 e 1960, esse modelo formou a base para a aplicação de uma divisão funcional urbana fundada nas características produtivas e responsável pela provisão de recursos. A partir da década de 1960, a organização territorial paulista foi padronizada pelo conceito de polo urbano e o planejamento urbano e regional ficou submetido às condicionantes econômicas.

Dalla regione policentrica ai sistemi urbani. Locale e globale una ricerca di coerenze

La ricerca svolta ha individuato fra i suoi elementi promotori l’orientamento determinato da parte della comunità europea di dare vita e sostegno ad ambiti territoriali intermedi sub nazionali di tipo regionale all’interno dei quali i sistemi di città potessero raggiungere le massime prestazioni tecnologiche per cogliere gli effetti positivi delle innovazioni. L’orientamento europeo si è confrontato con una realtà storica e geografica molto variata in quanto accanto a stati membri, nei quali le gerarchie fra città sono storicamente radicate e funzionalmente differenziate secondo un ordine che vede la città capitale dominante su città subalterne nelle quali la cultura di dominio del territorio non è né continua né gerarchizzata sussistono invece territori nazionali compositi con una città capitale di riconosciuto potere ma con città di minor dimensione che da secoli esprimono una radicata incisività nella organizzazione del territorio di appartenenza. Alla prima tipologia di stati appartengono ad esempio i Paesi del Nord Europa e l’Inghilterra, esprimendo nella Francia una situazione emblematica, alla seconda tipologia appartengono invece i Paesi dell’aera mediterranea, Italia in primis, con la grande eccezione della Germania. Applicando gli intendimenti comunitari alla realtà locale nazionale, questa tesi ha avviato un approfondimento di tipo metodologico e procedurale sulla possibile organizzazione a sistema di una regione fortemente policentrica nel suo sviluppo e “artificiosamente” rinata ad unità, dopo le vicende del XIX secolo: l’Emilia-Romagna. Anche nelle regioni che si presentano come storicamente organizzate sulla pluralità di centri emergenti, il rapporto col territorio è mediato da centri urbani minori che governano il tessuto cellulare delle aggregazioni di servizi di chiara origine agraria. Questo stato di cose comporta a livello politico -istituzionale una dialettica vivace fra territori voluti dalle istituzioni e territori legittimati dal consolidamento delle tradizioni confermato dall’uso attuale. La crescente domanda di capacità di governo dello sviluppo formulata dagli operatori economici locali e sostenuta dalle istituzioni europee si confronta con la scarsa capacità degli enti territoriali attuali: Regioni, Comuni e Province di raggiungere un livello di efficienza sufficiente ad organizzare sistemi di servizi adeguati a sostegno della crescita economica. Nel primo capitolo, dopo un breve approfondimento sulle “figure retoriche comunitarie”, quali il policentrismo, la governance, la coesione territoriale, utilizzate per descrivere questi fenomeni in atto, si analizzano gli strumenti programmatici europei e lo S.S.S.E,. in primis, che recita “Per garantire uno sviluppo regionale equilibrato nella piena integrazione anche nell’economia mondiale, va perseguito un modello di sviluppo policentrico, al fine di impedire un’ulteriore eccessiva concentrazione della forza economica e della popolazione nei territori centrali dell’UE. Solo sviluppando ulteriormente la struttura, relativamente decentrata, degli insediamenti è possibile sfruttare il potenziale economico di tutte le regioni europee.” La tesi si inserisce nella fase storica in cui si tenta di definire quali siano i nuovi territori funzionali e su quali criteri si basa la loro riconoscibilità; nel tentativo di adeguare ad essi, riformandoli, i territori istituzionali. Ai territori funzionali occorre riportare la futura fiscalità, ed è la scala adeguata per l'impostazione della maggior parte delle politiche, tutti aspetti che richiederanno anche la necessità di avere una traduzione in termini di rappresentanza/sanzionabilità politica da parte dei cittadini. Il nuovo governo auspicato dalla Comunità Europea prevede una gestione attraverso Sistemi Locali Territoriali (S.Lo.t.) definiti dalla combinazione di milieu locale e reti di attori che si comportano come un attore collettivo. Infatti il secondo capitolo parte con l’indagare il concetto di “regione funzionale”, definito sulla base della presenza di un nucleo e di una corrispondente area di influenza; che interagisce con altre realtà territoriali in base a relazioni di tipo funzionale, per poi arrivare alla definizione di un Sistema Locale territoriale, modello evoluto di regione funzionale che può essere pensato come una rete locale di soggetti i quali, in funzione degli specifici rapporti che intrattengono fra loro e con le specificità territoriali del milieu locale in cui operano e agiscono, si comportano come un soggetto collettivo. Identificare un sistema territoriale, è una condizione necessaria, ma non sufficiente, per definire qualsiasi forma di pianificazione o governance territoriale, perchè si deve soprattutto tener conto dei processi di integrazione funzionale e di networking che si vengono a generare tra i diversi sistemi urbani e che sono specchio di come il territorio viene realmente fruito., perciò solo un approccio metodologico capace di sfumare e di sovrapporre le diverse perimetrazioni territoriali riesce a definire delle aree sulle quali definire un’azione di governo del territorio. Sin dall’inizio del 2000 il Servizio Sviluppo Territoriale dell’OCSE ha condotto un’indagine per capire come i diversi paesi identificavano empiricamente le regioni funzionali. La stragrande maggioranza dei paesi adotta una definizione di regione funzionale basata sul pendolarismo. I confini delle regioni funzionali sono stati definiti infatti sulla base di “contorni” determinati dai mercati locali del lavoro, a loro volta identificati sulla base di indicatori relativi alla mobilità del lavoro. In Italia, la definizione di area urbana funzionale viene a coincidere di fatto con quella di Sistema Locale del Lavoro (SLL). Il fatto di scegliere dati statistici legati a caratteristiche demografiche è un elemento fondamentale che determina l’ubicazione di alcuni servizi ed attrezzature e una mappa per gli investimenti nel settore sia pubblico che privato. Nell’ambito dei programmi europei aventi come obiettivo lo sviluppo sostenibile ed equilibrato del territorio fatto di aree funzionali in relazione fra loro, uno degli studi di maggior rilievo è stato condotto da ESPON (European Spatial Planning Observation Network) e riguarda l’adeguamento delle politiche alle caratteristiche dei territori d’Europa, creando un sistema permanente di monitoraggio del territorio europeo. Sulla base di tali indicatori vengono costruiti i ranking dei diversi FUA e quelli che presentano punteggi (medi) elevati vengono classificati come MEGA. In questo senso, i MEGA sono FUA/SLL particolarmente performanti. In Italia ve ne sono complessivamente sei, di cui uno nella regione Emilia-Romagna (Bologna). Le FUA sono spazialmente interconnesse ed è possibile sovrapporre le loro aree di influenza. Tuttavia, occorre considerare il fatto che la prossimità spaziale è solo uno degli aspetti di interazione tra le città, l’altro aspetto importante è quello delle reti. Per capire quanto siano policentrici o monocentrici i paesi europei, il Progetto Espon ha esaminato per ogni FUA tre differenti parametri: la grandezza, la posizione ed i collegamenti fra i centri. La fase di analisi della tesi ricostruisce l’evoluzione storica degli strumenti della pianificazione regionale analizzandone gli aspetti organizzativi del livello intermedio, evidenziando motivazioni e criteri adottati nella suddivisione del territorio emilianoromagnolo (i comprensori, i distretti industriali, i sistemi locali del lavoro…). La fase comprensoriale e quella dei distretti, anche se per certi versi effimere, hanno avuto comunque il merito di confermare l’esigenza di avere un forte organismo intermedio di programmazione e pianificazione. Nel 2007 la Regione Emilia Romagna, nell’interpretare le proprie articolazioni territoriali interne, ha adeguato le proprie tecniche analitiche interpretative alle direttive contenute nel Progetto E.S.P.O.N. del 2001, ciò ha permesso di individuare sei S.Lo.T ( Sistemi Territoriali ad alta polarizzazione urbana; Sistemi Urbani Metropolitani; Sistemi Città – Territorio; Sistemi a media polarizzazione urbana; Sistemi a bassa polarizzazione urbana; Reti di centri urbani di piccole dimensioni). Altra linea di lavoro della tesi di dottorato ha riguardato la controriprova empirica degli effettivi confini degli S.Lo.T del PTR 2007 . Dal punto di vista metodologico si è utilizzato lo strumento delle Cluster Analisys per impiegare il singolo comune come polo di partenza dei movimenti per la mia analisi, eliminare inevitabili approssimazioni introdotte dalle perimetrazioni legate agli SLL e soprattutto cogliere al meglio le sfumature dei confini amministrativi dei diversi comuni e province spesso sovrapposti fra loro. La novità è costituita dal fatto che fino al 2001 la regione aveva definito sullo stesso territorio una pluralità di ambiti intermedi non univocamente circoscritti per tutte le funzioni ma definiti secondo un criterio analitico matematico dipendente dall’attività settoriale dominante. In contemporanea col processo di rinnovamento della politica locale in atto nei principali Paesi dell’Europa Comunitaria si va delineando una significativa evoluzione per adeguare le istituzioni pubbliche che in Italia comporta l’attuazione del Titolo V della Costituzione. In tale titolo si disegna un nuovo assetto dei vari livelli Istituzionali, assumendo come criteri di riferimento la semplificazione dell’assetto amministrativo e la razionalizzazione della spesa pubblica complessiva. In questa prospettiva la dimensione provinciale parrebbe essere quella tecnicamente più idonea per il minimo livello di pianificazione territoriale decentrata ma nel contempo la provincia come ente amministrativo intermedio palesa forti carenze motivazionali in quanto l’ente storico di riferimento della pianificazione è il comune e l’ente di gestione delegato dallo stato è la regione: in generale troppo piccolo il comune per fare una programmazione di sviluppo, troppo grande la regione per cogliere gli impulsi alla crescita dei territori e delle realtà locali. Questa considerazione poi deve trovare elementi di compatibilità con la piccola dimensione territoriale delle regioni italiane se confrontate con le regioni europee ed i Laender tedeschi. L'individuazione di criteri oggettivi (funzionali e non formali) per l'individuazione/delimitazione di territori funzionali e lo scambio di prestazioni tra di essi sono la condizione necessaria per superare l'attuale natura opzionale dei processi di cooperazione interistituzionale (tra comuni, ad esempio appartenenti allo stesso territorio funzionale). A questo riguardo molto utile è l'esperienza delle associazioni, ma anche delle unioni di comuni. Le esigenze della pianificazione nel riordino delle istituzioni politico territoriali decentrate, costituiscono il punto finale della ricerca svolta, che vede confermato il livello intermedio come ottimale per la pianificazione. Tale livello è da intendere come dimensione geografica di riferimento e non come ambito di decisioni amministrative, di governance e potrebbe essere validamente gestito attraverso un’agenzia privato-pubblica dello sviluppo, alla quale affidare la formulazione del piano e la sua gestione. E perché ciò avvenga è necessario che il piano regionale formulato da organi politici autonomi, coordinati dall’attività dello stato abbia caratteri definiti e fattibilità economico concreta.

Estudio y optimización de las infraestructuras de los carriles para bicicletas

La necesidad cotidiana de los ciudadanos de desplazarse para realizar diferentes actividades, sea cual fuere su naturaleza, se ha visto afectada en gran medida por los cambios producidos. Las ventajas generadas por la inclusión de la bicicleta como modo de transporte y la proliferación de su uso entre la ciudadanía son innumerables y se extienden tanto en el ámbito de la movilidad urbana como del desarrollo sostenible. En la actualidad, hay multitud de programas para la implantación, fomento o aumento de la participación ciudadana relacionado con la bicicleta en las ciudades. Pero en definitiva, todos y cada uno de estas iniciativas tienen la misma finalidad, crear una malla de vías cicladles eficaz y útil. Capaces de permitir el uso de la bicicleta en vías preferentes con unas garantías de seguridad altas, incorporando la bicicleta en el modelo de intermodalidad del transporte urbano. Con la progresiva implantación del carril bici, muchas personas han empezado a utilizarlas para moverse por la ciudad. Pero todo lo nuevo necesita un periodo de adaptación. Y, la realidad es que la red de viales destinados para estos vehículos está repleta de obstáculos para el ciclista. La actual situación ha llevado a cuestionar qué cantidad de kilómetros de carriles bici son necesarios para abastecer la demanda existente de este modo de transporte y, si las obras ejecutadas y proyectadas son las correctas y suficientes. En este trabajo se presenta una herramienta, basada en un modelo de programación matemática, para el diseño óptimo de una red destinada a los ciclistas. En concreto, el sistema determina una infraestructura para la bicicleta adaptada a las características de la red de carreteras existentes, con base en criterios de teoría de grafos ponderados. Como una aplicación del modelo propuesto, se ofrece el resultado de estos experimentos, obteniéndose un número de conclusiones útiles para la planificación y el diseño de redes de carriles bici desde una perspectiva social. Se realiza una aplicación de la metodología desarrollada para el caso real del municipio de Málaga (España). Por último se produce la validación del modelo de optimización presentado y la repercusión que tiene éste sobre el resultado final y la importancia o el peso del total de variables capaces de condicionar el resultado final de la red ciclista. Se obtiene, por tanto, una herramienta destinada a la mejora de la planificación, diseño y gestión de las diferentes infraestructuras para la bicicleta, con capacidad de interactuar con el modelo de red vial actual y con el resto de los modos de transportes existentes en el entramado urbano de las ciudades.

Efficient method for AC transmission network expansion planning

A combinatorial mathematical model in tandem with a metaheuristic technique for solving transmission network expansion planning (TNEP) using an AC model associated with reactive power planning (RPP) is presented in this paper. AC-TNEP is handled through a prior DC model while additional lines as well as VAr-plants are used as reinforcements to cope with real network requirements. The solution of the reinforcement stage can be obtained by assuming all reactive demands are supplied locally to achieve a solution for AC-TNEP and by neglecting the local reactive sources, a reactive power planning (RPP) will be managed to find the minimum required reactive power sources. Binary GA as well as a real genetic algorithm (RCA) are employed as metaheuristic optimization techniques for solving this combinatorial TNEP as well as the RPP problem. High quality results related with lower investment costs through case studies on test systems show the usefulness of the proposal when working directly with the AC model in transmission network expansion planning, instead of relaxed models. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Constructive heuristic algorithm for the DC model in network transmission expansion planning

A novel constructive heuristic algorithm to the network expansion planning problem is presented the basic idea comes from Garver's work applied to the transportation model, nevertheless the proposed algorithm is for the DC model. Tests results with most known systems in the literature are carried out to show the efficiency of the method.

Transmission network expansion planning with security constraints

A mathematical model and a methodology to solve the transmission network expansion planning problem with security constraints are presented. The methodology allows one to find an optimal and reliable transmission network expansion plan using a DC model to represent the electrical network. The security (n-1) criterion is used. The model presented is solved using a genetic algorithm designed to solve the reliable expansion planning in an efficient way. The results obtained for several known systems from literature show the excellent performance of the proposed methodology. A comparative analysis of the results obtained with the proposed methodology is also presented.

Constructive heuristic algorithm in branch-and-bound structure applied to transmission network expansion planning

A constructive heuristic algorithm to solve the transmission system expansion planning problem is proposed with the aim of circumventing some critical problems of classical heuristic algorithms that employ relaxed mathematical models to calculate a sensitivity index that guides the circuit additions. The proposed heuristic algorithm is in a branch-and-bound algorithm structure, which can be used with any planning model, such as Transportation model, DC model, AC model or Hybrid models. Tests of the proposed algorithm are presented on real Brazilian systems.