Planejamento Urbano e Mobilidade em Redes Viárias

Este repositório contém um estudo sobre a estrutura e o comportamento da rede viária de uma região de Brasília, utilizando ferramentas de Teoria dos Grafos. O objetivo principal é investigar propriedades estruturais, localizar pontos críticos, identificar regiões de difícil acesso e compreender como a malha urbana se organiza sob diferentes métricas topológicas.

---

Apresentação em Vídeo

Para uma explicação detalhada sobre o trabalho e seus resultados, assista à nossa apresentação em vídeo

---

Objetivos do Trabalho

O estudo busca analisar a rede de Brasília a partir de métricas fundamentais de análise de redes complexas. As principais metas foram:

• Investigar a estrutura de conectividade da rede por meio de métricas clássicas.
• Identificar arestas vulneráveis e entender seu impacto na eficiência global da rede.
• Estudar a centralidade dos nós para reconhecer regiões estratégicas.
• Analisar o padrão core–periphery, destacando áreas estruturais centrais e periféricas.
• Avaliar a acessibilidade global, indicando regiões que exigem percursos mais longos ou possuem acesso limitado.
• Integrar diferentes métricas para compreender fragilidades e potenciais demandas de mobilidade urbana.

---

Métricas e Análises Realizadas

O estudo foi dividido em diferentes etapas, com foco nas seguintes análises:

1. Centralidade de Betweenness

Quantifica a importância dos nós como intermediários nas rotas mais curtas.
Nesta etapa, os nós mais estratégicos foram identificados e mapeados visualmente.

2. Vulnerabilidade das Arestas

Avaliação do impacto da remoção individual de arestas sobre a eficiência global da rede.
A análise revelou quais conexões são críticas para a manutenção da conectividade urbana.

3. Estrutura Core–Periphery (K-Core Decomposition)

Classificação dos nós em dois grupos estruturais:

• Centro: vértices altamente conectados localmente.
• Periferia: regiões com menor participação estrutural na rede.

4. Centralidade de Proximidade

Métrica baseada na distância média entre um vértice e todos os outros.
Permite identificar regiões de difícil acesso, distantes dos principais corredores de mobilidade.

Esses pontos representam regiões especialmente críticas na malha urbana.

---

Estrutura do Repositório

├── data/
│   ├── brasilia.net
│   ├── brasilia_edge_info.txt
|   ├── README.txt
│
├── outputs/
│   ├── 1_grafo_original_brasilia.pdf
│   ├── 2_grafo_centralidade_brasilia.pdf
│   ├── 3_grafo_core_periphery.pdf
│   ├── 4_grafo_centralidade_proximidade.pdf
│   ├── 5_grafo_vulnerabilidade.pdf
│   ├── 6_hist_vulnerabilidade.pdf
│   ├── tabela_geral_dados.csv
│
├── slides/
│   ├── Planejamento Urbano e Mobilidade em Redes Viárias.pdf
|
├── src/
│   ├── accessibility_analysis.py
│   ├── betweenness_analysis.py
│   ├── grafo_utils.py
│   ├── vulnerability_analysis.py
|
├── visualizations/
│   ├── plot_utils.py
|
├── main.py
├── ArtigoCientifico.pdf
└── README.md

---

Como Executar o Projeto

1. Instale as dependências

É necessário ter Python 3.8+ instalado.

No terminal:

pip install matplotlib networkx numpy

2. Execute o arquivo principal

python3 main.py

O script irá:

• carregar os dados da rede,
• realizar todos os cálculos,
• gerar os grafos e figuras,
• salvar as figuras dentro da pasta ouputs/
• gerar arquivo de síntese dos resultados na pasta ouputs/.

---

Autores

Este trabalho foi desenvolvido como parte da disciplina Grafos – UNIFEI, pelos seguintes estudantes:

• 2024001197 – Camily Victal Finamor
• 2024008189 – João Victor Jacometti de Assis
• 2024002372 – Luís Gustavo Riso Santos
• 2024002292 – Rodolfo Alberti Silva

---

Referências

A base teórica para o estudo inclui, entre outros:

• Latora, V.; Nicosia, V.; Russo, G. Complex Networks: Principles, Methods and Applications. Cambridge University Press, 2017.
• Crucitti, P.; Latora, V.; Porta, S. Centrality measures in spatial networks of urban streets. Phys. Rev. E 73, 036125 (2006).
• Porta, S.; Crucitti, P.; Latora, V. The network analysis of urban streets: a primal approach. Env. & Planning B, 2006.

O dataset utilizado faz parte do material suplementar do livro de Latora et al. (2017).

---

Observação Final

Este repositório visa contribuir para estudos urbanos baseados em redes e para o entendimento da mobilidade estruturada em malhas viárias reais.
Sugestões, dúvidas ou contribuições são bem-vindas!