LÓGICA MATEMÁTICA APLICADA À DEFINIÇÃO DE ROTAS .algoritmo em linguagem de programação lógica,

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Anhanguera Educacional S.A. Correspondncia/Contato Alameda Maria Tereza, 2000 Valinhos, SP - CEP 13278-181 rc.ipade@unianhanguera.edu.br pic.ipade@unianhanguera.edu.br Coordenao Instituto de Pesquisas Aplicadas e Desenvolvimento Educacional - IPADE

Trabalho realizado com o incentivo e fomento da Anhanguera Educacional S.A.

Kariny Esccio dos Santos

Professora Orientadora: Ms. Janaine Cristiane de Souza Arantes

Professor Colaborador: Esp. Maurcio Rodrigues de Morais

Curso: Cincia da Computao

FACULDADE ANHANGUERA DE VALINHOS

Trabalho apresentado no 9 Congresso Nacional de Iniciao Cientfica - CONIC.

Trabalho apresentado no Evento Interno de Iniciao Cientfica - 2009.

LGICA MATEMTICA APLICADA DEFINIO DE ROTAS USANDO DISPOSITIVOS GPS

ANURIO DA PRODUO DE INICIAO CIENTFICA DISCENTE

Vol. XII, N. 14, Ano 2009

RESUMO

O problema de roteamento um dos mais clssicos na rea de computao, que abrange situaes reais to distintas como decises de logstica e definio de rotas em uma rede. Uma vez que um dos objetivos da rea de Tecnologia da Informao (TI) apresentar solues computacionais para problemas do cotidiano, possvel entender quantas diferentes abordagens j foram estudadas para a soluo desse problema. Este projeto pretende explorar a aplicao da Lgica Matemtica ao problema de definio de rotas de veculos com a utilizao de dispositivos ligados ao Sistema de Posicionamento Global (GPS). Para isso deve-se desenvolver e implementar um algoritmo em linguagem de programao lgica, a fim de contribuir cientificamente com a rea de Inteligncia Artificial (IA) e servir de fonte para outros pesquisadores. Inicialmente, o projeto explorou os fundamentos de logstica referentes a problemas de roteamento, conceitos e paradigmas de programao lgica e sua linguagem mais conhecida, o PROLOG. Tambm se estudou a definio e utilizao da tecnologia GPS e deu-se incio formulao da base de dados proposta para unir os assuntos abordados. A base de dados desenvolvida mostra que possvel determinar rotas a serem seguidas a partir de parmetros pr-estabelecidos.

Palavras-Chave: lgica matemtica; programao lgica; mtodos de roteamento; PROLOG; GPS.

401 Publicao: 10 de maio de 2010

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402 Lgica matemtica aplicada definio de rotas usando dispositivos GPS

1. INTRODUO

Desde os primrdios, a humanidade traz consigo a necessidade de explorar novas

fronteiras (HASEGAWA et al., 2000). Para isso foi preciso desenvolver a arte da

navegao, ou seja, obter conhecimento espacial dos locais que se pretende explorar. No

entanto, explorar no se restringe somente ao posicionamento, mas abrange

conhecimentos espaciais do ambiente, conhecimentos em definio de rotas e mtodos de

navegao.

Um importante exemplo da utilizao desses conhecimentos apresentado por

Russell (2004) e encerra em si um fato histrico. Durante a crise do Golfo Prsico em 1991,

o exrcito americano utilizou uma ferramenta chamada Dynamic Analysis and Replanning

Tool (DART), que realizava o planejamento logstico de aproximadamente 50.000 veculos,

levando em conta os pontos de partida, rotas e destinos, dentre outros fatores. O DART

utilizava conceitos e tcnicas de IA para a resoluo de problemas reais.

Dentre as reas da computao, IA tem importncia significativa na resoluo

desse tipo de problema. Nota-se sua contribuio para o avano dos mtodos de

navegao, antes rudimentares como a utilizao de bssola ou astrolbio, hoje melhor

desenvolvidos como o GPS. Alm dos avanos promovidos em relao navegao,

ressaltam-se os avanos em softwares que facilitam o processo de explorao e logstica

(FERREIRA FILHO, 2006).

Uma das linguagens bastante utilizadas em IA (DIAS, 2002) o PROLOG, que

permite a criao de programas com a utilizao dos conceitos de lgica de primeira

ordem (SOUZA, 2002). Com isso possvel determinar a partir de parmetros pr-

estabelecidos quais as rotas a serem seguidas.

Os princpios de lgica de primeira ordem fazem parte de Lgica Matemtica,

que de extrema importncia aos alunos do curso de Cincia da Computao, pois alm

de desenvolver o raciocnio lgico para soluo de problemas cotidianos, promove a

capacidade de romper as barreiras da imaginao, provar hipteses e paradigmas,

deduzir e criar novos conhecimentos (GERSTING, 2004).

Este projeto prope uma soluo para os problemas de roteamento com o uso de

dispositivos GPS, aplicao de conhecimentos primrios em programao lgica e

mtodos de roteamento, bem como a modelagem de um prottipo na linguagem de

programao PROLOG. Isso comprova que possvel utilizar os conceitos estudados em

problemas reais, como a definio de rotas a partir de parmetros pr-estabelecidos.

Anurio da Produo de Iniciao Cientfica Discente Vol. XII, N. 14, Ano 2009 p. 401-412

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Kariny Esccio dos Santos 403

Este artigo est organizado em sees. A primeira seo essa introduo, a

seo 2 apresenta os objetivos da pesquisa. A metodologia utilizada na realizao da

pesquisa apresentada na seo 3. As informaes relacionadas ao desenvolvimento da

pesquisa como a reviso de literatura, o problema abordado, a soluo proposta e

implementada so mostradas na seo 4. A forma de abordar os experimentos, os

resultados e as discusses so descritos na seo 5. Por fim, as consideraes finais so

apresentadas na seo 6.

2. OBJETIVO

O objetivo principal deste projeto mostrar que, a partir dos princpios dedutivos de

Lgica Matemtica, com a aplicao dos conceitos da linguagem de programao

PROLOG, possvel determinar a melhor rota entre dois pontos marcados com o sistema

de posicionamento global. Para isso foi desenvolvida uma modelagem de prottipo com a

linguagem lgica de programao. O GPS foi utilizado como ferramenta para que o

software identifique os pontos e trace rotas entre os mesmos.

Alm disso, como objetivo secundrio pretende-se constatar que os

conhecimentos adquiridos no incio de um curso de Cincia da Computao so efetivos

para a construo de uma base de dados que solucione problemas reais.

3. METODOLOGIA

A pesquisa foi iniciada com o estudo da bibliografia referente aos assuntos relacionados

ao projeto, que so: problemas de roteamento, tecnologia GPS e programao lgica. Com

os conhecimentos obtidos, iniciou-se a modelagem do prottipo e a definio da base de

dados para traar a rota a ser seguida a partir do sistema GPS. Passou-se ao planejamento

dos detalhes do experimento realizado e seu aprimoramento. Uma vez concludos esses

passos, o algoritmo em linguagem PROLOG foi executado e os resultados foram

coletados. Por fim foi realizada a anlise dos resultados obtidos e a escrita do artigo

cientfico.

4. DESENVOLVIMENTO

Para desenvolver o algoritmo proposto, inicialmente, foi necessrio obter conhecimento

sobre roteamento, GPS e programao lgica, bem como o estudo de alguns trabalhos

correlatos.

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404 Lgica matemtica aplicada definio de rotas usando dispositivos GPS

4.1. Definio de Rotas

O roteamento, seja ele de frotas de veculos, rede de computadores ou transporte de

materiais, para melhor ser entendido necessita da definio de alguns conceitos de

logstica.

Carvalho (2002) divide a logstica em dois grupos de atividades, as principais

(transporte, manuteno de estoque e processamento de pedidos) e as secundrias

(armazenagem, manuseio de materiais, embalagem, suprimentos, planejamento e sistema

de informao).

Segundo Ferreira (1986), logstica, do francs Logistique, por definio trata do

planejamento e realizao do projeto, armazenamento, transporte, distribuio, reparao,

manuteno e evacuao de material para fins operativos ou administrativos.

Ferreira Filho (2006) descreve seu objetivo e misso, que so a reduo de custos

operacionais e agregar qualidade, praticidade e satisfao do cliente/usurio, a fim de

criar rotinas para minimizar erros e aumentar o nvel da prestao do servio.

No mbito de uma das atividades principais da logstica, o transporte, mais

especificamente a definio de rotas e trajetos, a partir de parmetros pr-estabelecidos,

nota-se a preocupao com a prvia visualizao de alguns dados. Esses dados so fatores

de determinao da rota, como quantidade de veculos, sequncia realizada por cada

veculo, produtos a serem embarcados, capacidade de carga ou restries de velocidade.

Ainda com o objetivo de melhorar esse planejamento logstico necessrio, alm

dos dados informativos, citados anteriormente, obter conhecimentos espaciais,

posicionamento, restries virias e mtodos de navegao (HASEGAWA et al., 2000).

A combinao da logstica e TI forma uma arma estratgica para a melhor

soluo dos problemas de definio de rotas (FIGUEIREDO, 2000). Assim desenvolvem-se

tticas, a fim de aperfeioar os processos a serem realizados e obter um resultado positivo

para a soluo dos problemas cotidianos.

4.2. GPS

Durante anos uma das tecnologias de mapeamento que mais expande o GPS. O sistema

foi criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos