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Dissertação

{en_GB=Optimization of antenna placement in railway tracks} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Esta tese representa um avanço significativo no campo do planeamento de sistemas de comunicação móvel para ferrovias. Com o auxílio do software otimizado de previsão de propagação de sinal de rádio desenvolvido pela SOLVIT, o objetivo foi alcançar uma alocação ótima de antenas para reduzir os custos de investimento simultaneamente maximizando a cobertura do sinal. O primeiro objetivo foi identificar uma função de custo que representasse com precisão a qualidade de qualquer combinação de implementação de antenas em ferrovias. Em seguida, seguiu-se a aplicação de um algoritmo de otimização para identificar a combinação mais ideal. Por meio de uma pesquisa rigorosa, o algoritmo NSGA-II emergiu como a escolha mais adequada, devido às suas avaliações positivas e adaptabilidade ao desafio das antenas. Uma otimização meticulosa de parâmetros levou à identificação dos parâmetros ideais, compreendendo uma probabilidade de cruzamento de 60% com uma estratégia SA e uma probabilidade de mutação de 10% com inversão de um único bit. Vários métodos de seleção demonstraram desempenho comparável, com o método da roleta destacando-se em termos de diversificação da população final. Ao longo da fase de teste e, novamente, nos testes finais com os parâmetros já otimizados, a melhor combinação para o caso estudo da ferrovia do Douro foi identificada, anteriormente desconhecida por meio de análise técnica. Os resultados deste estudo têm implicações significativas para a indústria ferroviária, abrindo caminho para processos de planeamento mais eficazes que estejam alinhados com os rigorosos requisitos de qualidade de serviço essenciais para operações ferroviárias seguras e fidedignas., en=This thesis represents a significant advancement in the field of railway mobile communications system planning. With the aid of the optimized radio signal propagation predictor software developed by SOLVIT, the aim of achieving optimal antenna allocation to reduce investment costs while maximizing signal coverage. The first objective was to identify a cost function to accurately depict the quality of any combination of antennas’ implementation in train railways. Secondly, the employment of an optimization algorithm to identify the most ideal combination was followed. Through rigorous research, the NSGA-II algorithm emerged as the most suitable choice, owing to its consistently positive reviews and adaptability to the antennas commondrum. Meticulous parameter optimization led to the identification of optimal parameters — comprising a 60% crossover probability with a SA strategy and a 10% mutation probability with single bit flipping. Various selection methods demonstrated comparable performance, with the roulette method standing out in terms of diversification of the final population. Throughout the testing phase and, once again, in the final tests with the already optimized parameters, the best combination for the study case of the "Douro" railway was identified, previously unknown through technical analysis. The outcomes of this study hold significant implications for the railway industry, paving the way for more effective planning processes that align with the stringent quality of service requirements essential for safe and reliable railway operations. }
Keywords: {pt=Optimização da implementação de antenas, Comunicações ferroviárias, Algoritmo NSGA-II, Sigrail Planning Interface, SOLVIT, en=Antennas’ implementation optimization, Railway communications, NSGA-II algorithm, Sigrail Planning Interface, SOLVIT}

Discussão: dezembro 6, 2023, 10:0