Assessing vulnerabilities in transport networks: a graph-theoretic approach

Abstract

O projeto e a manutenção de sistemas de transporte sustentáveis e resilientes dependem da identificação de possíveis vulnerabilidades antes que as crises ocorram, para que a infraestrutura e as estratégias de ação sejam efetivamente desenvolvidas em tempos de crise. No entanto, dada a complexidade dos sistemas de transporte, os métodos propostos para avaliação de vulnerabilidades são de difícil implementação e requerem dados inacessíveis para a maioria dos municípios brasileiros. Diante desse cenário, e com o intuito de simplificar a análise preliminar de um sistema em busca de vulnerabilidades, o objetivo deste trabalho é apresentar a medida de centralidade da teoria dos grafos que melhor representa a vulnerabilidade local das redes de transporte terrestre nas cidades brasileiras. O método proposto no estudo foi a degradação sistemática da rede medindo o decaimento de continuidade no sistema, definida como a proporção de caminhos válidos que permanecem na rede após a remoção de um determinado número de vias. Os resultados apontaram que a centralidade de intermediação é a métrica que melhor reflete a vulnerabilidade, uma vez que a estratégia de ataque que remove progressivamente as estradas com maior centralidade de intermediação apresenta um declínio mais rápido da continuidade. Com este resultado, esperamos facilitar a detecção de vulnerabilidades nos sistemas de transporte e orientar a criação de sistemas de transporte mais resilientes.