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Type: Tese
Title: Aplicação de técnicas de agrupamento e rede neural artificial em acidentes com máquinas agrícolas
Title in English: Application of clustering techniques and artificial neural network in agricultural machinery accidents
Authors: Amorim, Marcelo Queiroz
Advisor: Monteiro, Leonardo de Almeida
Keywords in Brazilian Portuguese : Inteligência artificial;Tratores;Rede de computadores
Keywords in English : Artificial intelligence;Tractors;Computer network
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Issue Date: 2022
Citation: AMORIM, Marcelo Queiroz. Aplicação de técnicas de agrupamento e rede neural artificial em acidentes com máquinas agrícolas. 2024. 70 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: A utilização de máquinas tem se tornado cada vez mais comum, no entanto, isso tem elevado o número de acidentes, não só dentro das propriedades, mas também em estradas, rodovias e cidades, justificando a necessidade de estudá-los, identificar padrões, entender as causas e minimizar os riscos. Portanto, objetivou-se com esse estudo avaliar um conjunto de dados de acidentes com máquinas agrícolas em vias públicas e propriedades rurais para formar grupos similares, com caracterização e identificação de padrões com uso de redes neurais artificiais, mapas auto-organizáveis, combinadas a técnicas hierárquicas e não hierárquicas de agrupamento de dados, dendrograma, índice de db e coeficiente de k-means. Os dados foram obtidos de uma base de levantamento do LIMA no período de 2013 a 2022. As notícias de acidentes foram classificadas de acordo com sua região: região Sul, Região Sudeste, Região Centro Oeste, Região Nordeste e Região Norte. Período das ocorrências: madrugada, manhã, tarde e noite. quantidade de vítimas: sem vítimas, vítimas feridas, vítimas fatal e não informado. Local do acidente: via pública, propriedade rural e não informado. Causas do acidente: irregularidade do terreno, tomada de potência, uso inadequado do implemento, velocidade incompatível com a via, ultrapassagem insegura, falta de atenção, dormir ao volante, embriaguez, desobediência à sinalização e outras causas de acidentes. Tipos de acidentes: aprisionamento de membros, perda de membros, colisão, atropelamento, capotamento, queda do trator, outro e não informado. Tipos de implementos: Arado, grade, enxada rotativa, pulverizador, semeadora, colhedora, carreta, outros implementos e trator. Faixa etária do operador: Menos de 10 anos, de 11 a 20, de 21 a 30, de 31 a 40, de 41 a 50, de 51 a 60, de 61 a 70 e mais de 71 anos. A classe de cada indicador foi codificada formando uma matriz de dados quantitativos para análise. Para análises foram usadas técnicas de agrupamento e rede neural SOM. Depois de determinar a configuração da rede mais adequada, o treinamento foi automatizado, conforme programação das funções de entrada software utilizado. Para treinamento e simulação da rede neural artificial (rede SOM), após codificados os indicadores, foi utilizado o software MATLAB 2016, onde foi utilizada a ferramenta somtoolbox, responsável pelo treinamento da rede neural e simulação. A técnica de agrupamento combinada à rede neural de mapas auto- organizável mostrou-se como uma ferramenta poderosa na análise de dados de acidente, permitindo uma análise exploratória mais segura e completa.
Abstract: The use of machines has become increasingly common; however, this has increased the number of accidents, which occur not only on the properties, but also on roads, highways and cities. Accidents involving tractors generate alarming data because, in some situations, they result in serious injuries or death, justifying the need to study them, identifying patterns, understanding the causes and minimizing the risks. Therefore, the objective of this study was to evaluate a dataset of accidents with agricultural machines on public roads and rural properties to form similar groups, characterization and identification of patterns using artificiais neurais networks, self-organizing maps, combined with techniques hierarchical and non-hierarchical data clustering, dendrogram, db index and k-means coefficient. Data were obtained from a LIMA survey database, with information from news of accidents involving tractors throughout the Brazilian territory in the period from 2013 to 2021. The news of accidents were classified according to their region: South region, Southeast region, Midwest Region, Northeast Region and North Region. Period of occurrences: dawn, morning; afternoon and night. Number of victims: no victims; injured victims, fatal victims and not informed. Location of accident: Via published, rural property and not informed. Causes of the accident: Irregular terrain, power take-off, improper use of the implement, speed incompatible with the road, unsafe overtaking, lack of attention, sleeping at the wheel, drunkenness, disobedience to signaling and other causes of accidents. Types of accidents: Imprisonment of limbs, loss of limbs, collision, being run over, overturning, falling from the tractor, other and not informed. Types of implements: Plow, harrow, rotary hoe, sprayer, seeder, harvester, cart, other implements and tractor. Operator's Age Range: Less than 10 years old, 11 to 20, 21 to 30, 31 to 40, 41 to 50, 51 to 60, 61 to 70 and over 71 years old. The class of each indicator was coded forming a matrix of quantitative data for analysis. For analysis, clustering techniques and SOM neural network were used. After determining the most suitable network configuration, training was automated, as per programming of the software input functions used. For training and simulation of the artificial neural network (SOM network), after coded indicators, the MATLAB 2016 software was used, where the somtoolbox tools were used, responsible for training the neural network and simulation. The clustering technique combined with the self-organizing neural network of maps proved to be a powerful tool in the analysis of accident fingers, allowing a safer and more complete exploratory analysis.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77234
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1705936473601596
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1662973235328717
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:PPGENA - Teses defendidas na UFC

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