Manutenção preditiva de superaquecimento em motores de ônibus urbanos com aprendizado de máquina

dc.contributor.advisor-co1Rangel, George Wilton Albuquerque
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8419039114375582
dc.contributor.advisor1Roriz Júnior, Marcos Paulino
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1356289387726731
dc.contributor.referee1Roriz Junior, Marcos Paulino
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1356289387726731
dc.contributor.referee2Vasconcelos, Rafael Oliveira
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/7939439793929045
dc.contributor.referee3Alcalá , Symone Gomes Soares
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/5583710717345600
dc.creatorSilva, Igor Santos Porfírio e
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1880063726739840
dc.date.accessioned2026-04-07T17:51:49Z
dc.date.available2026-04-07T17:51:49Z
dc.date.issued2026-01-07
dc.description.abstractProper maintenance of urban public transport vehicles is essential to ensure service reliability, reduce operational costs, and mitigate environmental impacts, particularly in high-intensity operating contexts. In this scenario, machine-learning-based predictive maintenance approaches have been widely proposed as alternatives to traditional strategies, enabling the early identification of failures from operational data. This study investigated the feasibility of early prediction of engine overheating events in urban buses using real telemetry data aggregated at the trip level, obtained from a commercial fleet management system in real operation. Supervised models, including Random Forest, Support Vector Machines, and Artificial Neural Networks, were evaluated in combination with different feature-selection strategies and retrospective temporal windows defined from the date and time of maintenance work order openings associated with thermal alerts, which were used to label trips as critical or normal. Explanatory variables were obtained by aggregating telemetry events and operational data at the trip level. The models were trained on historical data and evaluated on a temporally independent test set using metrics appropriate for imbalanced scenarios, including AUC, F1-score, precision, recall, and MCC. The results indicated globally limited performance and high variability across scenarios. Although, in the best experiments, the AUC reached values up to 0.875, the metrics associated with critical-class detection remained low, with F1-scores below 0.36, precision below 0.25, and MCC below 0.34, reflecting prediction collapses to a single class and low discrimination between normal and critical trips. The analyses showed that these limitations are strongly associated with insufficient telemetry granularity, the scarcity and heterogeneity of critical events, and the quality of labels derived from maintenance processes. It is concluded that, in the current state of the dataset, early prediction of engine overheating presents significant restrictions for operational use, and structural advances in instrumentation, data collection, integration, and recording are required to enable future predictive maintenance applications in urban bus fleets.eng
dc.description.resumoA manutenção adequada de veículos de transporte público urbano é essencial para garantir a confiabilidade do serviço, reduzir custos operacionais e mitigar impactos ambientais, especialmente em contextos de alta intensidade de operação. Nesse cenário, abordagens de manutenção preditiva baseadas em aprendizado de máquina têm sido amplamente propostas como alternativas às estratégias tradicionais, ao possibilitar a identificação antecipada de falhas a partir de dados operacionais. Este trabalho investigou a viabilidade da predição antecipada de eventos de superaquecimento do motor em ônibus urbanos utilizando dados reais de telemetria agregados por viagem, provenientes de um sistema comercial em operação real de frota. Foram avaliados modelos supervisionados, incluindo Floresta Aleatória, Máquinas de Vetores de Suporte e Redes Neurais Artificiais, combinados a diferentes estratégias de seleção de variáveis e janelas temporais retrospectivas definidas a partir da data e hora de abertura de ordens de serviço associadas a alertas térmicos, utilizadas para rotular as viagens como críticas ou normais. As variáveis explicativas foram obtidas por meio da agregação de eventos de telemetria e dados operacionais ao nível de cada viagem. Os modelos foram treinados com dados históricos e avaliados em um conjunto de teste temporalmente independente, utilizando métricas apropriadas a cenários desbalanceados, incluindo AUC, F1, precisão, recall e MCC. Os resultados indicaram desempenho global limitado e elevada variabilidade entre cenários. Embora, nos melhores experimentos, o AUC tenha atingido valores de até 0,875, as métricas associadas à detecção da classe crítica permaneceram baixas, com valores de F1 inferiores a 0,36, precisão abaixo de 0,25 e MCC inferiores a 0,34, refletindo colapsos de predição para uma única classe e baixa capacidade de discriminação entre viagens normais e críticas. As análises mostraram que tais limitações estão fortemente associadas à granularidade insuficiente da telemetria, à escassez e heterogeneidade dos eventos críticos e à qualidade dos rótulos derivados dos processos de manutenção. Conclui-se que, no estado atual da base de dados, a predição antecipada de superaquecimento do motor apresenta restrições significativas para uso operacional, sendo necessários avanços estruturais na instrumentação, na coleta, na integração e no registro dos dados para viabilizar aplicações futuras de manutenção preditiva em frotas de ônibus urbanos.
dc.description.sponsorshipOutro
dc.identifier.citationSILVA, I. S. P. . Manutenção preditiva de superaquecimento em motores de ônibus urbanos com aprendizado de máquina. 2026. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Faculdade de Ciências e Tecnologia , Universidade Federal de Goiás, Aparecida de Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15205
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentFaculdade de Ciências e Tecnologia - FCT (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia de Produção (FCT)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectManutenção preditivapor
dc.subjectAprendizado de máquinapor
dc.subjectSuperaquecimento do motorpor
dc.subjectDados de telemetriapor
dc.subjectTransporte público urbanopor
dc.subjectMachine learningeng
dc.subjectEngine overheatingeng
dc.subjectTelemetry dataeng
dc.subjectPublic transporteng
dc.subjectPublic transporteng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
dc.titleManutenção preditiva de superaquecimento em motores de ônibus urbanos com aprendizado de máquina
dc.typeDissertação

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