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https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44271| Title: | Inteligência artificial na gestão de contratos de obras públicas: previsão de riscos e disseminação de conhecimento para o público leigo. |
| Other Titles: | AI in Public Works Contract Management: Risk Prediction and Knowledge Dissemination for Lay Audiences. |
| ???metadata.dc.creator???: | HONÓRIO, Joaquim José Cintra Maia. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | MOURA , José Antão Beltrão. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor2???: | ANDRADE , Nazareno Ferreira de. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | MORAIS, Fábio Jorge Almeida. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | COSTA, Evandro de Barros. |
| ???metadata.dc.contributor.referee3???: | SANTOS, Katyusco de Farias. |
| ???metadata.dc.contributor.referee4???: | VIEIRA , Thales Miranda de Almeida. |
| Keywords: | IA e contratos públicos;Aprendizado de máquina;Modelagem de risco;Modelos de linguagem de grande escala;AI and public procurement;Machine learning;Risk modeling;Large-scale language models |
| Issue Date: | 29-Aug-2025 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | HONÓRIO, Joaquim José Cintra Maia. Inteligência artificial na gestão de contratos de obras públicas: previsão de riscos e disseminação de conhecimento para o público leigo. 2025. 134 f. Tese (mestrado em Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025. |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | A Administração Pública contrata aproximadamente USD 13 trilhões anualmente, com 20% desse valor destinado a obras públicas, como a construção de infraestruturas. Apesar das leis e regras, não é incomum que obras públicas enfrentem atrasos ou até mesmo sejam abandonadas antes de sua conclusão. Esses problemas não apenas resultam em desperdício de recursos públicos, mas também prejudicam o desenvolvimento econômico e social das regiões afetadas. Embora os cidadãos possam contribuir para a gestão de contratos de obras públicas (PWCM, na sigla em inglês) – e.g., monitorando o progresso das obras e sinalizando possíveis problemas –, eles podem não compreender os conceitos complexos necessários para uma participação efetiva. Essa falta de compreensão pode resultar em oportunidades perdidas para intervenções e fiscalizações oportunas por parte da sociedade. Esta tese investiga como a Inteligência Artificial (AI, na sigla em inglês) pode apoiar a PWCM. Especificamente, explora como a AI pode modelar riscos, simplificar conceitos complexos de projetos e comunicá-los para o público leigo. Para isso, o estudo emprega uma abordagem abrangente, envolvendo entendimento do domínio, predição de riscos e disseminação de conhecimentos. A fase de entendimento do domínio envolveu uma Revisão Sistemática da Literatura (SLR, na sigla em inglês), analisando 3.252 estudos publicados entre 2010 e 2024. Essa revisão mapeou aplicações atuais de AI, destacou lacunas nas fases dos contratos públicos, nos objetivos dessas aplicações, nos algoritmos empregados, nas características utilizadas na construção de modelos de aprendizado de máquina (ML, na sigla em inglês) e ofereceu uma visão abrangente sobre técnicas preditivas e de IA generativa no setor de obras públicas. Com base em uma parcela dos achados da SLR, quatro modelos de ML foram desenvolvidos e avaliados para prever o risco de falha contratual de obras, utilizando dados da Paraíba, Brasil. Entre eles, o modelo Random Forest, fazendo uso de oversampling para balanceamento de dados, obteve desempenho superior, com um valor de ROC-AUC de 0,75. Para auxiliar os usuários leigos, foi desenvolvido um sistema integrado a uma interface de chatbot, que exibe informações sobre obras públicas e seus respectivos riscos. O sistema foi desenvolvido utilizando um modelo de linguagem de grande escala (LLM, na sigla em inglês), com o objetivo de responder às dúvidas dos usuários de forma simplificada e facilitar a compreensão de riscos e detalhes dos projetos. Testado com 35 participantes de diferentes níveis de conhecimento sobre PWCM, o chatbot obteve aprovação significativa em termos de clareza, utilidade prática, precisão, facilidade de uso e confiabilidade, promovendo a compreensão dos processos de PWCM. Este estudo avança o conhecimento sobre aplicações de IA na PWCM e oferece diretrizes para a integração de tais ferramentas em sistemas governamentais, promovendo uma participação cidadã mais informada nos assuntos públicos. |
| Abstract: | Approximately USD 13 trillion are contracted annually by Public Administration, with around 20% of this amount allocated to public works, including infrastructure construction projects. Despite existing regulations, it is not uncommon for public construction projects to experience delays or even abandonment before completion. Such issues not only lead to the waste of public resources but also negatively impact the economic and social development of the affected regions. Although citizens can contribute to Public Works Contract Management (PWCM)—for instance, by monitoring project progress and identifying potential issues—they might lack the necessary understanding of complex concepts required for effective participation. This limitation may result in missed opportunities for timely societal intervention and oversight. This thesis investigates how Artificial Intelligence (AI) can support PWCM. Specifically, it explores how AI can model risks, simplify complex project concepts, and communicate them to a non-specialist audience. The study employs a comprehensive approach, encompassing domain understanding, risk prediction, and knowledge dissemination to enhance AI-based support for PWCM. The domain understanding phase involved a Systematic Literature Review (SLR), analyzing 3,252 studies published between 2010 and 2024 to identify primary AI approaches applied in PWCM. This review mapped current AI applications, highlighted gaps related to public contracting phases, application objectives, algorithms used, and features considered in building Machine Learning (ML) models, providing a broad overview of predictive and generative AI techniques in the public works sector. Based on selected findings from the SLR, four ML models were developed and evaluated for predicting contractual failure risks in public works, using data from Paraíba, Brazil. Among these models, Random Forest, employing oversampling for data balancing, showed superior performance, achieving a ROC-AUC value of 0.75. To assist lay users participate in PWCM, an integrated system featuring a chatbot interface was developed to display information about public works and their associated risks. This system utilized a large language model (LLM) to answer user queries in simplified terms, facilitating understanding of project risks and details. Tested with 35 participants of varying PWCM knowledge levels, the chatbot demonstrated notable approval regarding clarity, practical usefulness, accuracy, ease of use, and reliability, thereby improving understanding of PWCM processes. This study advances the knowledge of AI applications in PWCM and provides guidelines for integrating such tools into government systems, thereby promoting more informed citizen participation in public affairs. |
| Keywords: | IA e contratos públicos Aprendizado de máquina Modelagem de risco Modelos de linguagem de grande escala AI and public procurement Machine learning Risk modeling Large-scale language models |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Ciência da Computação. |
| URI: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44271 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Ciência da Computação. |
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| JOAQUIM JOSÉ CINTRA MAIA HONÓRIO - TESE (PPGCC) 2025.pdf | 13.86 MB | Adobe PDF | View/Open |
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