Confederação Nacional do Transporte CNT Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes ANPET

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4 Confederação Nacional do Transporte CNT SAUS Quadra 1 Bloco J Entradas 10 e 20 Ed. Confederação Nacional do Transporte 13º. e 14º. Andares Brasília DF CEP: Telefone: (61) Fale com a CNT: Site: Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes ANPET Rua Marquês de São Vicente, 225 sala 954L Ed. Cardeal Leme Gávea Rio de Janeiro RJ CEP: Telefone: (21) Site:

5 Transporte em Transformação XVI - Trabalhos Vencedores do Prêmio CNT Produção Acadêmica CNT - Confederação Nacional do Transporte / ANPET - Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transporte. Todos os direitos para a língua portuguesa reservados para CNT/ANPET. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida, guardada pelo sistema retrieval ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, seja este eletrônico, mecânico, de fotocópia, de gravação, ou outros, sem prévia autorização, por escrito, da Editora. Impresso no Brasil ISBN: XX Tiragem: XX Coordenação Editorial: Gráfica e Editora Positiva Composição e Impressão: Gráfica e Editora Positiva Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Transporte em Transformação XVI: Trabalhos Vencedores do Prêmio CNT: produção acadêmica 2011 / Confederação Nacional do Transporte, Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes. -- Brasília: Positiva, p. Trabalhos apresentados durante o XXV Congresso da ANPET realizado em Belo Horizonte (MG) ISBN: Ensino e Pesquisa. 2. Soluções Tecnológicas. 3. Sustentabilidade em Transporte. 4. Transporte brasileiro I. Título. II. Confederação Nacional do Transporte (CNT). III. Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes (ANPET). IV. Congresso de Ensino e Pesquisa da ANPET (XXV: 2011: Belo Horizonte, MG) CDU: 656: (042) Catalogação na fonte elaborada pela bibliotecária Cristina S. de Almeida CRB 1/1817

6 Autores dos Trabalhos Vencedores do Prêmio CNT Produção Acadêmica 2011 Rafael Roco de Araújo Fernando Dutra Michel Luiz Afonso dos Santos Senna Allexandre Fortes da Silva Reis Gustavo Peixoto Silva Flávio José Craveiro Cunto Manoel Mendonça de Castro Neto Davi Sales Barreira Brenda Medeiros Pereira Luis Antonio Lindau Rodrigo Alberto de Castilho Mara Chagas Diógenes Ana Maria César Bastos Silva Álvaro Jorge da Maia Seco Carlos Manuel Magalhães Real Fernando Graeff Francisco Giusepe Donato Martins Leonardo Lopes Garcia Bruno Filipe Lopes dos Santos António José Pais Antunes Ilton Curty Leal Junior Marcio de Almeida D Agosto Bruno Vieira Bertoncini Eiji Kawamoto Luciana Carina Soares Costa Francisco Giusepe Donato Martins Carla Garcia Protásio

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8 Confederação Nacional do Transporte CNT CLÉSIO SOARES DE ANDRADE Presidente NEWTON JERÔNIMO GIBSON DUARTE RODRIGUES METON SOARES JÚNIOR JACOB BARATA FILHO JOSÉ FIORAVANTI Vice-Presidentes da CNT Presidente de Seção e Vice-Presidente de Seção MARCO ANTONIO GULIN OTÁVIO VIEIRA DA CUNHA FILHO Seção do Transporte de Passageiros FLÁVIO BENATTI PEDRO JOSÉ DE OLIVEIRA LOPES Seção do Transporte de Cargas JOSÉ DA FONSECA LOPES EDGAR FERREIRA DE SOUSA Seção dos Transportadores Autônomos, de Pessoas e de Bens GLEN GORDON FINDLAY PAULO CABRAL REBELO Seção do Transporte Aquaviário RODRIGO VILAÇA JÚLIO FONTANA NETO Seção do Transporte Ferroviário

9 URUBATAN HELOU JOSÉ AFONSO ASSUMPÇÃO Seção do Transporte Aéreo Conselho Fiscal Titulares DAVID LOPES DE OLIVEIRA ÉDER DAL LAGO LUIZ MALDONADO MARTHOS JOSÉ HÉLIO FERNANDES Conselho Fiscal Suplentes WALDEMAR ARAÚJO ANDRÉ LUIZ ZANIN DE OLIVEIRA JOSÉ VERONEZ EDUARDO FERREIRA REBUZZI Diretoria Seção do Transporte de Passageiros LUIZ WAGNER CHIEPPE ALFREDO JOSÉ BEZERRA LEITE LELIS MARCOS TEIXEIRA JOSÉ AUGUSTO PINHEIRO VICTORINO ALDO SACCOL JOSÉ SEVERIANO CHAVES EUDO LARANJEIRAS COSTA ANTÔNIO CARLOS MELGAÇO KNITTEL EURICO GALHARDI FRANCISCO SALDANHA BEZERRA JERSON ANTÔNIO PÍCOLI JOÃO REZENDE FILHO MÁRIO MARTINS

10 Seção do Transporte Rodoviário de Cargas LUIZ ANSELMO TROMBINI URUBATAN HELOU IRANI BERTOLINI PEDRO JOSÉ DE OLIVEIRA LOPES PAULO SERGIO RIBEIRO DA SILVA EDUARDO FERREIRA REBUZZI OSWALDO DIAS DE CASTRO DANIEL LUÍS CARVALHO AUGUSTO EMILIO DALÇÓQUIO GERALDO AGUIAR BRITO VIANNA AUGUSTO DALÇÓQUIO NETO EUCLIDES HAISS PAULO VICENTE CALEFFI FRANCISCO PELÚCIO Seção dos Transportadores Autônomos, de Pessoas e de Bens EDGAR FERREIRA DE SOUSA JOSÉ ALEXANDRINO FERREIRA NETO JOSÉ PERCIDES RODRIGUES LUIZ MALDONADO MARTHOS SANDOVAL GERALDINO DOS SANTOS ÉDER DAL LAGO ANDRÉ LUIZ COSTA DIUMAR DELÉO CUNHA BUENO CLAUDINEI NATAL PELEGRINI GETÚLIO VARGAS DE MOURA BRAATZ NILTON NOEL DA ROCHA NEIRMAN MOREIRA DA SILVA

11 Seção do Transporte Aquaviário, Ferroviário e Aéreo HERNANI GOULART FORTUNA PAULO DUARTE ALECRIM ANDRÉ LUIZ ZANIN DE OLIVEIRA MOACYR BONELLI GEORGE ALBERTO TAKAHASHI JOSÉ CARLOS RIBEIRO GOMES ROBERTO SFFAIR LUIZ IVAN JANAÚ BARBOSA JOSÉ ROQUE FERNANDO FERREIRA BECKER RAIMUNDO HOLANDA CAVALCANTE FILHO JORGE AFONSO QUAGLIANI PEREIRA ALCY HAGGE CAVALCANTE ECLÉSIO DA SILVA Diretoria da ANPET ORLANDO FONTES LIMA JÚNIOR Presidente GLAUCO TÚLIO PESSA FABRI Diretor Executivo HELENA BEATRIZ BETTELLA CYBIS Diretora Científica ANÍSIO BRASILEIRO DE FREITAS DOURADO Diretor MARIA ALICE PRUDÊNCIO JACQUES Diretora JORGE BARBOSA SOARES Diretor

12 MARCIO DE ALMEIDA D AGOSTO Diretor ORLANDO STRAMBI Diretor Comissão Julgadora dos Artigos ALINE ELOYSE LANG - CNT VENINA DE SOUZA OLIVEIRA - CNT PROFª. HELENA BEATRIZ BETTELLA CYBIS - ANPET

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14 Sumário Prefácio...21 Capítulo 1 - Uma Abordagem de Resolução Integrada para os Problemas de Roteirização e Carregamento de Veículos...23 Resumo...23 Abstract Introdução Descrição do Problema Proposta de um Modelo para a Resolução do 3L-CVRP Apresentação e descrição do modelo Representação do carregamento Heurística de carregamento Procedimento para o agrupamento dos itens Procedimento para construção do carregamento Busca Tabu aplicada na melhoria dos roteiros Aplicação do Modelo Construção de instâncias para simulação de um caso real Instâncias propostas...37

15 5. Experimentos Computacionais Validação do modelo proposto Aplicação do modelo em instâncias que simulam um caso real Conclusões...40 Referências Bibliográficas...41 Capítulo 2 - Um Estudo de Diferentes Métodos de Busca e a Meta heurística VNS para Otimizar a Escala de Motoristas de Ônibus Urbano Resumo...45 Abstract Introdução O Problema de Programação das Tripulações Método de Resolução do Problema A Metaheurística VNS Método de Busca Variable Neighborhood Descent - VND Estrutura de Vizinhança Método de Busca VLNS Função de Avaliação Resultados Obtidos Soluções com menor peso para as duplas pegadas Resultados considerando no máximo uma troca de veículo por jornada Resultados considerando no máximo duas trocas de veículo por jornada Soluções com maior peso para as duplas pegadas Resultados considerando no máximo uma troca de veículo por jornada Resultados considerando no máximo duas trocas de veículo por jornada...61

16 5. Conclusões...62 Agradecimentos...62 Referências Bibliográficas...63 Capítulo 3 - Modelos de Previsão de Acidentes de Trânsito em Interseções Semaforizadas de Fortaleza...65 Resumo...65 Abstract Introdução Modelos de Previsão de Acidentes Metodologia para Estimação dos MPA Escolha das variáveis e definição da amostra Coleta de dados e análise descritiva da amostra das interseções semaforizadas Estimação dos parâmetros dos modelos investigados Modelos da categoria 01 número total de acidentes de trânsito Modelos da categoria 02 número total de acidentes de trânsito com vítimas feridas e fatais Avaliação dos modelos da categoria Conclusões...80 Referências Bibliográficas...81 Capítulo 4 - Impacto de Elementos de Projeto no Desempenho Operacional de Sistemas BRT de Faixa Única Sem Ultrapassagem...85 Resumo...85 Abstract Introdução Elementos de Projeto e Desempenho de Sistemas BRT...87

17 3. Desempenho do BRT em Função de Elementos de Projeto Elementos fixos Elementos variáveis Elementos dependentes Resultados Análise qualitativa Análise quantitativa Conclusões Agradecimentos Referências bibliográficas Capítulo 5 - Modelação da Velocidade Segura Recorrendo ao Julgamento de _ Especialistas Resumo Abstract Introdução Pressupostos Metodológicos e Metodologia Adoptada Desenvolvimento de Modelos de Estimação da Velocidade Segura Identificação das variáveis Modelo de regressão múltipla Avaliação da qualidade do ajuste Principais Conclusões Agradecimentos Referências Bibliográficas Capítulo 6 - Uma Análise da Alocação de Riscos nos Contratos de Concessão para Prestação de Serviços Públicos de Infraestrutura Resumo...123

18 Abstract Introdução Alocação de Riscos Definição de risco Riscos comuns nos projetos de parceria público-privada Princípio básico da alocação de riscos Teoria das áleas ordinária e extraordinária e alocação de riscos no Brasil Técnica e importância da alocação eficiente de riscos Metodologia Alocação de Riscos nos Contratos de Serviço Público de Infraestrutura no Brasil Contratos de concessão de rodovias federais Minuta de contrato do trem de alta velocidade (TAV) Minuta de contrato de concessão do aeroporto de São Gonçalo do Amarante/RN Evolução da alocação de riscos Considerações Finais Referências Bibliográficas Capítulo 7 - Planeamento Sustentável de Redes Rodoviárias Interurbanas Através de uma Abordagem Multi-Objetivo Resumo Abstract Introdução Abordagem proposta Modelo de Otimização Estudo de Caso...151

19 4.1 Resultados para a maximização da eficiência Impacto de adicionar um objetivo de equidade Impacto de adicionar um objetivo de consumo energético Resultados para objetivos de eficiência, equidade e energéticos Conclusão Referências Bibliográficas Capítulo 8 - Melhoria da Ecoeficiência no Transporte Rodoviário de Produtos Perigosos Resumo Abstract Introdução Transporte de Produtos Perigosos no Brasil e Escolha Modal Procedimentos Empregados Método de Escolha Modal e as medidas de ecoeficiência Análise Relacional Grey Desenvolvimento Estudo de caso Desempenho dos modos de transportes Ações de melhoria da ecoeficiência no transporte rodoviário de cargas Conclusão Referências Bibliográficas Capítulo 9 - Uma Proposta de Modelagem da Matriz OD Sintética a Partir dos Fluxos de Tráfego Observados nas Interseções Resumo Abstract...180

20 1. Introdução Informação Adicional na Modelagem da Matriz OD Sintética Consideração dos Movimentos de Conversão na Modelagem da Matriz OD Sintética Verificação da Proposta Análise de sensibilidade da matriz OD sintética em relação a real Considerações Finais Agradecimentos Referências Bibliográficas Capítulo 10 - Mutabilidade nos Contratos de Arrendamento Operacional de Áreas e Instalações Portuárias de Uso Público Resumo Abstract Introdução Referencial Teórico Serviço público: breve noção, regime jurídico e princípios O setor portuário brasileiro Contexto histórico e legal Arrendamento operacional de áreas e instalações portuárias: obrigatoriedade de licitação, natureza e regime jurídico do......contrato e das operações portuárias e alterações Metodologia Contratos de Arrendamento Operacional: Alteração do Perfil da Carga e Expansão de Área e Instalação Portuária Regras editalícias e contratuais sobre definição do objeto.e ampliação de áreas e instalações portuárias de uso público em arrendamentos operacionais...207

21 4.2 Alteração do perfil da carga Ampliação de áreas e instalações portuárias Considerações Finais Referências Bibliográficas...214

22 Prefácio Incentivar a pesquisa acadêmica, buscar a inovação permanente e promover a constante modernização das empresas transportadoras, com esses fins a Confederação Nacional do Transporte criou, há 16 anos, o Prêmio CNT de Produção Acadêmica, em uma parceria bem sucedida com a Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transporte (ANPET). Os dez melhores trabalhos inscritos no último Prêmio estão publicados nesta edição do Transporte em Transformação. A qualidade dos trabalhos apresentados e o grande interesse que o Prêmio CNT de Produção Acadêmica desperta no meio atestam, respectivamente, a capacidade intelectual dos acadêmicos brasileiros e o sucesso do concurso. O que exige critérios rigorosos na seleção dos vencedores. Atributos como originalidade, relevância para o setor transportador, rigor científico e clareza na exposição das ideias determinam a escolha dos melhores estudos. A CNT apresenta sua 16ª edição do Transporte em Transformação, mantendo a tradição de publicar estudos indutores de uma reflexão sobre a necessidade da inovação constante e com possibilidade de aplicação prática nas rotinas das empresas. Ao longo de todos esses anos, esses trabalhos acadêmicos têm sido aproveitados por inúmeras empresas do setor, na busca de melhores e maiores níveis de produtividade, aumentando a capacidade de competitividade, em um mercado altamente especializado e globalizado. Trata-se, portanto, de estudos, análises e considerações com as aplicações mais diversas no setor de transporte, da infraestrutura de engenharia ao gerenciamento administrativo, do argumento ambiental ao embasamento econômico. A CNT cumpre, assim, papel de altíssima relevância ao apresentar aos transportadores soluções, reflexões e oportunidades de aperfeiçoamento de sua

23 missão empresarial de realizar um transporte de qualidade à sociedade. Ao mesmo, tempo, a Confederação promove o incentivo à produção acadêmica, oferecendo possibilidades de desenvolvimento e aplicações práticas para projetos criados por pesquisadores, professores universitários e alunos de pós-graduação de universidades de todo o Brasil.

24 1 Uma Abordagem de Resolução Integrada para os Problemas de Roteirização e Carregamento de Veículos Rafael Roco de Araújo Faculdade de Engenharia/PUCRS Empresa Pública de Transportes e Circulação - EPTC Fernando Dutra Michel Luiz Afonso dos Santos Senna Lastran Laboratório de Sistemas de Transportes Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - Escola de Engenharia/UFRGS Resumo O problema da roteirização de veículos vem sendo intensamente estudado nos últimos 50 anos. Dado o grande potencial de aplicação prática deste problema no setor de transporte de carga, em especial, vários desenvolvimentos são propostos na literatura com o objetivo de alinhá-lo com as operações reais. Recentemente, uma nova abordagem vem sendo explorada pela literatura, que combina o problema da roteirização de veículos com o problema do carregamento em duas ou três dimensões. Este trabalho apresenta um modelo aproximado para resolução do 3L-CVRP que combina o uso de heurística construtiva para configuração dos carregamentos

25 24 Transporte em Transformação XVI com a Busca Tabu aplicada para melhoria dos roteiros. Além das restrições de carregamento, o modelo define so luções de mínima distância considerando restrições de distribuição de peso nos eixos do veículo e tempo máximo de jornada de trabalho. Nos testes computacionais, realizados com um conjunto proposto de 12 instâncias, são construídos cenários utilizando veículos leves e médios, de forma separada e combinada. Nestes cenários é avaliada também a possibilidade de um dado veículo ser alocado a mais de um roteiro e o custo operacional total da solução obtida. Testes adicionais foram realizados com um conjunto de 27 instâncias da literatura, mostrando resultados bastante satisfatórios. Abstract The problem of vehicle routing has been studied in the last 50 years. As a consequence of the potential practical application of this problem in the freight transport sector, several developments were proposed in the literature, aiming at adjusting it with real operations. Recently, a new approach combines the problem of vehicle routing with the problem of loading in two or three dimensions. This work presents a model to solve 3L-CVRP that combines the use of constructive heuristic for configuration of loading with Tabu Search applied to improving routings. Besides loading constraints, the model defines solutions of minimum distance considering constraints of weight distribution over the vehicle axles and maximum journey work times. Computational tests were conducted considering a set of 12 instances; taking into account separated and combined scenarios using light and medium vehicles. In these scenarios is also assessed the possibility of a vehicle being allocated to more than one routing and the total operational cost of the solution obtained. Additional tests were conducted considering 27 instances from the literature, showing good results. 1. Introdução Muitas empresas trabalham de forma intensa com o objetivo de tornar mais eficiente o processo de movimentação de seus produtos. Esta preocupação atinge não somente as empresas que atuam nos setores da indústria e do comércio, mas também aquelas que prestam os mais variados serviços. A entrega dos produtos demandados pelos clientes no local e tempo previamente estipulados e com a integridade preservada, é hoje um atributo básico para o estabelecimento da

26 Uma Abordagem de Resolução Integrada para os Problemas de Roteirização e Carregamento de Veículos 25 vantagem competitiva. Visando atender a esta necessidade, empresas de transporte de cargas e prestadores de serviços logísticos que operam frotas de caminhões deparam-se diariamente com o problema de definir a melhor seqüência em que os pontos de entrega devem ser visitados e a forma como as respectivas cargas devem ser acomodadas nos veículos a fim de preservar sua integridade durante a transferência entre o depósito e o domicílio do cliente, bem como facilitar seu manuseio por parte da tripulação. Para gerar sustentabilidade e lucratividade para uma empresa que tem o transporte como competência central, tal atividade necessita de um planejamento adequado, nos níveis estratégico, tático e operacional. O planejamento operacional, em especial, apresenta certas características que tornam sua execução um tanto desafiante para o transportador. Na distribuição física realizada a partir de um depósito central, o curto intervalo de tempo disponível entre a chegada dos pedidos e o instante estipulado para as entregas faz com que as decisões sobre o embarque das cargas tenham que ser tomadas de forma rápida. Além disso, este processo decisório envolve muitas variáveis como o local das entregas, as características dos itens que serão transportados e a capacidade da frota disponível. Assim, o uso de modelos matemáticos adequados para apoio à decisão pode ser de grande utilidade para os planejadores das empresas. No contexto do transporte rodoviário de cargas, uma decisão operacional que vem já há algum tempo chamando a atenção dos pesquisadores da área de pesquisa operacional é o da roteirização de veículos. Laporte (2009) apresenta uma panorâmica dos métodos de resolução desenvolvidos nesta área nos últimos 50 anos. O Problema da Roteirização de Veículos Capacitado (Capacitated Vehicle Routing Problem CVRP) pode ser definido segundo Toth e Vigo (1998), como o caso em que: todos os clientes correspondem aos pontos de entrega; as demandas são conhecidas antecipadamente e não podem ser divididas; os veículos são idênticos e alocados a um único depósito (que pode ser um centro de triagem ou distribuição); as restrições de capacidade (em peso e/ou volume) são consideradas de forma simplificada; o problema tem como objetivo minimizar o custo total, isto é, o número de roteiros e/ou sua extensão ou tempo de viagem. Vários desenvolvimentos apresentados na literatura buscam alinhar o CVRP às operações reais. Apesar da sofisticação de tais modelos, uma séria limitação

27 26 Transporte em Transformação XVI encontrada para implantação prática é a forma simplificada pela qual são consideradas as características dimensionais dos itens a ser carregados nos veículos, o que pode conduzir a soluções infactíveis na prática. O problema da acomodação das cargas nos veículos, ou problema de carregamento de veículos é descrito genericamente como um problema de corte e empacotamento (Dickhoff, 1990), e vem sendo tratado na literatura no contexto do carregamento de contêineres e de pallets. Desenvolvimentos para a resolução do problema de carregamento de contêineres são apresentados por Bortfeld e Gehring (2001), Eley (2002), Pisinger (2002), Bortfeld et al. (2003), Soak et al. (2008), Egeblad et al. (2010). Já o problema do carregamento de pallets é abordado por Pureza e Morabito (2006) e Martins e Dell (2008). Entretanto, quando este problema é aplicado ao carregamento de veículos, deve considerar certas particularidades como, por exemplo, a seqüência em que as entregas serão realizadas e a distribuição correta de peso nos eixos do veículo. Assim, levar em conta as restrições de carregamento dos itens a serem transportados em acordo com as dimensões e a capacidade de peso dos veículos, durante a resolução do problema de roteirização conduzirá a resultados coerentes com as operações reais. O tratamento integrado do problema de roteirização e do problema de carregamento de veículos é recente na literatura, sendo apresentado através de duas classes: o 2L-CVRP (Capacitated Vehicle Routing Problem with Two-dimensional Loading Constraints), introduzido por Iori et al. (2007); e o 3L-CVRP (Capacitated Vehicle Routing Problem with Three-dimensional Loading Constraints), introduzido por Gendreau et al. (2006). No que diz respeito às estratégias de resolução, para o 2L-CVRP dominam as abordagens aproximadas. Gendreau et al. (2008) empregam um algoritmo de Busca Tabu, Zachariadis et al. (2009) empregam um algoritmo de incorpora os princípios da Busca Tabu e da Busca Local Guiada, enquanto Fuellerer et al. (2009) empregam a Otimização por Colônia de Formigas. Mais recentemente Leung et al. (2011) propõem uma metodologia que incorpora as teorias da Busca Tabu e da Busca Local Guiada Estendida, enquanto Duhamel et al. (2011) propõem um algoritmo que combina o GRASP com uma Busca Local Evolutiva. Uma abordagem exata para o 2L-CVRP é proposta por Iori et al. (2007) aplicando um algoritmo de branch-and-bound. As abordagens aproximadas também dominam as propostas de resolução do 3L-CVRP. Gendreau et al. (2006) apresentam um procedimento que combina

28 Uma Abordagem de Resolução Integrada para os Problemas de Roteirização e Carregamento de Veículos 27 heurísticas de carregamento com a Busca Tabu. Araújo (2006) propõe a resolução do problema combinando o uso de um procedimento baseado em cubóides inspirado na Busca em Vizinhança Variável para o Bin Packing Problem com a Busca Tabu. Portal et al. (2009) utilizam um procedimento de busca local para definição do carregamento associado a Busca Tabu para otimização das rotas. Uma versão do problema que incorpora janelas de tempo é resolvida por Moura e Oliveira (2009) através de uma abordagem seqüencial e de uma abordagem hierárquica que utilizam um algoritmo de busca local, o GRASP e Simulação Monte Carlo. Fuellerer et al. (2010) propõem o uso da Otimização por Colônia de Formigas para resolução do problema. Este trabalho propõe um modelo aproximado para resolução do 3L-CVRP que combina o uso de heurística construtiva para configuração dos carregamentos com a Busca Tabu aplicada para melhoria dos roteiros. Além das restrições de carregamento, o modelo define soluções de mínima distância considerando restrições de distribuição de peso nos eixos do veículo e tempo máximo de jornada de trabalho. Nos testes computacionais, realizados com um conjunto proposto de 12 instâncias, são construídos cenários utilizando veículos leves e médios, de forma separada e combinada. Nestes cenários é avaliada também a possibilidade de um dado veículo ser alocado a mais de um roteiro e o custo operacional total da solução obtida. O trabalho está organizado da seguinte forma. Na seção 2 é feita a descrição do 3L-CVRP. A seção 3 apresenta o modelo proposto neste trabalho. A seção 4 descreve a aplicação do modelo, enquanto a seção 5 apresenta os resultados dos experimentos computacionais. Por último, a seção 6 apresenta as conclusões do trabalho. 2. Descrição do Problema O 3L-CVRP pode ser descrito da seguinte forma, tendo por base a notação apresentada por Gendreau et al. (2006). Seja V = {0, 1,..., n} um conjunto formado por n + 1 vértices que correspondem a um depósito (vértice 0) de onde os veículos são despachados, um grupo de clientes (vértices de 1,..., n) destinatários das entregas e E um conjunto de arestas e ij que representam ligações entre os vértices. Com estes elementos é definido um grafo não-orientado dado por G = (V, E). Um custo c ij é associado a cada aresta e ij em G representando o comprimento de cada aresta que liga dois vértices. Seja v o número de veículos idênticos que se encontram disponíveis junto ao depósito de onde partirão as entregas aos clientes. Cada veículo possui

29 28 Transporte em Transformação XVI uma capacidade D dada em peso e uma capacidade volumétrica do compartimento de carga dada por S. O compartimento de carga é definido pela largura W, altura H e comprimento L. Assim, o espaço de carga disponível é representado por S = W.H.L. Em cada cliente i (i = 1,..., n) deve ser entregue um conjunto I ik de m i itens tri-dimensionais, sendo que cada item I ik (k = 1,..., m i ) possui largura w ik, altura h ik e comprimento l ik. O peso total dos itens de um cliente é d i. O espaço ocupado no m compartimento de carga por um cliente i é dado por s = i i k = wik hik l 1 ik. A factibilidade do carregamento em cada veículo é obtida satisfazendo as seguintes restrições (GENDREAU et al., 2006; FUELLERER et al., 2010): Quando carregados, os itens devem ser posicionados ortogonalmente aos eixos que representam as dimensões W, H e L do compartimento de carga segundo uma orientação fixa em relação à altura (em razão das regras de empilhamento), mas podem ser rotacionados em 90º no plano w-l; Cada item I ik pode ser classificado como frágil ou não-frágil, sendo então atribuído um índice de fragilidade f ik (i = 1,..., n; k = 1,..., m i ), igual a 1 se I ik é considerado frágil ou 0 caso contrário. Nenhum item não-frágil pode ser colocado sobre um item frágil, mas é permitido que itens frágeis possam ser empilhados; Quando um item I ik é colocado sobre outros itens, é necessário avaliar a área de suporte correspondente. O posicionamento é viável somente se a área de suporte não é menor do que um dado percentual limite a da base do item, isto é, A aw ik l ik, onde 0 a 1 é um dado parâmetro que representa a fração mínima de área de I ik que deve estar apoiada. Esta restrição é sempre satisfeita quando um item é colocado diretamente sobre o piso do compartimento de carga. No instante da descarga em um cliente i, todos os respectivos itens I ik devem estar acessíveis, podendo ser movimentados livremente sem que seja necessário manusear itens de outros clientes. Esta restrição de seqüência LIFO (last in first out) é também denominada de carregamento seqüencial. O 3L-CVRP consiste em determinar um conjunto de v roteiros (um por veículo) com início e fim no depósito onde cada cliente é atendido por exatamente um veículo, a carga alocada a um veículo não excede a sua capacidade em peso e volume, para cada veículo existe uma configuração de carregamento ortogonal tridimensional viável de todos os itens demandados por todos os clientes, satisfazendo orientação vertical fixa, fragilidade, área mínima de suporte e seqüência LIFO e o custo de trajeto ao longo do roteiro é mínimo.

30 Uma Abordagem de Resolução Integrada para os Problemas de Roteirização e Carregamento de Veículos Proposta de um Modelo para a Resolução do 3L-CVRP O modelo de resolução do problema de roteirização e carregamento de veículos proposto neste trabalho está diretamente relacionado com as atividades cotidianas das empresas de transporte rodoviário de cargas que operam o sistema de distribuição via centro de triagem e dos prestadores de serviços logísticos que efetuam entregas a partir de centros de distribuição. Maiores detalhes sobre este modelo são encontrados em Araújo (2010). Aspectos que trazem complexidade adicional para este trabalho de planejamento advém do uso de veículos com diferentes capacidades, do tempo de ciclo que pode ser definido para cada tripulação conforme a jornada de trabalho estabelecida, do aproveitamento de veículos em mais de uma rota e de metas relacionadas ao custo operacional do transporte. O modelo proposto apresenta as seguintes características: Determina roteiros de percurso mínimo com início e fim no centro de triagem ou distribuição; É caracterizado como um CVRP com restrições de carregamento tridimensional (3L-CVRP) que considera restrições de distribuição de peso nos eixos do veículo e de tempo máximo para jornada de trabalho; Constrói roteiros e carregamentos de forma simultânea; Determina somente soluções iniciais factíveis em termos de carregamento tridimensional e tempo máximo de ciclo; As demandas são conhecidas antecipadamente (determinísticas); Não é estipulado um número máximo de veículos para solução inicial, uma vez que na prática veículos extras podem ser agregados quando necessário; Constrói rotas para veículos idênticos e também analisa a possibilidade de inserção de veículo de maior ou menor capacidade; Lida com itens tridimensionais que apresentam restrições de fragilidade, área mínima de suporte e carregamento seqüencial; Os clientes podem receber mais de um tipo de item e vários itens de um mesmo tipo; Se houver possibilidade, um veículo é alocado a mais de uma rota por dia; Calcula o custo operacional relativo a cada roteiro após a determinar a solução inicial e após executar a fase de melhoria.