Minimização de Custos em Terminais Ferroviários

Transcrição

1 Minimização de Custos em Terminais Ferroviários Amadeu Almeida Coco Projeto Orientado de Computação I Orientador : Geraldo Robson Mateus 10/06/2010

2 Introdução No contexto ferroviário pátios e terminais são locais de grande importância estratégica. Nestes locais ocorrem a formação dos trens e a carga/descarga dos mesmos Os trens estão em estações durante 66,6% do seu tempo de vida. E deste em 60% eles estão ociosos. Neste tempo os veículos geram apenas despesas para a empresa. Além disso há fatores trabalhistas, bastante rigídos na area ferroviária

3 Operações de um pátio Durante um ciclo tem-se as seguintes operações: Recepção do trem; Descarga de passageiros e tripulantes; Partição e classificação dos vagões; Descarregamento de insumos; Tempo ocioso; Carregamento de insumos; Reagrupamento dos trens, seja com os mesmos vagões, ou não; Carga de passageiros e tripulantes; Partida do trem. Obs: nem todas as operações são realizadas em todos os ciclos

4 Tipos de trens * Trem de passagem: que não realiza nenhuma operação no terminal, portanto aquele terminal é apenas intermediário para aquele trem; Trem de chegada: se origina em terminais externos ao atual e ele passará por poucas alterações em sua composição original naquele terminal especifico, como por exemplo, descarregamento de parte da carga e depois disso seguirá viagem; Trem de partida: que é o trem formado naquele pátio, carregado no mesmo e se destina a outros locais; Trem local: no qual a viagem se inicia e termina naquele terminal, e durante o caminho o trem sofre alterações em sua composição.

5 Objetivo O trabalho busca uma solução viável de minimização do custo em pátios e terminais de uma ferrovia. Tal solução deve ser obtida dentro de restrições prédeterminadas por diversos setores da sociedade como: sindicatos, empresas de trem, empresas que utilizam a ferrovia e etc. A minimização de custos vêm junto da maximização do lucro que é seu problema dual. Um problema dual é aquele no qual o máximo(mínimo) ótimo é igual ao mínimo(máximo) do problema primal, que no caso é a minimização

6 Justificativa Nos ultimos anos técnicas de pesquisa operacional têm auxiliado a resolver a mais váriada gama de problemas No Brasil temos uma malha de km, o que dá aproximadamente 3,1 m/km 2 de ferrovias, o que é algo muito baixo Na malha ferroviária brasileira são transportados: grãos, produtos siderúrgicos, contêineres, água, vinho, pedra e cimento. Por isso na área ferroviaria, vários trabalhos tem sido desenvolvidos para a minimização de custos e a alocação de trens ou até mesmo de funcionários. Porém poucos deles até hoje procurou unir as duas coisas, alocação de funcionários e locomotivas,.

7 Brasil - Mapa Ferroviário

8 Motivação Este trabalho procura atingir algo ainda não muito explorado anteriormente, mas de forma simples e didática, simplificando e unificando trabalhos anteriores. Com isso pode-se minimizar custos ferroviários por outro ângulo. Assim visa-se atingir um ponto viável para a utilização prática de algoritmos de minimização de custos em ferrovias.

9 Possíveis soluções Otimização do tempo de chegada e partida dos trens através de uma timetable, de forma que os trens fiquem o menor tempo possível nos pátios Máximização do tamanho dos trens, restringido a problemas físico como tamanho da estação Minimização dos custos por pátio, com cénario dado préviamente, que foi a solução escolhida.

10 Passos para a solução Pesquisar na Web trabalhos anteriores sobre o assunto Elaborar um modelo em linguagem humana e matemático para o problema. Resolver o modelo através de um solver, software que soluciona problemas de programação inteira Utilizar um caso especial para testes mais profundos Estender para qualquer conjunto de ferrovias

11 O que já foi feito e estado atual Leitura de trabalhos anteriores sobre o assunto, como os de Fonseca Neto e Ahuja. Elaboração de um modelo em linguagem humana para o problema, seguindo as regras. Elaboração do modelo do problema. Atualmente vêm sendo concluída a documentação do modelo.

12 Modelo 1. Soma dos funcionários de carga/descarga, montagem, manutenção e locomotivas numero de funcionários do pátio; 2. Soma das locomotivas de montagem, manutenção e utilizadas número de locomotivas do pátio; 3. Soma dos vagões de carga/descarga, montagem, manutenção e utilizadas número de vagões no pátio; 4. Soma do tamanho das locomotivas mais a soma dos vagões utilizados leq tamanho do menor terminal; 5. Soma das capacidades das locmotivas em puxar vagões demanda por locomotivas; 6. Soma das capacidades dos vagões em carregar insumos demanda de vagões; 7. Número de funcionários número de locomotivas utilizadas; 8. Número de funcionarios por locomotiva 1; 9. 4*Número de funcionários de carga e descarga Número de vagoes em carga e descarga; 10. 4*Número de funcionários de manutenção Número de vagões em manutenção; 11. 2*Número de funcionários de montagem Número de vagões em montagem; 12. Soma das locomotivas e vagões em manutenção Número de vagas para manutenção; 13. Número de locomotivas em manutenção taxa de manutenção * número de locomotivas; 14. Número de vagões em manutenção taxa de manutenção * número de vagões; 15. Número de locomotivas em uso 2 - Numero de patios*(1 - uso de locomotiva; 16. locomotivas em uso uso de locomotiva; 17. locomotivas utilizadas, em manutenção, em processo de montagem,vagoes utilizados, em manutenção, em processo de montagem e em processo de carga e descarga, funcionarios de locomotivas, de manutenção de montagem e de carga e descarga 0,1.

13 Conclusão e trabalhos futuros Com a conclusão do modelo em linguagem humana e em linguagem matemática conclui-se a primeira parte do projeto orientado de computação. Como visto no slide anterior um modelo realista e aplicavel no contexto de ferrovias foi criado. O próximo passo é criar um algoritmo que resolva esse modelo e aplica-lo em um sofware comercial. Para um trabalho futuro pode ser realizado o aprofundamento desse modelo.

14 Refêrencias 1. Fonseca Neto, Raul. Modelo de Planejamento e Otimização Ferroviário. Rio de Janeiro, Julho de Constituição Brasileira. Consolidação das Leis do Trabalho. Rio de Janeiro, Maio de dos Santos, Marcos Bicalho. Retenções em trens unitários em pátios e terminais. Rio de Janeiro, Outubro de Areias, Maria Carlota E. Santos. Avaliação da Capacidade Operacional de um sistema de administração ferroviária regional. Rio de Janeiro, Fevereiro de Ahuja, Ravindra K. ; Liu, Jian; Orlin, James B. ; Sharma, Dushyant; Shughart, Larry A. Solving Real-Life Locomotive Scheduling Problems. EUA, Abril de Ahuja, R. K. ; Jha K. C.; Vaidyanathan B; Multicommodity network flow approach to the railroad crew-scheduling problem. EUA, Maio de Narendra, P. M., Fukunaga, K. ; A Branch and Bound Algorithm for Feature Subset Selection, Setembro de Dantzig, George. Notes on linear programming. Rand Corporation. EUA, Pádua, Clarindo Isaías P. da Silva, Zambalde André L., O documento científico em Ciência da Computação - Suas Partes e sua redação: estudo e análise em uma instuição federal de ensino superior(ifes). Belo Hozionte, 2007.

15 Perguntas