O uso da metaheurística Guided Local Search para resolver o problema de escala de motoristas de ônibus urbano

Abstract

Resumo: Neste artigo é aplicada a metaheurística Guided Local Search (GLS) para resolver o Problema de Programação de Tripulações de Ônibus Urbano (PPT). O PPT consiste em encontrar um conjunto de jornadas a serem designadas aos motoristas que realizarão a operação diária com o menor custo. A GLS tem como princípio penalizar características indesejáveis presentes na solução corrente, com o objetivo de escapar de soluções ótimas locais. Como heurística de busca local, foi utilizada a heurística Variable Neighborhood Descent, que explora diferentes estruturas de vizinhança para encontrar um mínimo local. De acordo com pesquisa realizada pelos autores, esta abordagem é inédita para resolver o PPT. A implementação proposta foi testada com dados de problemas reais de uma empresa que opera em uma região metropolitana de Belo Horizonte. Os resultados obtidos são similares àqueles presentes na literatura, havendo possibilidades de melhorias, visto que a GLS pode ser explorada em diferentes aspectos.Palavras-chave: Guided Local Search, Programação de Tripulações do Sistema de Transporte. Metaheurística. Abstract:In this paper the metaheuristic Guided Local Search (GLS) is applied to solve the Crew Scheduling Problem (CSP) for public mass transport system. The CSP consists on finding a set of duties to be assigned to drivers in order that the daily service requirement be met at minimum cost. The GLS metaheuristic follows the basic principle of penalizing undesired characteristics that are present in the current solution and to append this penalization in the objective function with the aim of guiding the local search away from local minimum. As local search heuristic, it was employed Variable Neighborhood Descent technique, which explores different neighborhood structures to find a local optimum. According to a research conducted by the authors, this is a novel approach to solve the CSP. The proposed implementation was tested with data from real problems of a bus company operating in a metropolitan region of Belo Horizonte. The results are comparable with those reported in the literature, being subject to improvement, once the GLS can be exploited in different ways.Keywords: Guided Local Search, Crew Scheduling Problem in mass transit, Metaheuristic. INTRODUÇÃOEm muitas cidades o ônibus é o principal, senão o único meio de transporte público de passageiros. Portanto, é necessário que as empresas do ramo tenham suas atividades muito bem planejadas para atender à demanda dos usuários do sistema de maneira econômica. Para tanto, devem ser utilizadas ferramentas computacionais que auxiliam o processo de decisão. Neste contexto é que se inserem os mé-todos de otimização, os quais podem levar à redução dos custos destas empresas. Entre os custos de maiores pesos se destacam os custos operacionais com os veículos e os seus motoristas e cobradores (Bouzada, 2003) Geralmente, o planejamento de um sistema de transporte público é decomposto em etapas a fim de tornar o problema tratável do ponto de vista computacional. A etapa inicia...

Um algoritmo genético multiobjetivo para a programação integrada de veículos e tripulações

“…Dada a dificuldade de obtenção de soluções de elevada qualidade para o VCSP, o uso de heurísticas se mostra bastante limitado. Deste modo, diversos trabalhos apre-sentam meta-heurísticas para a resolução do problema em foco, tais como Laurent e Hao (2007), Laurent e Hao (2008), Bartodziej et al (2007), Steinzen et al (2007), Steizen (2007), Laurent e Hao (2008), Silva e Cunha (2010), Silva e Prates (2014) e Silva e Silva (2015). As abordagens heurísticas reportadas padecem de pouca generalidade, no sentido em que são muito específicas aos problemas para os quais foram desenvolvidas.…”

Utilização do gás natural e do gás natural renovável no transporte público porônibus: um estudo de caso na cidade de São Paulo

“…Um sistema que vem se destacando por cumprir com essas características, além do fácil processo de implementação, é o Transporte Rápido por Ônibus (BRT) da sigla em inglês Bus Rapid Transit (Silva, 2005).…”

“…Conforme Silva (2005), o BRT representa um sistema de transporte rápido sobre pneus, composto de estações exclusivas, terminais de integração, veículos articulados, vias de rolamento segregadas ou exclusivas e com implementação de tecnologias modernas, com serviço de frequências elevadas, sistema de embarque pré-pago e integração com outros sistemas de transporte, contemplando elementos semelhantes aos dos metrôs.…”