PLANNING ROUTES AND SHIFTS DRIVING FOR A SMALL BUSINESS OF ROAD PASSENGER TRANSPORT

The presented work is done for a company that currently operates twenty lines of passenger transport in the metropolitan area of Seville. The planning of these was originally carried out manually, building routes and shifts in an Excel spreadsheet. In order to automate the process as much as possible. It was designed and implemented by a scheduling algorithm that would be much simple than other algorithms in the literature and that, in addition, would make it possible to allow mixing vehicles and drivers between the lines. The objective was, firstly, to employ the minimum number of drivers; then, it is trying to use the least possible number of vehicles; finally, the study tries to reduce as much as possible the amount of split shifts. In addition, restrictions on the design of routes and shifts were added. At all times the service frequencies remained above the set limit. To allow the possibility of unexpected demand peaks, was established in the capacity of each route some slack

Optimal Recombination in Genetic Algorithms

This paper surveys results on complexity of the optimal recombination problem (ORP), which consists in finding the best possible offspring as a result of a recombination operator in a genetic algorithm, given two parent solutions. We consider efficient reductions of the ORPs, allowing to establish polynomial solvability or NP-hardness of the ORPs, as well as direct proofs of hardness results

Definição de escala de tripulação de transporte coletivo utilizando um algoritmo construtivo-evolutivo

A queda na demanda por transporte coletivo por ônibus observado no Brasil nas últimas décadas, aliada a outros fatores, tem causado o aumento da tarifa desse modal. A sociedade brasileira tem tratado essa pauta como prioridade e tem se posicionado contra esses aumentos firmemente, tendo em vista o seu impacto no cotidiano da população, especialmente sua parcela de renda mais baixa. Para atender às demandas de barateamento é necessário encontrar pontos onde a operação do modal possa ser aperfeiçoada, para que possa haver diminuição nos custos. Uma das lacunas observadas no transporte coletivo por ônibus na cidade de Porto Alegre diz respeito ao Problema de Programação de Tripulações (PPT), que é uma etapa do planejamento do sistema de transporte coletivo. Nesse âmbito o PPT consiste em gerar jornadas de trabalho a serem cumpridas por motoristas e cobradores, utilizando como dado de entrada a Tabela Horária de uma linha de ônibus. Essa jornada, a fim de minimizar custos de mão de obra, deve ter o menor tempo ocioso possível entre as viagens. Além disso, deve atender às particularidades operacionais e trabalhistas do setor, como compatibilizar terminais das viagens e atribuir intervalos para descanso. Na literatura da área, o PPT tem sido resolvido utilizando tanto métodos computacionais exatos quanto aproximativos. Na cidade de Porto Alegre algumas empresas resolvem o PPT sem nenhum tipo de sistematização, o que pode gerar perda de eficiência. Esse trabalho se propôs a encontrar uma solução para o PPT utilizando um Algoritmo Construtivo-Evolutivo, que se baseia no Algoritmo Construtivo AAO* e no Algoritmo Genético. Para isso, foi criada e executada uma rotina de programação na linguagem Python. Usando a Tabela Horária de uma linha de ônibus de Porto Alegre, foi encontrada uma solução que atende a todas as 301 viagens da linha e a todos os requisitos de operação e de legislação trabalhista

Aplicação da meta heurística variable neighborhood search na otimização de escalas de motoristas de transporte público urbano

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Joinville. Engenharia de Transportes e Logística.O presente trabalho aborda o Problema de Programação de Tripulação de ônibus urbano (PPT) o qual consiste em determinar jornadas diárias de trabalho para tripulantes que conduzirão uma frota em operação com o menor custo possível e atendendo restrições operacionais e trabalhistas. O PPT é uma etapa muito importante no planejamento operacional do Sistema de Transporte Público visto que o custo operacional representado pelas escalas de trabalho compõe uma parcela significativa nos custos totais de uma empresa do ramo. A redução dos custos das escalas de trabalho afeta não só as empresas operadoras, mas também os usuários deste serviço, pois com esta redução há a possibilidade de um maior investimento na qualidade do transporte público e a redução dos preços dos bilhetes. Estes custos estão estritamente relacionados às normas operacionais impostas pelas empresas e legislações trabalhistas. Quando se considera uma abordagem de solução exata que utiliza o modelo matemático de programação linear inteira o qual é considerado de alta complexidade, o PPT não pode ser resolvido em tempo computacional viável quando se trata de problemas de médio e grande porte. Assim, devido à complexidade computacional para se obter uma solução utilizando métodos exatos, neste trabalho considera-se um método pertencente a uma classe alternativa de métodos de solução, denominada meta heurística, mais especificamente, a busca em vizinhança variável (Variable Neighborhood Search – VNS), que para evitar ótimos locais realiza trocas sistemáticas de estruturas de vizinhança no espaço de busca. A implementação proposta é testada com os dados reais de uma empresa de médio porte e os resultados são comparados com o cenário atual da empresa.The following work present the Crew Scheduling Problem (CSP) of urban buses that consist in determine the daily work schedules for the crew, that will be responsible to lead an operation fleet in the most economical way and meeting all the operational restrictions. The CSP is a very important step in the operational planning of the Public Transport System as the operating cost represented by crew schedules make up a significant portion of the total costs of a company in the sector. The reduction costs of work schedules affect not only the operating companies, but also the users of this service, because with this reduction there is the possibility of greater investment in the quality of public transport and the reduction of ticket prices. These costs are strictly related to the operational standards required by companies and labor legislation. When considering an exact solution approach that uses mathematical model of integer linear programming which is considered high complexity, the CSP can not be solved in a viable computational time when it is related to medium or larger problems. Due to that computational complexity, to be able to obtain a solution utilizing exact methods, in this work it is considered the utilization of the belonged method into an alternated class of solution methods named as metaheuristic, more specifically, Variable Neighborhood Search (VNS), that to avoid from local optimal, realize a systematic changes on the neighborhood structures inside the research space. The solution proposal presented is tested with real data, that was taken from a medium sized company and the results are compared to the current situation of the company

Modelo de asignación de turnos para la programación de conductores en la operación de sistemas de transporte masivo

La operación de los sistemas de transporte público con autobuses, es puesta en marcha después de un proceso de planeación secuencial de cuatro etapas que finaliza con la programación y asignación del recurso humano a la operación de los vehículos, para cumplir con las rutas y servicios requeridos. Los conductores de los autobuses representan en todos los sistemas una buena parte del costo operacional, siendo por tanto de alto interés el tener una óptima programación de este personal. En este trabajo de grado se plantea la solución en varias etapas secuenciales con técnicas heurísticas y metaheurísticas para la generación de turnos de conductores. La primera etapa hace una reparación de posibles problemas que puedan tenerse desde la programación de buses, la segunda divide la programación de autobuses reparada en bloques de 2 a 6 horas continuas y la tercera hace una combinación de bloques para formar los turnos. Por último se presentan los resultados de aplicación del modelo en el caso de estudio del Sistema Integrado de Transporte Masivo (SITM) Megabús. El documento presenta los antecedentes de la problemática del problema de programación de turnos de conductores de buses conocido como BDSP (Bus Driver Scheduling Problem) para lo cual presenta el análisis de artículos relevantes que constituyen el estado del arte del problema. Posteriormente se presenta la formulación y justificación del problema y los objetivos que se plantean en este trabajo. Se incluye una descripción general del SITM Megabús sobre el cual se da el caso de aplicación. Se plantea el enfoque metodológico del trabajo en donde se presenta el planteamiento del problema y propuesta de solución para la generación de turnos de conductores de buses. Por último se presentan los resultados obtenidos de aplicación del modelo sobre rutas alimentadoras de la cuenca de Dosquebradas del SITM Megabús, conclusiones y recomendaciones

Heuristic algorithms for solving a class of multiobjective zero-one programming problems

Master'sMASTER OF ENGINEERIN

An Algorithm for Crew Scheduling Problem with Bin Packing Features

This thesis proposes a new approach for solving the traditional crew scheduling problem. The crew scheduling problem is solved with a bin packing approach in polynomial time. Based on the extensive research on the bin packing problem during the past 40 years, an algorithm that is proved to be the most efficient for solving most bin packing problems is selected and modified for application in the crew scheduling problem. A Modified Best-Fit-Decreasing Algorithm is proposed and discussed in this study. A case study is conducted using the proposed algorithm and the results are discussed

Sistema de apoio à decisão para escalamento de tripulantes no transporte colectivo urbano

Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200

Um modelo dinâmico de programação da frota e condutores aplicado ao transporte rodoviário regional de passageiros

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.Este trabalho tem foco no plano de operação de empresas de transporte rodoviário regional de passageiros, visando à alocação da frota e dos condutores. Tem por objetivo desenvolver um modelo dinâmico, que permita corrigir os desvios ocorridos durante a execução do plano ao longo do horizonte de planejamento em tempo computacional razoável. Ambos os modelos, o de programação da frota e o de condutores, se resolvem através de um processo seqüencial de aplicação do algoritmo húngaro, e os resultados obtidos são comparados com limites inferiores, calculados pela relaxação de algumas restrições do problema. O modelo desenvolvido foi aplicado aos dados de uma empresa que atua nos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul e os resultados obtidos são analisados