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Título: Modelo matemático para planejamento da distribuição integrada de vagões e locomotivas para a formação de trens.
Autor(es): Louzada, Patrícia Costa
Orientador: Rosa, Rodrigo de Alvarenga
Data do documento: 12-Dez-2017
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O atendimento da demanda de transporte ferroviário de carga está relacionado ao processo de distribuição de vagões e locomotivas para formação de trens para transportar as cargas, o qual impacta diretamente nos custos operacionais da ferrovia. O planejamento da distribuição de vagões vazios é importante porque a maioria dos vagões nas ferrovias do Brasil retornam vazios do pátio de descarga para o pátio de carregamento. No caso das locomotivas, eventualmente, estas viajam sozinhas para atendimento a demandas em outros pátios. Ambas as situações elevam os custos operacionais da ferrovia, pois um trem formado somente de vagões vazios, ou uma locomotiva viajando sozinha, acarreta custos com maquinista e combustível, e não gera receita. Assim, esta dissertação propõe um modelo matemático de Programação Inteira para planejamento da distribuição integrada de vagões e locomotivas, onde estes são transportados utilizando a folga na capacidade de tração dos trens carregados que já estão programados para circular na ferrovia para atendimento a demandas de vagões vazios e locomotivas solicitadas nos pátios, tendo como objetivo a minimização dos custos totais de distribuição. O modelo proposto destaca-se pela integração da distribuição de vagões e locomotivas, algo que ainda não foi encontrado na literatura. Para garantir o balanceamento entre oferta e demanda, é proposta a introdução de variáveis de folga para representar as demandas que não tenham sido atendidas pela quantidade real ofertada, ou ainda pela limitação na tração disponível nos trens em circulação. No caso da utilização destas variáveis para obtenção da solução ótima, isso significa que a demanda naquele pátio e tempo não será atendida, indicando assim que uma ação deve ser tomada pelo distribuidor de recursos. Testes em instâncias baseadas em dados reais da Estrada de Ferro Vitória à Minas (EFVM) foram resolvidas de forma ótima utilizando o solver CPLEX 12.6 e os resultados se mostraram bastante aderentes com a utilização operacional para apoio à tomada de decisão no que tange ao planejamento e distribuição de vagões e locomotivas em pátios ferroviários para atendimento à demanda de formação de trens. Nas instâncias do Estudo de Caso da EFVM, o modelo proposto utilizou menos trens exclusivamente de vagões vazios para distribuir vagões e locomotivas do que os efetivamente criados pelo Centro de Controle Operacional da ferrovia no período analisado.
Meeting demand for rail cargo transport is related to the wagons and locomotives distribution process for making up trains in order to transport cargo, which directly influences railroad's operational costs. Planning the distribution of empty wagons is important because most wagons on Brazilian railroads returns empty from the unload rail yard to the cargo rail yard. In case of locomotives they eventually travel alone to meet demands in other rail yards. Both situations increase the railroad operational costs because a train made up only of empty wagons, or a locomotive traveling alone, adds engine driver and diesel costs, and does not bring any revenue for the railroad. Thus, this dissertation proposes a Integer Programming mathematical model for planning the integrated distribution of wagons and locomotives, where they are transported using the slack in the capacity of traction of loaded trains that are already scheduled to circulate in the railroad to meet empty wagons demands of and locomotives requests in the yards aiming to minimize the total distribution costs. The proposed model is distinguished by integrating wagons and locomotives distribution, which has not been found in the literature yet. In order to guarantee the balance between offer and demand, it is proposed the introduction of gap variables to represent the demands that have not been met by the actual quantity offered or by the limitation in the traction capacity available in circulating trains. In the case of using these variables to obtain the optimal solution, it means that the demand in that yard and time will not be met, indicating that the resource distributor must take an action. Test instances based on real data from the Vitória a Minas Railroad (EFVM) were solved to optimality using the solver CPLEX 12.6 and the results were quite consistent with the operational use to support decision making in planning and distribution of wagons and locomotives over rail yards to meet the demand for making up trains. In EFVM real case instances, the proposed model used fewer trains made up exclusively of empty wagons to distribute wagons and locomotives than those actually created by the Railroad Operational Control Center in the period analyzed.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9504
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