Meta planning approach to train scheduling

• Grant number: 13/50262-1
• Support Opportunities: Research Grants - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: February 01, 2014
• End date: October 31, 2014
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Computer Science - Computing Methodologies and Techniques
• Principal Investigator: Plínio Roberto Souza Vilela
• Grantee: Plínio Roberto Souza Vilela
• Company: CFLEX Computação Flexível Aplicada Ltda

Abstract

Este projeto de pesquisa visa permitir uma redução dos custos operacionais do transporte ferroviário atuando diretamente no seu ativo de maior relevância na composição desses custos - os trens, mais precisamente o planejamento do seu deslocamento. Em uma ferrovia podemos ter vários trechos de via singela interconectados por pátios de ultrapassagem e cruzamento. Com trens trafegando em ambos os sentidos, precisamos utilizar esses pátios para permitir o uso simultâneo da linha. Se tivermos dois trens trafegando em sentidos contrários, ou mesmo se tivermos um trem mais rápido atrás de um mais lento, temos que parar um dos trens para dar passagem para outro. Essa ação gera tempo de trem parado o que significa aumento de custos para a ferrovia. Uma implantação de um algoritmo de planejamento de deslocamentos de trens baseado em heurísticas já foi desenvolvido e é atualmente comercializado pela CFlex com o nome Movement Planner, ele permite o cálculo do planejamento de deslocamento de trens dentro de um tempo máximo de 5 segundos. A solução apresentada é considerada boa, mas existe margem para melhorá-la. Qualquer percentual de melhoria na solução apresentada significa redução dos custos operacionais para a ferrovia, o que por sua vez reflete em aumento da competitividade desse tipo de transporte em relação a outros meios. O principal objetivo deste projeto de pesquisa é melhorar a qualidade do planejamento gerado pelo Movement Planner sem, no entanto, exceder o limite de 5 segundos para o cálculo da solução. Para se alcançar esse objetivo uma série de atividades devem ser realizadas, dentre elas: i) implementar um ambiente de benchmark onde variações no algoritmo de planejamento possam ser testadas; ii) estabelecer um mecanismo de validação, qualificação e chaveamento de planejamentos de trens; iii) definir estratégia de ajuste finos que identificam situações ou parâmetros que poderiam ser modificados em um dado planejamento; iv) implementar uma variação do algoritmo atual para permitir que várias instâncias do mesmo algoritmo possam ser executadas em paralelo, cada uma com pequenas variações de parâmetros, gerando um conjunto de planejamentos que poderiam ser substituídos pelo original. O principal resultado esperado com este projeto de pesquisa é estabelecer um mecanismo auxiliar de processamento algoritmo que possa levar a uma redução do tempo médio de trem parado. Qualquer percentual de redução de trem parado pode levar, dependendo da malha ferroviária do cliente, a reduções de custos na casa das centenas de milhares de dólares. (AU)