Planejamento de circulação de trens com base em meta-planejamento

• Processo: 14/01799-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Metodologia e Técnicas da Computação
• Pesquisador responsável: Plínio Roberto Souza Vilela
• Beneficiário: Sérgio Henrique Limone Brocchetto
• Vinculado ao auxílio: 13/50262-1 - Planejamento de circulação de trens com base em meta-planejamento, AP.PIPE
• Assunto(s): Planejamento de transportes Ferrovias Trens Sistemas distribuídos Computação de alto desempenho Algoritmos genéticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Algoritmo baseado em Heurística | Algoritmos Geneticos | Computacão de Alto Desempenho | Planejamento de Trens | Sistemas Distribuídos | Metodologia e Técnicas da Computação

Resumo

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 ou, 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 o outro. Essa ação gera tempo de trem parado o que significa aumento de custos para a ferrovia. Uma implementação 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 ajustes 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 algorítmico que possa levar a uma redução do tempo médio de trem parado (ou algum outro objetivo de otimização estabelecido pelo cliente). Qualquer percentual de redução de trem parado pode levar, dependendo da malha ferroviária do cliente, a reduções de custo na casa de milhares de dólares.