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Framework and algorithms for a dynamic ride-sharing problem

Texto completo
Autor(es):
Douglas Oliveira Santos
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Imprenta: Campinas, SP.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Computação
Data de defesa:
Membros da banca:
Eduardo Candido Xavier; Luidi Gelabert Simonett; Cid Carvalho de Souza
Orientador: Eduardo Candido Xavier
Resumo

Nesse trabalho é apresentado um framework que tem como objetivo facilitar o compartilhamento de veículos no dia a dia de uma grande cidade. O framework apresenta uma arquitetura cliente-servidor. O lado cliente é usado por passageiros para requerer uma viagem compartilhada e por motoristas, que podem ser donos de veículos privados ou taxistas, os quais estão dispostos a compartilharem seu veículo para redução de custos ou obtenção de lucro. O lado servidor precisa resolver um problema dinâmico de otimização que provamos ser NP-difícil. O problema em questão, denominado Ride-sharing Problem with Money Incentive (RSPMI), é modelado da seguinte forma: em cada instante de tempo, temos um conjunto de pessoas, as quais necessitam de uma viagem a partir de um ponto de origem até um ponto de destino, e um conjunto de veículos, onde cada um tem uma origem e um destino. É necessário considerar algumas restrições que os passageiros possam ter, que são: o horário mínimo de saída da origem, o horário máximo de chegada até o destino, o número de passageiros que devem viajar juntos e também o valor máximo que estão dispostos a pagar. Os veículos também apresentam restrições, já que estes podem ter um horário mínimo de saída e um horário máximo de chegada. O motorista define a capacidade máxima do veículo e o preço por quilômetro rodado. Dado todas as informações e restrições, o problema consiste em formar uma rota para cada veículo com o objetivo de maximizar o número de passageiros atendidos e de minimizar os custos. O RSPMI é um problema novo na literatura e difere dos demais problemas de compartilhamento de veículos por ser o único a considerar custos compartilhados, calculando o valor total a ser pago por cada passageiro e possibilitando cada um escolher o valor máximo a ser pago. O foco do trabalho se deu no estudo e desenvolvimento de métodos que possam resolver a versão dinâmica do RSPMI, em tempo real, e em larga escala. O método proposto necessita de uma heurística que resolva o problema estático e de um algoritmo que resolva, eficientemente, o Many to Many Shortest Path Problem. Desenvolvemos heurísticas GRASP para o problema estático e usamos um algoritmo baseado em Contraction Hierarchies, o qual é muito eficiente, para lidar com os caminhos mínimos. Experimentos computacionais foram realizados usando instâncias que simulam, a partir de dados reais, uma atividade de compartilhamento de táxis na cidade de São Paulo. Em nossas simulações, os passageiros pagaram, em média, quase 30% menos do que pagariam em uma viagem privada (AU)

Processo FAPESP: 13/06746-4 - Compartilhamento Dinâmico de Veículos: Framework e Algoritmos para o Problema de Otimização
Beneficiário:Douglas Oliveira Santos
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado