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Title: Metaheurísticas Busca Tabu para o problema de rodízio de tripulações de ônibus urbanos.
Authors: Andrade, Suelaine Débora Gonçalves de
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Gustavo Peixoto
Keywords: Programação heurística
Otimização combinatória
Transporte urbano
Issue Date: 2013
Citation: ANDRADE, S. D. G. de. Metaheurísticas Busca Tabu para o problema de rodízio de tripulações de ônibus urbanos. 2013. 73 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.
Abstract: O Problema de Rodízio das Tripulações (PRT) do sistema de transporte público consiste em atribuir a cada tripulação uma sequência de jornadas para os dias do horizonte de planejamento. Como as jornadas diárias tem durações diferentes, as sequências das jornadas podem resultar em um acúmulo de horas extras ou de horas ociosas. Assim o objetivo do PRT é minimizar as horas extras da escala, compensando-as com ociosidades entre jornadas.Este é o princípio do banco de horas permitido pela legislação, desde que sejam respeitadas as restrições operacionais e leis trabalhistas. Neste trabalho o problema foi resolvido utilizando diferentes implementações do Algoritmo de Busca Tabu. Primeiramente é feita a geração da solução inicial através de uma heurística gulosa. A solução gerada é viável, no entanto os custos são altos. Depois são utilizadas as jornadas criadas e com base em trocas viáveis tenta diminuir o custo de cada rodízio com diferentes versões implementadas de Busca Tabu. Foram implementadas quatro versões: a primeira versão, BTMP, que possui menor tempo da busca local para quando encontra um vizinho melhor; a segunda, denominada BTMV, em que a busca local é efetuada sobre toda a vizinhança; a terceira, BTPV, que utiliza um critério de porcentagem variável para a busca pelo melhor vizinho e a quarta versão BTID, que utiliza critérios de intensificação e diversificação para a Busca Tabu. Ao montar um rodízio, devem ser consideradas as folgas das tripulações ao longo do período. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo em dois cenários distintos: um que não considera a atribuição das folgas e outro que realiza esta atribuição. Posteriormente os resultados foram comparados aos obtidos no trabalho de Prates e Silva (2012) através da metaheurística VNS. Os resultados mostram que as implementações do modelo desenvolvido se aproveitam das características de cada etapa, gerando soluções mais econômicas.cada tripulação uma sequência de jornadas para os dias do horizonte de planejamento. Como as jornadas diárias tem durações diferentes, as sequências das jornadas podem resultar em um acúmulo de horas extras ou de horas ociosas. Assim o objetivo do PRT é minimizar as horas extras da escala, compensando-as com ociosidades entre jornadas. Este é o princípio do banco de horas permitido pela legislação, desde que sejam respeitadas as restrições operacionais e leis trabalhistas. Neste trabalho o problema foi resolvido utilizando diferentes implementações do Algoritmo de Busca Tabu. Primeiramente é feita a geração da solução inicial através de uma heurística gulosa. A solução gerada é viável, no entanto os custos são altos. Depois são utilizadas as jornadas criadas e com base em trocas viáveis tenta diminuir o custo de cada rodízio com diferentes versões implementadas de Busca Tabu. Foram implementadas quatro versões: a primeira versão, BTMP, que possui menor tempo da busca local para quando encontra um vizinho melhor; a segunda, denominada BTMV, em que a busca local é efetuada sobre toda a vizinhança; a terceira, BTPV, que utiliza um critério de porcentagem variável para a busca pelo melhor vizinho e a quarta versão BTID, que utiliza critérios de intensificação e diversificação para a Busca Tabu. Ao montar um rodízio, devem ser consideradas as folgas das tripulações ao longo do período. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo em dois cenários distintos: um que não considera a atribuição das folgas e outro que realiza esta atribuição. Posteriormente os resultados foram comparados aos obtidos no trabalho de Prates e Silva (2012) através da metaheurística VNS. Os resultados mostram que as implementações do modelo desenvolvido se aproveitam das características de cada etapa, gerando soluções mais econômicas.
metadata.dc.description.abstracten: The Crew Rostering Problem (CRP) of public transportation system consists in assigning, for each crew, a sequence of journeys over the days in the planning horizon. As the daily journeys have different durations, the sequences can result in an accumulation of overtime or idle hours. Thus, the goal of the CRP is to minimize the overtime in the schedule, compensating them with idleness between journeys. This is the principle of the bank of hours allowed by the legislation, subject to operational restrictions and labor laws. In this work, the problem was solved using Tabu Search algorithm. First is generated the initial solution by greedy search. The generated solution is feasible, though the costs are high. Then the journeys are used to created the rost and through viable changes it tries to decrease the cost of each rostering with different implemented versions of Tabu Search. Four versions have been implemented: the first version, BTMP, which has shorter local search stops when it finds a better neighbor; the second, so-called BTMV, wherein the local search is performed over the entire neighborhood; the third, BTPV, using a criterion percentage variable to search for the best neighbor and the fourth version BTID, which uses criteria intensification and diversification for Tabu Search. When mounting a rostering should be considered the respite of the crews throughout the period. Subsequently, the results were compared to those obtained in the work of Prates e Silva (2012) that uses VNS metaheuristic. The results show that the implementations of the model developed take advantage of the characteristics of each stage, generating more economic solutions.
Description: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3725
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor(a), 25/09/2014, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 3.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Permite o uso para fins comerciais e a adaptação desde que compartilhado pela mesma licença.
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