Marco Polo :Un enfoque integrado para la resolución del problema de ordenamiento de flota y asignación de tripulación en empresas de transporte público

Abstract

La problemática asociada a las empresas de transporte es un objeto de estudio interesante dado su alto grado de complejidad. En este contexto existen distintos niveles de planificación, cada uno de los cuales cuenta con sus propias características y dificultades. La etapa de planificación atacada en este proyecto es la llamada planificación operativa en la cual se deben cubrir un determinado conjunto de viajes fijos de la manera más eficiente posible en relación a los costos en los que incurren las empresas.El problema concreto a resolver consiste en, una vez que se encuentran fijados los viajes a realizar y que se cuenta con una flota de vehículos disponibles y un conjunto de reglas laborales que regulan la labor del personal contratado, determinar la secuencia en la cual serán ejecutados los viajes de manera de que se respeten las reglas laborales existentes y de que se minimicen los costos operacionales asociados a dicha ejecución.

Este problema consta de dos sub-problemas implícitos de asignación a resolver. Uno es el de asignación de flota, en el cual deben definirse los viajes que realizará cada vehículo a lo largo del día y el otro es el de asignación de tripulación, para la operación de cada uno de los vehículos, en el cual deben definirse como estarán compuestas las jornadas laborales de cada trabajador. El resultado de estas asignaciones es a lo que se le llama libro de servicios y su planificación conjunta es lo que se quiere optimizar en el presente proyecto.Dado que cada una de las asignaciones a resolver persigue sus propios objetivos y cuenta a su vez con restricciones particulares, se decide abordar un enfoque de resolución integrado. El mismo pretende tomar en cuenta las características de ambos sub-problemas en simultáneo para que la resolución de cada uno de ellos coopere con la otra, con el propósito de encontrar una mejor solución al problema. En Marco Polo se plantea la utilización de la metaheurística Algoritmos Genéticos para diseñar el algoritmo de resolución del problema.

Además se presentan el diseño y la implementación de un sistema modular, que brinda soporte a dicho algoritmo, cuyo núcleo es un grafo que maneja las dimensiones espacio y tiempo. En este sistema cada módulo se ocupa de tareas concretas, como ser la generación de soluciones iniciales y la gestión de las reglas laborales, entre otras, con el fin de atacar cada tarea de forma aislada y así simplificar el funcionamiento y el entendimiento del sistema en su conjunto. Se utilizan dos casos de estudio, uno real y otro ficticio existente en la literatura; estos se comparan con los correspondientes resultados de dos proyectos antecesores y con la solución manual obtenida por la empresa a la cual pertenece el caso real, constatando que, en varios de los escenarios planteados, Marco Polo mejora los resultados existentes. Palabras clave: