Dissertação

{pt_PT=Otimização de circuitos de inspeção aos pavimentos de uma rede rodoviária nacional - Caso de Estudo da Infraestruturas de Portugal S. A. } {} EVALUATED

{pt=A empresa Infraestruturas de Portugal S.A. (IP) é responsável pela gestão de uma parte da Rede Rodoviária Nacional, num total de 14.000 km. Os pavimentos deste conjunto de estradas são inspecionados anualmente por um equipamento designado Perfilómetro Laser. Esta atividade representa um procedimento dispendioso, surgindo a necessidade de criar um modelo de otimização que apresente o circuito ótimo a percorrer, respeitando as restrições técnicas existentes e tendo como objetivo a minimização dos custos totais. O problema foi caracterizado como um tipo de Problema de Rotas em Arcos, o Problema do Carteiro Rural, escassamente abordado na literatura mas com muitas aplicações práticas. Após a definição do problema, foi efetuada uma revisão bibliográfica e em seguida desenvolvido um modelo de otimização, em simultâneo com a recolha e tratamento dos dados relativos à Rede Rodoviária Nacional (num sistema de informação geográfica - software ArcGIS). O modelo utiliza variáveis de decisão binárias e variáveis auxiliares inteiras positivas. Foram desenvolvidos modelos para a variante não direcionada, direcionada e mista do Problema do Carteiro Rural, tendo sido implementados no sistema de modelação GAMS e resolvidos com o solver CPLEX. Com base nos resultados obtidos, que foram comparados com os apresentados em referências da literatura, concluiu-se que o modelo de otimização desenvolvido apresenta um bom desempenho ao nível dos tempos de resolução. Relativamente ao caso de estudo (distrito de Bragança), foi possível reduzir a distância total percorrida durante a inspeção em 44% (considerando o modelo mais próximo do sistema real, o Problema do Carteiro Rural Misto)., en=The company Infraestruturas de Portugal S.A. (IP) is responsible for managing part of the national road network, with a total of 14.000 km. The pavements of this set of roads are inspected annually by an equipment designated Road Surface Tester Laser (RST Laser). This activity is an expensive procedure, resulting in the need to create an optimization model to present the optimal circuit of inspection, respecting the existing technical constraints and with the objective of minimizing the total cost of the process. The problem was characterized as an Arc Routing Problem, the Rural Postman Problem, rarely addressed in the literature but with many practical applications. After defining the problem, it was conducted a literature review and then an optimization model was developed, along with the collection and processing of the data of the national road network (with a geographic information system - ArcGIS software). The model uses binary decision variables and positive integer auxiliary variables. Three models were developed (for the undirected, directed and mixed variants of the Rural Postman Problem), that were implemented in GAMS modelling system and resolved with the CPLEX solver. Based on the results, which were compared with those presented in literature references, it was concluded that the optimization model has a good performance (resolution times). Regarding the case study (district of Bragança), it was possible to reduce the total distance travelled during the inspection in 44% (considering the model closest to the real system, the Mixed Rural Postman Problem).}
{pt=Problema do Carteiro Rural, Inspeção de Pavimentos, Otimização de Rotas, Programação Linear, Sistemas de Informação Geográfica (SIG)., en=Rural Postman Problem, Road Inspection Routing, Routing, Linear Programming, Geographical Information Systems (GIS).}

Julho 3, 2017, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Alexandre Bacelar Gonçalves

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Cristina Marta Castilho Pereira Santos Gomes

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar