Analysis of heuristic algorithms for rich vehicle routing problems

O Problema de Roteamento de Veículos (VRP, em inglês) foi proposto por Dantzig e Ramser em 1959 e, desde então, um grande número de artigos foi dedicado à solução de suas variantes. O problema original consiste em determinar rotas otimais que serão usadas por veículos de capacidade limitada para servirem a um conjunto de clientes. Neste trabalho focamos o estudo e a implementação dos modelos chamados de "ricos" na literatura, os quais englobam variantes complexas do VRP e conseguem representar situações mais próximas dos problemas logísticos encontrados em sistemas de distribuição reais. A principal motivação para esta pesquisa é uma aplicação prática referente ao problema de roteamento dos ônibus fretados pela UNICAMP para o transporte de seus funcionários, que se caracteriza como um modelo rico. O objetivo final é a otimização de tal processo através da minimização da distância total percorrida ou do número de veículos empregados, com a consequente redução dos gastos incorridos pela Universidade. Portanto, além do seu aspecto científico, esta dissertação produz resultados com chances reais de trazer benefícios à administração de uma instituição pública de ensino. Para que isto venha a ocorrer, as heurísticas desenvolvidas foram inseridas em um sistema de informações geográficas, que será usado pela universidade no processo de criação e otimização das rotas a serem licitadas publicamenteThe Vehicle Routing Problem (VRP) was first proposed by Dantzig and Ramser in 1959 and, since then, a large number of papers has been devoted to the solution of its variants. The original problem consists in determining an optimal set of routes to be used by vehicles of limited capacity that serve a set of customers. In this paper we focus on the study and implementation of models called "rich" in the literature, which include complex variants of the VRP that represent situations closer to the logistical problems encountered in real distribution systems. The main motivation for this research is a practical problem concerning the routing of buses chartered by UNICAMP for transporting a part of its employees, which is characterized as a rich model. The goal is to optimize this process by minimizing the total travel distance or the number of vehicles used, with a consequent reduction of the expenses incurred by the University. Therefore, in addition to its scientific aspect, this dissertation gives results with real chances to benefit the administration of a public university. For this to happen, the heuristics developed were entered into a geographic information system, which will be used by the university in the process of creation and optimization of routes to be publicly auctione