Problema do roteamento de veículos com seleção de postos de abastecimento

Abstract

Motivados pela greve dos caminhoneiros em 2018 e aumento do preço dos combustíveis no Brasil, bem como pelo aumento da disparidade de preços entre os postos de combustível, este trabalho propõe uma variação do problema de roteamento de veículos que inclui a seleção de postos de abastecimento. É proposta uma modelagem matemática que busca reduzir os custos de transporte por meio da escolha das rotas, postos de combustível e quantidade que deve ser abastecida em cada posto para minimizar o gasto total com combustível. A modelagem leva em consideração a posição dos postos de combustível, bem como o valor do combustível e a capacidade dos veículos de armazenar e consumir combustível. Além desta modelagem de programação linear inteira mista, também são propostas técnicas heurísticas para melhorar a qualidade das soluções obtidas quando há um limite curto de tempo. Em seguida, estratégias baseadas na técnica de geração de colunas são analisadas para acelerar o processo de cálculo dos resultados. Por fim, o trabalho retrata de forma detalhada a criação das instâncias e experimentos computacionais realizados para analisar e comparar as diferentes técnicas propostas. Palavras-chave: Problema do Roteamento de Veículos. Preço do Combustível. Modelo Matemático. Geração de Colunas.

Motivated by the 2018 truck drivers’ strike and the steady increase in fuel prices in Brazil, as well as the increase in the price disparity between fuel stations, this paper proposes a variation of the vehicle routing problem that includes the selection of fuel stations. We propose a mathematical model that seeks to reduce transport costs by choosing the routes, fuel stations and and quantity that must be supplied in order to minimize the total fuel expense. The new modeling takes into account the position of fuel stations as well as the fuel value. Another factor to consider is the ability of vehicles to store and consume fuel. In addition to this mixed integer linear programming modeling, heuristic techniques are also proposed to improve the quality of the solutions obtained when there is a short time limit. Then, strategies based on the column generation technique are analyzed to speed up the results calculation process. Finally, the work portrays in detail the creation of instances and computational experiments carried out to analyze and compare the different proposed techniques. Palavras-chave: Vehicle Routing Problem. Fuel Price. Mathematical Model. Column Generation