Otimização Integrada da Programação de Trens e Planejamento da Circulação de Material Rodante com um Modo de Composição de Trem Flexível: Um Método de Otimização Robusta Baseado em Cenários

Com o rápido crescimento da demanda de passageiros, o desequilíbrio entre a capacidade de transporte e o fluxo de passageiros tornou-se cada vez mais grave. Estudos existentes raramente consideram os impactos induzidos pela incerteza da demanda de passageiros sob um modo de composição de trem flexível. Para abordar essa questão, este estudo investiga a otimização integrada da programação de trens e do planejamento da circulação de material rodante sob um modo de composição de trem flexível. O objetivo é minimizar o número de passageiros deixados para trás e os custos operacionais. Um arcabouço de otimização robusta baseado em cenários é introduzido, e um objetivo de risco médio é formulado combinando o valor esperado do objetivo com o desvio absoluto esperado do valor do objetivo de cada cenário em relação à expectativa. Utilizando técnicas de linearização, o modelo é transformado em um problema de programação inteira mista (MIP), que equilibra o custo operacional e a robustez enquanto satisfaz os requisitos de segurança e nível de serviço. O modelo é validado por meio de um estudo de caso na Linha 16 do Metrô de Xangai. Resultados experimentais numéricos indicam que, em um único cenário, comparado com o esquema de composição fixa de trem, o esquema proposto reduz o valor da função objetivo em 28,3%. Simultaneamente, pode aumentar a robustez da programação de trem e do plano de circulação do material rodante sob condições de demandas incertas de passageiros. As descobertas relacionadas fornecem suporte à decisão para o design de planos operacionais de trânsito ferroviário urbano.