5. O MODELO MATEMÁTICO DE ANÁLISE DE PARÂMETROS
5.1 Resultados Esperados
Para que se obtenha a programação ideal de parada de trens, o algoritmo de análise de parâmetros desenvolvido como suporte à aplicação objeto deste trabalho deverá resultar na minimização da seleção de vagões para substituição e de composições para intervenção.
5.2 DESCRIÇÃO GERAL
O desenvolvimento do modelo matemático apresentado adiante está estruturado como se segue:
(a) Atributos de Trens e de Vagões: especifica os parâmetros de análise associados a trens e vagões;
(b) Critérios de Decisão: especifica as regras de decisão a serem tratadas no modelo; (c) Variáveis de Decisão: especifica as variáveis empregadas no modelo.
(d) Função Objetivo: especifica a expressão matemática a partir da qual se espera obter os resultados esperados;
(e) Restrições: são as expressões matemáticas que espelham os critérios de decisão a serem tratados pelo ao modelo.
5.3 ATRIBUTOS
São os coeficientes que mensuram cada uma das características técnica de trens ( ) e de
vagões ( ) que deverão ser consideradas na análise de conveniência e/ou necessidade de se
programar a parada de uma determinada composição para intervenção.
A TAB. a seguir define os atributos relacionados aos parâmetros de avaliação empregados no processo de decisão do modelo real de MCC utilizado neste trabalho para a seleção de trens para intervenção (Ver item 3.4), já organizados em ordem decrescente de relevância conforme a hierarquia das regras de decisão definidas no item Erro! Fonte de referência não encontrada. adiante.
TAB. 5.1 Atributos de Trens e Vagões Atributos de Trens Descrição Atributos de Vagões Descrição Ocorrência de Vagão Avariado Condição de Avariado
% de Vagão Isolado Restrição de
Isolamento
Pontuação Total Pontuação Total
5.4 CRITÉRIOS DE DECISÃO
São as restrições, isto é, as regras de decisão que deverão ser tratadas pelo modelo na programação da parada de uma determinada composição.
A TAB. adiante relaciona as regras de decisão associadas aos parâmetros de avaliação considerados no processo de decisão do modelo real de MCC utilizado neste trabalho, para a seleção de trens para intervenção (Ver item 3.4), já organizadas em ordem hierárquica decrescente, bem como as respectivas ações a serem tomadas.
TAB. 5.2 Critérios de Decisão
Critério Descrição Ação
1
(Ocorrência de Vagão Avariado)
Substituir vagões na condição de "Avariado".
2
(% de Vagão Isolado de referência)
Substituir vagões na condição de “Isolado”.
3
(Pontuação limite de
referência) Substituir vagões até que
.
5.5 VARIÁVEIS DE DECISÃO
Considerando como o i-ésimo trem do conjunto de trens a ser analisado, temos que:
Variáveis de Decisão: = j-ésimo vagão de ;
Tipo de Variável : binária => ;
Atribuições de valor : é ignorada;
é selecionada para manutenção.
5.6 FUNÇÃO OBJETIVO
Considerando os resultados esperados, atributos, critérios e variáveis de decisão acima definidos, a Função Objetivo toma a seguinte forma:
5.7 RESTRIÇÕES
São as expressões matemáticas, inequações, que espelham as restrições e/ou limitações a serem tratadas no modelo.
5.7.1 PREMISSAS
Os trens estão organizados em ordem crescente de chegada ao pátio de oficinas;
As variáveis de decisão estão organizadas em ordem decrescente dos valores de seus respectivos atributos , isto é, da pontuação total dos vagões de cada
trem .
5.7.2 CRITÉRIO 1: OCORRÊNCIA DE VAGÃO AVARIADO
A condição de “Vagão Avariado” é estabelecida pela atribuição de valores binários a , isto é, , para vagões na condição de “Avariado” e , demais casos.
Como esse critério força a seleção dos vagões se , as inequações necessárias ao atendimento dessa condição, uma para cada , tomam a seguinte forma:
, onde: EQ. 5.2
5.7.3 CRITÉRIO 2: TREM COM O ATRIBUTO a(t2) > %IR
A identificação dos vagões a serem selecionados é estabelecida pela atribuição de valores binários a , isto é, , para vagões na condição de “Isolado” e , demais casos.
Como esse critério força a seleção dos vagões se , as inequações necessárias
ao atendimento dessa condição, uma para cada , tomam a seguinte forma:
, onde:
EQ. 5.3
= valor de , referente ao vagão .
5.7.4 CRITÉRIO 3: TREM COM O ATRIBUTO a(t3) > PR
Neste caso, é necessário combinar o atendimento simultâneo às seguintes condições: (a) substituir os vagões com pontuação > 0 até que ; e
(b) dentre os vagões com pontuação > 0, selecionar aqueles com maior pontuação. Para atendimento à condição (a), as inequações, uma para cada , tomam a seguinte forma:
, onde: EQ. 5.4
= pontuação total do vagão ;
= pontuação total da trem ; = pontuação limite de referência;
Para atendimento da condição (b) é necessária de introdução de um fator que anule conflitos com as inequações (2) e (3). Dessa forma, considerando a ordenação decrescente dos valores de , as inequações tomam a seguinte forma, uma para cada par , :
, onde: EQ. 5.5
= pontuação total do vagão ;
= pontuação total do vagão ;
= valor do atributo referente ao vagão .
= valor do atributo referente ao vagão .
5.7.5 DISPONIBILIDADE DE VAGÕES
Neste caso, a quantidade máxima de vagões selecionados por quaisquer critérios deve ser limitada à quantidade de vagões disponíveis para substituição (pulmão) no pátio em foco. Como decorrência, a inequação para atendimento desta condição toma a seguinte forma:
, onde: EQ. 5.6
= quantidade de vagões disponíveis para substituição (pulmão) no pátio.
Caso a demanda máxima esperada de vagões seja > , as inequações EQ 5.4 devem ser anuladas, em ordem decrescente do horário de chegada das composições, fazendo-se os respectivos termos , até que a inequação EQ. 5.6 seja satisfeita.