Localización de paraderos de detención y diseño óptimo de rutas en el transporte de personal

A location-routing approach for personnel transportation

En este artículo abordamos un problema que consiste en la selección de paraderos de detención y elrespectivo diseño de rutas en los recorridos de buses que transportan personal desde el entorno de sushogares al lugar en que laboran. Proponemos un modelo de programación entera de localización y ruteocomo formulación matemática del problema en su conjunto. La formulación empleada permite alcanzaruna solución óptima del problema al resolver diversas instancias de tamaño pequeño y mediano del mismo.Sin embargo, ante instancias de gran tamaño se hace necesario el empleo de alguna estrategia alternativade resolución. Por ello se presenta igualmente un esquema jerárquico que resuelve el problema a travésde un modelo de localización por cobertura para la selección de paraderos, seguido de otro diferentepara el diseño de rutas, que asume como dada la ubicación de los puntos de detención. Este últimoconsidera igualmente el empleo de la heurística de Holmes y Parker en la resolución de las instancias demayor tamaño. Los resultados exhibidos permiten apreciar la calidad de las soluciones entregadas por laestrategia alternativa respecto de la solución óptima del modelo propuesto y la necesidad de contar conalternativas de resolución en problemas de gran tamaño.

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo empleamos herramientas propias de la investigación de operaciones para abordar de manera eficiente un problema de traslado de personal a su lugar de trabajo. El problema contempla la selección de las paradas de cada bus y la ruta que debe realizar para cumplir con las paradas programadas. La metodología adoptada consiste primeramente en la formulación de un modelo de programación entera que considera el problema de manera integral. El modelo de localización y ruteo propuesto permite determinar los paraderos de detención de entre un conjunto de potenciales alternativas y, simultáneamente, determinar las respectivas rutas para el recorrido de los buses necesarios en dicho traslado. Sin embargo, debido a la complejidad del modelo resultante, enseguida se detalla igualmente una estrategia alternativa que aborda el mismo de manera jerárquica, pues resulta natural su separación en dos subproblemas, uno de localización y otro de ruteo. Así, en este esquema jerárquico de resolución se considera un modelo de localización por cobertura seguido de un modelo de ruteo vehicular capacitado que asume como dados los paraderos seleccionados por el primero.

Cuando se diseña un sistema de transporte se deben tener en cuenta diversos aspectos. El primero de estos dice relación con el nivel de servicio que se espera dar a los usuarios (el personal de una faena minera en este trabajo) y, un segundo aspecto, relacionado con los objetivos económicos que se propone tomar en cuenta la empresa para esta planificación, comúnmente asociados con la minimización de los costos de transporte. Por otra parte, al abordar el problema mediante la formulación matemática de modelos de programación entera, se deben tener presente igualmente la naturaleza del modelo a utilizar, el tamaño resultante y su estrategia de resolución.