Revista Ferroviária Edição de Maio/Junho 2018

nota técnica
Alocação ótima de pátios ferroviários: uma
abordagem utilizando otimização via simulação
Carlos Henrique Fernandes de Faria; Allan Messeder Caldas Bretas; Alexandre Alves Andrade
Supervisão de Pesquisa Operacional – Gerência de Planejamento da Capacidade,
VLI multimodal S.A.
Resumo
Este artigo apresenta o desenvolvimento e a implementação de uma abordagem utilizando
simulação e otimização como uma ferramenta para a tomada de decisão no nível estratégico
de um grande corredor ferroviário de carga geral, operado pela VLI S.A. (Valor da Logística
Integrada). O objetivo foi determinar o desenho de uma linha singela de aproximadamente 700
km no sudeste do Brasil, através da definição do número e da posição de novos pátios ferroviários
de cruzamentos necessários para atender o volume plurianual projetado. A fim de minimizar o
custo total, essa ferramenta verificou o trade off entre o nível de investimento demandado para a
construção destes pátios e o impacto financeiro gerado pelo atraso médio dos trens em circulação.
Os resultados destacam a flexibilidade do modelo de linha singela proposto, apresentando um
bom desempenho computacional com factibilidade para a aplicação prática. A ferramenta de
Simulação via otimização foi previamente verificada e validada com dados reais, apresentando um
erro inferior a 5% nos resultados.
Palavras-chave: otimização de localização, simulação a eventos discretos, simulação-otimização,
planejamento de longo prazo, cadeia de suprimento.
1. INTRODUÇÃO
Devido ao seu custo de capital muito elevado, uma linha
férrea deve ser projetada da maneira mais econômica
possível e, ao mesmo tempo, ser capaz de atender à demanda
esperada. Claramente, este trade off evidencia uma
oportunidade de análise para apoiar as tomadas de decisões.
Para determinar a posição de um pátio ferroviário
de cruzamento, por exemplo, muitos aspectos devem ser
considerados para se atingir o objetivo. Ceciliano (2007),
Faria e Cruz (2017) enfatizam que no exercício do planejamento
dos pátios de cruzamento, geralmente existem
diversos fatores que os operadores ferroviários devem
considerar. Uma das principais variáveis de interesse é a
estimativa do trem hora parado (THP) em um determinado
formato do sistema. No modelo de otimização via simulação
proposto neste estudo, o atraso é modelado como
um indicador de capacidade, uma vez que é a principal
limitação da capacidade de uma rede ferroviária e, portanto,
a capacidade não deve ser planejada sem levar em
conta a estimativa do atraso. Além disso, a inclusão do
variável custo (investimento) é também um fator chave. A
literatura tem inúmeros modelos que incluem tal variável.
No presente trabalho, o objetivo é planejar o transporte
do volume plurianual de uma linha singela no Brasil. Para
esta proposta, um modelo de otimização via simulação foi
desenvolvido para avaliar diversas variáveis da performance
operacional. Esta metodologia determina o desenho
de um corredor ferroviário, propondo a localização da
construção de novos pátios ferroviários de cruzamento. A
função objetivo é para minimizar o custo total considerando
a capacidade do sistema, o impacto financeiro gerado
pela média do trem hora parado (THP) e os investimentos
requeridos para construir os novos pátios de cruzamento.
Neste trabalho, uma otimização via simulação foi desenvolvida
para Ferrovia Centro Atlântica (FCA) para
auxiliar nas decisões de investimento. Cruzando um total
de 700 quilômetros de comprimento na região sudeste do
Brasil, a FCA possui uma linha singela que conecta três
terminais de carga geral no estado de Minas Gerais (Uberaba,
Araguari e Guará) ao terminal integrador portuário
Luiz Antônio Mesquita (TIPLAM) no estado de São Paulo,
Brasil.
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REVISTA FERROVIÁRIA | Maio/Junho DE 2018