Diseño de una heurística para establecer la programación de buses con el fin de satisfacer la demanda esperada

Abstract

El presente proyecto es producto de un arduo trabajo de investigación y análisis sobre los problemas que presenta el sistema de transporte público en Colombia. Este sector refleja grandes deficiencias que afectan de forma directa a los usuarios, conductores, la circulación de demás vehículos, entidades reguladoras y de forma global al área donde este funcione. El desarrollo de la operación del sistema es subóptimo y los procesos conjuntos de planeación y monitoreo son ineficientes y en ciertos casos nulos.

Para alcanzar una buena operación del servicio debe tenerse en cuenta un factor primordial, el cual hace referencia a la adecuada programación de este, específicamente la generación de horarios de salidas que deben asignarse a los buses del sistema de transporte; esto con el fin de suplir la demanda de pasajeros, maximizar las ganancias de la empresa y a su vez minimizar los costos asociados a la operación.

Se propone resolver esta problemática mediante la construcción de una heurística que logre una adecuada programación de buses atendiendo a las restricciones del sistema. La formulación propuesta permite dar solución al problema en tiempos computacionalmente razonables. Adicionalmente, el diseño incluye el cálculo de parámetros óptimos, que generan un alto impacto a nivel global, económico y ambiental. La validación del modelo se llevó a cabo en instancias reales en una empresa de transporte público del departamento del Atlántico. Los resultados obtenidos muestran mejoras significativas en los itinerarios generados, se logró una sincronización en las salidas de acuerdo con el tipo de día para satisfacer de forma más precisa la demanda de usuarios, todo esto basado en el tamaño de flota óptimo, el cual se redujo en un 20%. Además, se obtuvo un incremento del 26,5% en las utilidades brutas de la empresa prestadora del servicio y una reducción del 21,5% de las emisiones de CO2 contribuyendo así a un menor impacto en el medio ambiente.

The present project is a product of hard work of investigation and analysis about problems that arise in Colombia´s public transport system. This sector reflects big deficiencies that directly affect users, drivers, circulation of other vehicles, regulatory entities, and globally, the area where it works. System operation development is suboptimal, besides joint planning and monitoring processes are inefficient and almost nil in some cases.

To reach a satisfactory operation of the service, it must be considered an overriding factor which is the proper programming of the above, specifically, the generation of departure times to be assigned to the buses of the transport system to supply passengers demand, maximize earnings and minimize costs associate to operation. It is proposed to solve this problem by the construction of a heuristic that achieves adequate programming of buses, attending to the system restrictions. The proposed formulation allows giving a solution to the problem in computationally reasonable times. Additionally, the design includes the calculation of optimal parameters that generate high impact globally, economically, and environmentally. The validation of the model was performed under real circumstances in a public transport company in the Atlantic department. The obtained results show significant improvements in the generated itineraries. A synchronization in departures was accomplished according to the type of day for satisfying more precisely users demand, all of this based in the optimal fleet size, which was decreased by 20%, also a considerable 26,5% increase in gross profits was obtained from the service provider company and a 21,5% reduction of CO2 emissions, contributing to a minor environmental impact.