tese 3,3 mb

Optimizao de Rotas de Transporte de Doentes Programados:

O Caso da Cruz Vermelha Portuguesa Amadora Sintra

Marta dArbus Moreira Rodrigues Loureiro

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia e Gesto Industrial

Jri Presidente: Accio Manuel de Oliveira Porta Nova

Orientadora: Maria Isabel Azevedo Rodrigues Gomes

Co-Orientadora: Ana Paula Ferreira Dias Barbosa Pvoa

Vogais: Ana Isabel Cerqueira de Sousa Gouveia Carvalho

Miguel Fragoso Constantino

Outubro 2010

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Agradecimentos

Professora Isabel Salema, orientadora desta tese, pela sua exemplar orientao e

disponibilidade ao longo de todo o trabalho, e em especial, na fase da implementao do

modelo matemtico em GAMS.

Professora Ana Pvoa, co-orientadora desta tese, pela sua orientao e apoio desde a fase

inicial, e pela sua disponibilidade e preocupao at ao fim desta dissertao.

Ao Eng. Manuel Norton, director logstico do Banco Alimentar Contra a Fome, pela sua

simpatia, pelo seu tempo e pela informao extremamente til e enriquecedora.

Dr. Isabel Jonet, directora do Banco Alimentar Contra a Fome, pela sua disponibilidade e

vontade de ajudar.

Ao Comandante Armando Batista, meu orientador na Cruz Vermelha Portuguesa, por fornecer

toda a informao indispensvel realizao deste trabalho. E ao Fernando Dias, chefe da

equipa de socorro e de transporte, da unidade de socorro da delegao da CVP da Amadora

Sintra, pela sua incansvel disposio para ajudar na fase mais complicada da recolha de

dados.

Ao meu av Eduardo Arbus Moreira, sem o qual esta dissertao no seria possvel, pelos

seus contactos e pelo seu interesse e disponibilidade inesgotvel.

minha av Christa Arbus Moreira, pela sua motivao, apoio e ajuda preciosa nas

tradues.

Ao Andr e aos meus pais, pela compreenso e apoio, especialmente em alguns momentos de

menor motivao.

Obrigada!

ii

Resumo

As organizaes no governamentais, como o caso da Cruz Vermelha Portuguesa, objecto

de estudo desta dissertao, ainda tm bastante dificuldade em mobilizar recursos para as

suas actividades. Desta forma, uma gesto eficaz dos recursos pode ser essencial para o

correcto funcionamento das suas actividades.

Este trabalho surge com principal intuito de propor uma melhoria nos processos de

identificao de rotas para os doentes programados da delegao de Amadora Sintra da

Cruz Vermelha Portuguesa (CVP), para que seja possvel atender um maior nmero de

pedidos de transporte com os recursos actualmente disponveis. Os doentes programados so

utentes com horrios muito pouco flexveis e que necessitam de transporte (de e para o

tratamento) com periodicidade regular.

Aps a recolha dos dados necessrios definio deste problema, foi definido um modelo

matemtico baseado no Dial-a-Ride Problem (DARP) que uma variante do Problema de

Planeamento de Rotas de Veculos ou Vehicle Routing Problem (VRP). Neste modelo, o

transporte pode ser partilhado por mais de um utente, desde que seja respeitada a capacidade

mxima da ambulncia de transporte, assim como as restries temporais de cada utente

impostas pela respectiva entidade de tratamento.

Foram analisados quatro dias de trabalho distintos e representativos da operao da CVP.

Com esta anlise, pode-se concluir que o modelo implementado permite CVP obter rotas que

minimizam os custos logsticos e, simultaneamente, melhoram a qualidade do servio prestado,

quando comparadas com as actuais rotas praticadas por esta ONG.

Palavras-chave: Problema de Planeamento de Rotas, Logstica Humanitria, Optimizao,

Transporte Partilhado, Janelas Temporais.

iii

Abstract

Non-governmental organizations such as the Portuguese Red Cross (PRC), the study-object of

the present work, still find it difficult to mobilize resources for their own activities. Therefore,

effective management of the resources may be essential for proper functioning of its activities.

This work aims mainly to propose an improvement on route identification processes for

scheduled patients of the PRC Amadora - Sintra branch, allowing them to accept and meet a

higher number of transport requests using the resources currently available. These scheduled

patients are patients with fairly inflexible schedules who need transport (to and from the

treatment) on a regular periodic basis.

After gathering the data required to define this problem, a mathematical model was produced

based on the Dial-a-Ride Problem (DARP), which is a variant of the Vehicle Routing Problem

(VRP). According to this model, transport can be shared by more than one user, as long as the

maximum capacity of the ambulance transport and the time restrictions established by the

treatment entity for each user are respected.

Four distinct and representative working-days of the PRC operations were analyzed. With this

analysis, we can conclude that the model implemented allows the PRC to obtain routes that

minimize logistic costs and simultaneously improve the quality of the service rendered, in

comparison with the current routes developed by this non-governmental organization.

Keywords: Vehicle Routing Problem, Humanitarian Logistics, Scheduled Patients,

Optimization, Shared Transport, Time Windows.

iv

ndice

Captulo 1 Introduo ............................................................................................................. 1

1.1. Caracterizao do caso de estudo Motivao ......................................................... 1

1.2. Estrutura da dissertao ............................................................................................ 3

Captulo 2 O problema da Cruz Vermelha Portuguesa Amadora - Sintra ................................ 4

2.1. Cruz Vermelha Portuguesa ........................................................................................ 4

2.2. Veculos de transporte ............................................................................................... 6

2.3. Entidades com acordos.............................................................................................. 7

2.4. Descrio da operao .............................................................................................. 9

Captulo 3 Reviso bibliogrfica: Logstica Humanitria e Planeamento de Rotas ................. 11

3.1. Logstica Humanitria .............................................................................................. 11

3.1.1. Exemplos de centros logsticos internacionais ................................................ 20

3.1.2. Exemplos de organizaes humanitrias portuguesas .................................... 21

3.1.2.1. Banco Alimentar Contra a Fome ..................................................................... 21

3.1.2.2. Assistncia Mdica Internacional - AMI ........................................................... 22

3.1.2.3. Cruz Vermelha Portuguesa - CVP .................................................................. 23

3.1.3. A Logstica Humanitria do dia a dia ............................................................... 23

3.2. Planeamento de Rotas (Vehicle Routing Problem, VRP) .......................................... 24

3.2.1. Diferentes tipos de VRP ................................................................................. 25

3.2.1.1. Capacitate Vehicle Routing Problem (CVRP) .................................................. 26

3.2.1.2. Vehicle Routing Problem Time Window (VRPTW) .......................................... 26

3.2.1.3. Vehicle Routing Problem with Pick-Up and Delivering (VRPPD) ...................... 27

3.2.1.4. Dynamic Vehicle Routing Problem (DVRP) ..................................................... 27

3.2.1.5. Split Delivery Vehicle Routing Problem (VRPSD) ............................................ 29

3.2.1.6. Dial-a-Ride Problem ....................................................................................... 29

Captulo 4 Definio do Modelo Matemtico ......................................................................... 32

4.1. Metodologia de desenvolvimento ............................................................................. 32

4.2. Recolha de Dados ................................................................................................... 33

4.3. O Modelo ................................................................................................................. 37

4.3.1. Formulao Matemtica ................................................................................. 37

4.3.2. Validao e Modificao do Modelo ................................................................ 42

4.3.3. Aplicao ....................................................................................................... 49

4.4. Concluso ............................................................................................................... 50

Captulo 5 Resoluo do Caso de Estudo ............................................................................ 51

5.1. Dia 1 ........................................................................................................................ 51

5.2. Dia 2 .......................................................................................................