Support staff pick-up and drop-off in a carsharing system

Abstract

Os sistemas de carsharing estão-se a tornar cada vez mais uma forma de viajar em áreas urbanas. Existem diferentes tipos de sistema de carsharing, sendo que os sistemas one-way permitem que o utilizador use um veículo de uma área de estacionamento e o entregue noutra, não sendo obrigatório o retorno do veículo à sua área de estacionamento de origem. Esta situação cria um desequilíbrio em que algumas áreas têm demasiados veículos e outras nenhum. Para reequilibrar o sistema são necessários serviços de relocalização que podem ser desempenhados por membros de equipas de operações de apoio, que conduzirão os veículos de uma estação para a outra. Um veículo de distribuição é usado para levar os membros da equipa de apoio até à área onde um veículo do sistema irá ser relocalizado, limpo ou será feita a sua manutenção, e no fim dos serviços de apoio recolherá os membros da equipa e irá levá-los de volta para o depósito de apoio. Esta situação constitui um Problema de Roteirização de Veículos com Recolha e Distribuição Simultânea (VRPSPD). Esta dissertação introduz um modelo de um VRPSPD aplicado a equipas de apoio num sistema de carsharing, minimizando a distância percorrida pelos veículos enquanto recolhem e distribuem membros das equipas de apoio, assegurando-se que a capacidade do veículo não é excedida. O modelo é desenvolvido, constatando-se que para uma área de 12,25 km2 com 40 áreas de estacionamento e 15 dessas áreas com procura, uma solução de 3 veículos com capacidade para 8 trabalhadores cada constitui uma solução eficaz para um período, considerando uma velocidade média urbana de 30km/h. Algumas alterações ao modelo são introduzidas para averiguar o funcionamento de um sistema ao longo de um dia de trabalho. Foi levada a cabo uma análise de sensibilidade relativa aos efeitos de diferentes parâmetros na eficácia do sistema de apoio ao carsharing ao longo dia

Carsharing systems are becoming a new way of traveling in urban areas. Different systems exist and, allowing one-way trips is one of these systems. One-way carsharing systems allow the user to pick a vehicle from one parking area and leave the vehicle in another area, not being obliged to return the vehicle to the original parking area. This situation creates an imbalanced situation where some areas have a lot of vehicles and others have no vehicles. To balance the system relocation operations are required and those relocations can be held by support staff members that will drive vehicles back and forth from station to station. A truck is used to take the staff members to the areas where they will pick-up the vehicle and in the end of the relocation operations take them back to a support operations depot. This situation constitutes a vehicle routing problem with simultaneous pickup and delivery. This dissertation will introduce a model of the vehicle routing problem with simultaneous pickup and delivery applied to picking up and dropping off support operations staff members of a carsharing system. It will minimize the travel distance for the vehicles picking up and collecting the support operations staff members, ensuring the vehicle’s capacity is not exceeded while performing such operations. The model was developed and it was possible to determine that for an area of 12.25 square kilometers with 40 parking areas and 15 of those sites having nonnegative demand, a three vehicle with capacity for 8 workers each solution constitutes an effective solution for a random period of the workday, considering an urban average speed of 30km/h. Some changes were introduced to study how a system would operate throughout a workday. A sensitivity analysis regarding the effects of different variables in the effectiveness of the carsharing system throughout the day was conducted