Reorganiza dados e adiciona modelo OAMRP
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188
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188
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@@ -0,0 +1,188 @@
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AIRCRAFT ROUTING - ESQUADRAO ARARA (Transporte C-95/C-105)
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Modelo MIP compacto que ATRIBUI aeronaves a missoes de transporte,
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maximizando o numero (ponderado por prioridade) de missoes cumpridas,
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respeitando:
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- rota viavel (continuidade espacial e temporal por aeronave)
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- turnaround minimo entre missoes
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- limite de horas de celula ate a proxima inspecao (LRT)
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- base inicial e horas acumuladas reais de cada aeronave
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Diferenca chave vs. modelo civil (Bazargan): aqui a cobertura e' "<= 1"
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(missao OPCIONAL, selecionada se compensar) e nao "= 1". O objetivo e'
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prontidao/cumprimento de missao, nao custo.
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Solver: CBC (vem junto com o PuLP, zero instalacao). Para instancias
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maiores troque por HiGHS (ver nota no fim do arquivo).
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Autor: gerado como ponto de partida. pt-BR nos comentarios, codigo limpo.
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import pulp
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# 1) DADOS DE ENTRADA (substitua pelos dados reais do ARARA)
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# Bases (codigos curtos ficticios). 'S' marca bases HABILITADAS a inspecao.
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# Na FAB o conjunto de bases habilitadas e' restrito -> isso aperta o routing.
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BASES_INSPECAO = {"BR", "GL"} # ex.: Brasilia (hub do esq.) e Galeao
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TURNAROUND_MIN_H = 1.0 # tempo minimo em solo entre 2 missoes (h)
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LIMITE_HORAS_F = 100.0 # horas de celula ate inspecao obrigatoria
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# (AJUSTE ao intervalo real da sua frota)
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# ----- Aeronaves (tail number, base inicial, horas acumuladas desde a ult. insp.)
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# 'horas_acum' = f_k. LRT inicial de cada aeronave = LIMITE_HORAS_F - f_k.
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AERONAVES = [
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# id base horas_acum
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("FAB-2301", "BR", 12.0),
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("FAB-2302", "BR", 71.0), # ja gastou muito -> pouco LRT disponivel
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("FAB-2303", "GL", 30.0),
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("FAB-2304", "BR", 95.0), # quase no limite -> mal consegue voar
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]
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# ----- Missoes de transporte: (id, origem, destino, partida_h, chegada_h, prioridade)
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# partida/chegada em horas decimais dentro do horizonte (ex.: 0..72 = 3 dias).
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# prioridade: peso da missao (missao critica pesa mais).
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MISSOES = [
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# id orig dest part cheg prio
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("M01", "BR", "MN", 6.0, 10.0, 5), # logistica Amazonia (alta prio)
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("M02", "MN", "BR", 12.0, 16.0, 5),
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("M03", "BR", "RF", 7.0, 10.0, 3),
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("M04", "RF", "BR", 11.5, 14.5, 3),
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("M05", "BR", "CG", 8.0, 10.0, 2),
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("M06", "CG", "BR", 11.0, 13.0, 2),
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("M07", "GL", "BR", 6.5, 8.0, 4),
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("M08", "BR", "BE", 9.0, 12.5, 4), # Belem
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("M09", "BE", "BR", 14.0, 17.5, 4),
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("M10", "BR", "GL", 15.0, 16.5, 1),
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("M11", "BR", "MN", 30.0, 34.0, 5), # dia 2
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("M12", "MN", "BR", 36.0, 40.0, 5),
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]
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# ===========================================================================
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# 2) PRE-PROCESSAMENTO (gera conexoes viaveis)
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miss = {m[0]: dict(orig=m[1], dest=m[2], part=m[3], cheg=m[4], prio=m[5],
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dur=m[4] - m[3]) for m in MISSOES}
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acft = {a[0]: dict(base=a[1], f=a[2]) for a in AERONAVES}
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IDS = list(miss.keys())
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KS = list(acft.keys())
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# Conexao i->j valida: destino de i == origem de j e ha turnaround suficiente
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conex = [(i, j) for i in IDS for j in IDS
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if i != j
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and miss[i]["dest"] == miss[j]["orig"]
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and miss[j]["part"] >= miss[i]["cheg"] + TURNAROUND_MIN_H]
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# Aeronave k pode INICIAR pela missao i se i parte da base inicial de k
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def pode_iniciar(k, i):
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return miss[i]["orig"] == acft[k]["base"]
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# 3) MODELO MIP
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mdl = pulp.LpProblem("ARARA_Aircraft_Routing", pulp.LpMaximize)
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# --- Variaveis
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x = {(k, i): pulp.LpVariable(f"x_{k}_{i}", cat="Binary") for k in KS for i in IDS}
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s = {(k, i): pulp.LpVariable(f"s_{k}_{i}", cat="Binary") # k inicia por i
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for k in KS for i in IDS if pode_iniciar(k, i)}
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c = {(k, i, j): pulp.LpVariable(f"c_{k}_{i}_{j}", cat="Binary") # k voa i depois j
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for k in KS for (i, j) in conex}
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z = {i: pulp.LpVariable(f"z_{i}", cat="Binary") for i in IDS} # missao coberta
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# --- Objetivo: maximizar prioridade total das missoes cumpridas
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mdl += pulp.lpSum(miss[i]["prio"] * z[i] for i in IDS), "Missoes_cumpridas_ponderadas"
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# --- (R1) Cobertura: cada missao por NO MAXIMO uma aeronave
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for i in IDS:
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mdl += z[i] == pulp.lpSum(x[(k, i)] for k in KS), f"def_z_{i}"
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# z[i] ja e' binaria, entao automaticamente <= 1
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# --- (R2) Fluxo de entrada: se k voa i, ele iniciou por i OU chegou de outra missao
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for k in KS:
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for i in IDS:
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entradas = pulp.lpSum(c[(k, jj, i)] for (jj, ii) in conex if ii == i)
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ini = s[(k, i)] if (k, i) in s else 0
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mdl += ini + entradas == x[(k, i)], f"in_{k}_{i}"
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# --- (R3) Fluxo de saida: depois de i, k segue para no max uma proxima missao
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for k in KS:
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for i in IDS:
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saidas = pulp.lpSum(c[(k, i, jj)] for (ii, jj) in conex if ii == i)
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mdl += saidas <= x[(k, i)], f"out_{k}_{i}"
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# --- (R4) Cada aeronave inicia no maximo uma rota
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for k in KS:
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inis = [s[(k, i)] for i in IDS if (k, i) in s]
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if inis:
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mdl += pulp.lpSum(inis) <= 1, f"start_{k}"
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# --- (R5) Limite de horas de celula (LRT): total voado por k <= F - f_k
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# Esta e' a restricao CENTRAL de manutencao (versao "orcamento de horas").
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# -> A inspecao com RESET de horas em base habilitada e' a extensao da Fase 3.
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for k in KS:
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mdl += pulp.lpSum(miss[i]["dur"] * x[(k, i)] for i in IDS) <= \
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LIMITE_HORAS_F - acft[k]["f"], f"horas_{k}"
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# 4) RESOLVER
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solver = pulp.PULP_CBC_CMD(msg=False) # troque por HiGHS se instalado
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mdl.solve(solver)
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# 5) RELATORIO
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print("=" * 70)
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print(f" STATUS: {pulp.LpStatus[mdl.status]}")
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prio_tot = sum(miss[i]["prio"] for i in IDS)
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prio_obt = int(pulp.value(mdl.objective))
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cob = [i for i in IDS if z[i].value() and z[i].value() > 0.5]
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print(f" Missoes cumpridas: {len(cob)}/{len(IDS)} "
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f"| Prioridade obtida: {prio_obt}/{prio_tot}")
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print("=" * 70)
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def rota_da_aeronave(k):
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"""Reconstroi a sequencia de missoes da aeronave k seguindo as conexoes."""
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inicio = [i for i in IDS if (k, i) in s and s[(k, i)].value() and s[(k, i)].value() > 0.5]
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if not inicio:
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return []
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seq = [inicio[0]]
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while True:
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atual = seq[-1]
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prox = [j for (ii, jj) in conex if ii == atual
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for j in [jj] if c[(k, atual, j)].value() and c[(k, atual, j)].value() > 0.5]
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if not prox:
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break
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seq.append(prox[0])
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return seq
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for k in KS:
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seq = rota_da_aeronave(k)
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horas = sum(miss[i]["dur"] for i in seq)
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lrt_ini = LIMITE_HORAS_F - acft[k]["f"]
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if seq:
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trechos = " -> ".join(
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f"{i}({miss[i]['orig']}-{miss[i]['dest']} {miss[i]['part']:g}h)" for i in seq)
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print(f"\n {k} [base {acft[k]['base']}, f={acft[k]['f']:g}h, LRT={lrt_ini:g}h]")
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print(f" {trechos}")
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print(f" horas voadas: {horas:g}h | LRT restante: {lrt_ini - horas:g}h")
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else:
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print(f"\n {k} [base {acft[k]['base']}, LRT={lrt_ini:g}h] -> sem missoes")
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descobertas = [i for i in IDS if i not in cob]
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if descobertas:
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print("\n " + "-" * 60)
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print(" Missoes NAO cumpridas:",
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", ".join(f"{i}(prio {miss[i]['prio']})" for i in descobertas))
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# NOTA - usar HiGHS (recomendado p/ instancias maiores, sem licenca):
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# pip install highspy
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# solver = pulp.HiGHS(msg=False) # PuLP 3.x expoe HiGHS nativo
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