Crew planning optimization with fairness goals

Questa tesi affronta un problema di Crew Planning nel settore ferroviario, concentrandosi in particolare sulla fase di Crew Scheduling, che consiste nella costruzione di turni di servizio ammissibili nel rispetto dei vincoli operativi e dei criteri di equità. Il problema è modellato come un Set Covering Problem, in cui i turni rappresentano sequenze di compiti che soddisfano vincoli temporali, spaziali e legislativi. Un aspetto centrale del lavoro è l’introduzione di un vincolo di fairness, inteso come la distribuzione equilibrata delle attività tra i turni: in particolare, ogni duty deve contenere un numero di tasks compreso tra un minimo e un massimo prefissato, e la differenza nel carico di lavoro tra i turni deve essere ridotta il più possibile., al fine di garantire una distribuzione equilibrata del carico di lavoro tra i membri dell’equipaggio. A causa dell’elevato numero di possibili compiti, è stato sviluppato un framework basato su Column Generation per risolvere in modo efficiente il problema. L’algoritmo proposto è implementato in Java e sfrutta un risolutore di ottimizzazione per trovare le soluzioni. Sono stati condotti numerosi esperimenti computazionali su istanze diverse, variando il numero minimo e massimo di attività per turno. I risultati evidenziano come l’approccio di Column Generation permetta di risolvere in modo efficiente il problema rilassato e di ottenere soluzioni intere di alta qualità entro i limiti temporali definiti. L’analisi complessiva mostra inoltre l’impatto dei vincoli di fairness sulla struttura dei turni, offrendo indicazioni su come tali requisiti influenzino il processo di Crew Scheduling.