Planejando o uso de helicópteros para distribuição de suprimentos em operações de resposta a desastres súbitos

Xavier, Iran Rosa; Bandeira, Renata Albergaria de Mello; Silva, Leandro de Oliveira; Bandeira, Adriano de Paula Fontainhas; Campos, Vânia Barcellos Gouvêa

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Brasil

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ORIGINAL ARTICLE • Gest. Prod. 28 (1) • 2021 • https://doi.org/10.1590/1806-9649.2020v28e5000 copiar

Planejando o uso de helicópteros para distribuição de suprimentos em operações de resposta a desastres súbitos

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resumo:

Quando as áreas afetadas por um desatre são remotas ou de difícil acesso, ou quando outros meios de transporte não estão disponíveis, os helicópteros tornam-se os veículos mais adequados para chegar às vítimas, principalmente em casos de enchentes, deslizamentos de terra e terremotos. No entanto, o planejamento de operações de transporte aéreo no contexto de uma resposta a desastres é de grande complexidade, de modo que a pesquisa operacional tem aplicação significativa e potencial contribuição para a área. Nesse contexto, o presente artigo propõe um procedimento que otimiza o uso de helicópteros em operações de resposta a desastres de pequena e larga escala. O procedimento proposto minimiza o tempo total de operação e a mobilização de recursos aéreos durante a entrega da última milha em operações de socorro. O procedimento é aplicado em um cenário pós-desastre, tomando como base as características reais da operação de resposta às enchentes, ocorridas em 2011, na região serrana do estado do Rio de Janeiro, Brasil. Este artigo destaca um protocolo metodológico para revisão e estratificação dos periódicos para estudo e uma proposta deste trabalho com processos viáveis para auxiliar a tomada de decisão no processo de distribuição da cadeia de suprimentos humanitária por meio de helicópteros.

Palavras-chave:
Desastre; Planejamento de transporte; Helicópteros

Place (Date)	Disaster Subgroup (EM-DAT)	Affected population	Dead	Extension	Number of Heli Copters
Indian Ocean (12/26/2004)	Earthquake and Tsunamis	23,788,866	295,000	Cities and coastal areas of Indonesia, Sri Lanka, India, Malaysia and 10 other countries in the region	> 185
USA (08/29/2005)	Hurricane Katrina 4	500,000	1,833	Mississippi and Louisiana States	> 293
Pakistan (11/26/2008)	Earthquake	5,128,309	73,338	Northern Pakistan, Indian Kashmir and Frontier Province	> 129
Brazil (11/26/2008)	Floods and landslide	1,500,015	151	Municipalities of Itajaí, Ilhota, Gaspari, Luiz Alves and 5 other municipalities of the region	> 25
Haiti (01/12/2010)	Earthquake	3,700,000	222,570	Port au Prince, Leogan and Jacmel urban centers	> 150
Brazil (01/10/2011)	Floods and landslide	45,000	900	Mountainous Region of the State of Rio de Janeiro	> 30
Japan (03/11/2011)	Earthquake	368,820	19,846	Miyagi, Iwate, Ibaraki and Fukushima Municipalities	> 209

Indexes / Parameters	Description
K	available vehicles, where k = { 1, 2, m}
V	set of nodes that make up the network, where v = {0, 1, 2, n + 1}
THE	set of nodes that make up the arcs, where A = {(0,1), (1,1), ..., (i, j)}
no	representation of a node within the network
DEM_i	Required load demand in i, in [kg]
D_ij	linear distance between nodes i and j, in [km]
VEL	operating speed set for the vehicle in [km / h]
CAP	vehicle carrying capacity in [kg]
T_ij	travel time between iej, in [hours]
x_ij	decision variable; defined by 1 if vehicle k traverses the section between nodes i and j; or 0, otherwise.
S_i	length of service in attendance at i, where S ₀ = S _n +1 = 0
a_i	lower bound of demand point time window i, in [hours]
b_i	upper limit of time window of demand point i in [hours]
M_ij	constant required for linearization of the time window constraint
T LRF	aircraft loading and / or refueling time in [min]
TUL	aircraft unloading time in [min]
MTV	upper limit flight time on a route in [hours]
MJT	maximum daily workday allowed in [hours]
TM_Routes	average route time (transfer time plus load, unload and service times), or cycle time
_TotalDEM	total demand to be met

Service Points
P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8	P9	P10	P11	P12	P13
0	600	750	300	880	1600	2300	600	1500	300	900	1200	500
P14	P15	P16	P17	P18	P19	P20	P21	P22	P23	P24	P25	P26
400	1600	830	630	1100	600	500	700	650	300	400	200	700

Service Points
P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7	P8	P9	P10	P11	P12	P13
0	4	17	9	12	8	20	0	27	2	0	12	0
P14	P15	P16	P17	P18	P19	P20	P21	P22	P23	P24	P25	P26
3	16	0	2	30	20	0	16	2	5	0	10	7

Model	AS350 (1)	Bell Huey H1 (2)	UH-60 (3)	AS332 (4)	EC725 (5)
Number of vehicles available (un)	8	2	2	3	2
Cruising Speed (km/h)	235	205	280	260	260
Supply Load Capacity (kg)	400	1200	1525	2000	2400
Charging / Refueling Time (min)	15	20	30	30	30
Number of Passengers (un)	3	10	12	22	28
Fuel consumption	157	275	440	490	650
Logistic cost of flight time (US$)	884,21	2150	4700	7500	8600

Model	AS350 (1)	Bell Huey H1 (2)	UH-60 (3)	AS332 (4)	EC725 (5)
Total Mission Time (h)	48.42	22.02	17.59	16.20	15.17
Loading / Unloading Time (h)	25.14	11.17	11.17	10.06	9.14
Total flight hours (h)	23.29	10.85	6.42	6.15	6.03
Total number of itineraries (un)	54	19	13	11	11
Number of fully loaded itineraries (un)	39	5th	1	1	1
Average stops per itinerary (pcs)	3.07	3.53	4	4.36	4.36
Maximum stops per itinerary (pcs)	4	5	5	5	6
Minimum cycle time (min)	28.17	39.91	38.58	57.57	49.24
Average Cycle Time (min)	53.80	69.55	81.19	88.37	82.76
Maximum cycle time (min)	81.47	94.65	101.88	106.18	108.41
Minimum Route Occupancy Rate	50%	54.17%	38.89%	75%	54.55%
Average Route Occupancy Rate	93.1%	88.2%	85.94%	91.4%	83.09%
Maximum occupancy rate of itineraries	100%	100%	100%	100%	100%
Theoretical minimum number of aircraft (un.)	4	2	2	2	2
Total fuel consumption (kg)	3656	2984	2824	3012	3920
Mission Budget Total (US $)	20590	23329	30164	46098	51865

Model	AS350	Bell Huey H1	UH-60	AS332	EC725
Total Mission Time (h)	39.92	17.87	13.54	9.92	8.17
Loading / Unloading Time (h)	7.4	5.92	4.93	4.04	3.17
Total flight hours (h)	32.52	11.95	8.61	5.89	5
Total number of itineraries (un)	76	23	20	11	9
Number of fully loaded itineraries (un)	67	15	11	2	1
Average stops per itinerary (un)	3.05	3.3	3.4	3.91	4.22
Maximum stops per itinerary (un)	5	5	5	6	7
Minimum cycle time (min)	15.06	24.99	17.67	29.41	26.8
Average Cycle Time (min)	31.51	46.62	40.62	54.12	54.47
Maximum cycle time (min)	59.35	68.05	63.25	75.86	86
Minimum Route Occupancy Rate	66.67%	70%	33.33%	54.55%	42.86%
Average Route Occupancy Rate	97.3%	96.52%	93.5%	91.74%	88.1%
Maximum occupancy rate of itineraries	100%	100%	100%	100%	100%
Theoretical minimum number of aircraft (un)	4	2	2	1	1
Total fuel consumption (kg)	5105	3286	3786	2884	3249
Mission Budget Total (US $)	28752	25692	40443	44143	42995

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[1] Source: Costa et al. (2015)Costa, S. R. A., Bandeira, R. A. M., Campos, V. B. G., & Mello, L. C. B. B. (2015). Cadeia de suprimentos humanitária: uma análise dos processos de atuação em desastres naturais. Production, 25(4), 876-893. http://dx.doi.org/10.1590/0103-6513.147513.
http://dx.doi.org/10.1590/0103-6513.1475... .