Boston cortou 50 ônibus escolares, economizando US$ 5 milhões por ano, ao resolver rotas e horários de início em conjunto

Manter uma frota de ônibus é um custo importante para os distritos escolares dos Estados Unidos, e muitos escalonam os horários de início para reutilizar ônibus entre escolas. Mas essa reatribuição é feita manualmente, e os horários de início antecipados do ensino médio que resultam disso prejudicam a saúde dos estudantes.

Pesquisadores do MIT, em conjunto com as Escolas Públicas de Boston, criaram o primeiro algoritmo para otimizar conjuntamente o roteamento de ônibus e a atribuição dos horários de sinal. Ele decompõe o problema de roteamento, resolve subproblemas com otimização inteira mista e usa isso para calcular o custo de cada horário de início.

O método reduziu um processo que levava mais de 3.000 horas para 10 pessoas a um que roda em cerca de 30 minutos, ao mesmo tempo que tornou os trade-offs de horário de início — custo, equidade, saúde — escolhas explícitas para o distrito.

Escolher o horário de sinal de cada escola a partir do que o roteamento custará

Resolveu um único problema conjunto em vez de adivinhar dois separadamente, de modo que os ônibus e os horários se reforçaram mutuamente.

Um proxy de custo de transporte tornou a decisão do horário de início uma otimização solucionável em vez de um palpite.

Tornou as considerações sobre a saúde dos estudantes um objetivo explícito, não uma reflexão tardia.

Rodar em 30 minutos permitiu ao distrito explorar opções em vez de se comprometer com uma só.

Duas decisões que as pessoas tomam isoladamente — o horário de início das aulas e o roteamento dos ônibus — são um único problema de custo; resolva-as em conjunto e a frota diminui, o orçamento se libera e os estudantes ganham manhãs mais tardias.

O algoritmo levou a US$ 5 milhões em economias anuais e manteve a qualidade do serviço apesar de uma redução de 50 ônibus na frota. Em dezembro de 2017, o Comitê Escolar de Boston aprovou por unanimidade a primeira reforma dos horários de início das aulas em trinta anos, passando a horários de início mais tardios para o ensino fundamental II e o ensino médio, e o trabalho tornou-se finalista do Prêmio Edelman do INFORMS em 2019.