Manutenção de VagõesWagon Maintenance
Pesquisa sobre a manutenção de vagões em ferrovias de cargaResearch on wagon maintenance in freight railways
Universidade Católica de Petrópolis (UCP) · Petrópolis, RJ, Brasil
Visão geral
Uma ferrovia de carga mantém milhares de vagões em circulação, e a manutenção dessa frota levanta duas perguntas complementares:
- Quando um vagão precisa de atenção? Detectar cedo, pela vibração, a condição anômala de um vagão ou de um trecho da via, antes que vire falha.
- Onde e quando fazer a manutenção? Distribuir a demanda de manutenção entre oficinas com capacidades, habilitações e distâncias diferentes, ao menor custo total.
Os dois trabalhos abaixo tratam cada uma dessas perguntas com um modelo matemático simples e interpretável: uma equação diferencial para o comportamento físico do vagão e um modelo de programação linear inteira para o planejamento da manutenção.
ANPET 2026 · Vibração vertical em vagões
Modelo massa-mola-amortecedor de um grau de liberdade (EDO de 2ª ordem) para a resposta vertical do vagão sob excitação da via. A solução analítica nos regimes transitório, permanente e ressonante gera referências físicas (ωₙ ≈ 1,22 Hz e limiar indicativo de 0,126 g) para um monitoramento preditivo com acelerômetros distribuídos ao longo da malha.
Abrir a página do ANPET 2026 →SBPO 2026 · Alocação da manutenção de vagões
Modelo de programação linear inteira multiperíodo que decide qual oficina atende cada parcela da demanda regional em cada mês, equilibrando custos de manutenção, logística, indisponibilidade e backlog. Numa instância anonimizada de 12 meses, 3 regiões e 3 postos, reduziu em 54 % o backlog acumulado e em 25 % o custo total frente à heurística "posto local primeiro", com solução em menos de 1 s.
Abrir a página do SBPO 2026 →Overview
A freight railway keeps thousands of wagons in service, and maintaining that fleet raises two complementary questions:
- When does a wagon need attention? Detect early, through vibration, an anomalous condition of a wagon or a track section before it becomes a failure.
- Where and when should maintenance be done? Distribute maintenance demand among workshops with different capacities, eligibilities and distances, at minimum total cost.
The two works below each address one of these questions with a simple, interpretable mathematical model: a differential equation for the wagon's physical behaviour and an integer linear programming model for maintenance planning.
ANPET 2026 · Vertical vibration in wagons
A single-degree-of-freedom mass-spring-damper model (second-order ODE) for the vertical response of the wagon under track excitation. The analytical solution in the transient, steady-state and resonant regimes yields physical references (ωₙ ≈ 1.22 Hz and an indicative 0.126 g threshold) for predictive monitoring with accelerometers distributed along the network.
Open the ANPET 2026 page →SBPO 2026 · Wagon maintenance allocation
A multi-period integer linear programming model that decides which workshop serves each share of regional demand in each month, balancing maintenance, logistics, unavailability and backlog costs. On an anonymized instance with 12 months, 3 regions and 3 workshops it cut cumulative backlog by 54 % and total cost by 25 % against a "local workshop first" heuristic, solved in under 1 s.
Open the SBPO 2026 page →