Una administradora ferroviaria necesita una aplicación que le ayude a manejar las formaciones que tiene disponibles en distintos depósitos.

Una formación es lo que habitualmente llamamos "un tren", tiene una o varias locomotoras, y uno o varios vagones.
En cada depósito hay: formaciones ya armadas, y locomotoras sueltas que pueden ser agregadas a una formación.

Vamos a resolverlo de a poco.

En esta etapa vamos a considerar los vagones de cada formación.
En el modelo debemos incluir: vagones de pasajeros, vagones de carga, y vagones dormitorio.

Para definir un vagón de pasajeros, debemos indicar el largo y el ancho medidos en metros, si tiene o no baños, y si está o no ordenado.

A partir de estos valores, la cantidad de pasajeros que puede transportar un vagón se calcula de esta forma:

• si el ancho es hasta 3 metros, entran 8 pasajeros por cada metro de largo.
• si el ancho es de más de 3 metros, entran 10 pasajeros por cada metro de largo.

Si el vagón no está ordenado, restar 15 pasajeros.

P.ej.:

• un vagón de pasajeros de 10 metros de largo y 2 de ancho puede llevar hasta 80 pasajeros si está ordenado, 65 pasajeros si no.
• otro vagón, también de 10 metros de largo, pero de 4 metros de ancho, puede llevar hasta 100 pasajeros si está ordenado, 85 pasajeros si no.

La cantidad máxima de carga que puede llevar un vagón de pasajeros depende de si tiene o no baños:

• si tiene baños, entonces puede llevar hasta 300 kilos.
• si no, hasta 800 kilos.

El peso máximo de un vagón de pasajeros se calcula así: 2000 kilos, más 80 kilos por cada pasajero, más el máximo de carga que puede llevar.

Para cada vagón de carga se indica su carga máxima ideal, y cuántas maderas tiene sueltas.
Un vagón de carga puede llevar hasta su carga máxima ideal, menos 400 kilos por cada madera suelta.

P.ej. un vagón de carga con carga máxima ideal 8000 kilos con 5 maderas sueltas puede llevar hasta 6000 kilos; si cambiamos la cantidad de maderas sueltas a 2, entonces puede llevar hasta 7200 kilos.

No puede llevar pasajeros, y no tiene baños.

Su peso máximo es de 1500 kilos más el máximo de carga que puede llevar.

Para cada vagón dormitorio se indica: cuántos compartimientos tiene, y cuántas camas se ponen en cada compartimiento.

La cantidad máxima de pasajeros es el resultado de multiplicar cantidad de compartimientos por cantidad de camas por compartimiento. P.ej. un vagón dormitorio con 12 compartimientos de 4 camas cada uno, puede llevar hasta 48 pasajeros.

Todos los vagones dormitorio tienen baños, y pueden llevar hasta 1200 kilos de carga cada uno.

Su peso máximo se calcula así: 4000 kilos, más 80 kilos por cada pasajero, más el máximo de carga que puede llevar.

A partir del modelo que se construya se tiene que poder saber fácilmente, para una formación:

• hasta cuántos pasajeros puede llevar.
• cuántos vagones populares tiene. Un vagón es popular si puede llevar más de 50 pasajeros.
• si es una formación carguera, o sea, si todos los vagones pueden transportar al menos 1000 kilos de carga.
• cuál es la dispersión de pesos, que es el resultado de esta cuenta: peso máximo del vagón más pesado - peso máximo del vagón más liviano. P.ej. si una formación tiene 4 vagones, cuyos pesos máximos son 9000, 12000, 3500 y 8000, entonces su dispersión de pesos es 12000 - 3500 = 8500.
• cuántos baños tiene una formación, que se obtiene como la cantidad de vagones que tienen baños (se supone que cada vagón que tiene baños, tiene uno solo).

Además, se tiene que poder hacer mantenimiento de una formación, que implica hacer mantenimiento de cada vagón, de acuerdo a estas definiciones

• hacer mantenimiento de un vagón de pasajeros quiere decir ordenarlo; si no estaba ordenado pasa a estar ordenado, si ya estaba ordenado no cambia nada.
• hacer mantenimiento de un vagón de carga es arreglar dos de las maderas que tiene sueltas: si tenía 5 pasa a 3, si tenía 1 pasa a 0, si tenía 0 queda en 0.
• hacer mantenimiento de un vagón dormitorio no tiene ningún efecto que interese para este modelo.

Poder pedirle a una formación lo siguiente:

• si está equilbrada en pasajeros, o sea: si considerando sólo los vagones que llevan pasajeros, la diferencia entre el que más lleva y el que menos no supera los 20 pasajeros.
• si está organizada, o sea: adelante los vagones que llevan pasajeros, y atrás los que no. Para esto, los vagones se tienen que almacenar en una lista. Si agregamos dos vagones que llevan pasajeros, uno que no, y después uno que sí, entonces la formación no está organizada.
  ¡Ojo! si todos los vagones de la formación llevan pasajeros, o si ninguno lleva, entonces la formación sí se considera organizada.

Vamos a verificar el comportamiento de dos formaciones, y de sus vagones.

Está compuesta por cuatro vagones, en este orden:

1. un vagón de pasajeros de 10 metros de largo por 4 de ancho, ordenado, con baño.
2. un vagón de pasajeros de 7 metros de largo por 2 de ancho, no ordenado, sin baño.
3. un vagón de carga de 6800 kg de carga máxima ideal, y con 5 maderas sueltas.
4. un vagón dormitorio de 8 compartimientos y 3 camas por compartimiento.

Esta tabla indica la respuesta de cada vagón a distintos pedidos

Indicamos los resultados esperados para el tren, antes y después de hacer mantenimiento.

Por qué las diferencias de valores después de hacer mantenimiento:

• pasajeros: el vagón 2 pasa a estar ordenado, lo que aumenta en 15 su cantidad de pasajeros.
• vagones populares: por lo recién dicho, el vagón 2 pasa de 41 a 56 pasajeros, por lo que es considerado popular.
• dispersión de pesos: el vagón 2 pasa de 6080 a 7280 kilos. Por su parte, el vagón 3 pasa de 6300 a 7100 kilos. Ahora el vagón más liviano es el 3.

Esta incluye:

1. un vagón de carga, con 8000 kg de carga máxima ideal, y una madera suelta.
2. un vagón dormitorio, de 15 compartimientos con 4 camas cada uno.

Indicamos los resultados esperados para el tren, antes y después de hacer mantenimiento.

Por qué cambia la dispersión de pesos: el vagón de carga aumenta su peso máximo de 9100 a 9500 kilos, al pasar de una madera suelta a ninguna. El peso máximo del vagón dormitorio es 10000, antes y después del mantenimiento.

Agregar al modelo las locomotoras. De cada locomotora debe indicarse: su peso, hasta cuánto peso puede arrastar, y su velocidad máxima. Decimos que una locomotora es eficiente si puede arrastrar, al menos, cinco veces su peso. P.ej. una locomotora que pesa 1000 kilos y puede arrastar hasta 7000 es eficiente; si puede arrastrar hasta 3000 entonces no es eficiente.

Ahora una formación incluye locomotoras (pueden ser varias), además de vagones.

Con el modelo ampliado, tiene que poder obtenerse fácilmente, para una formación:

• su velocidad máxima , que es el mínimo entre las velocidades máximas de las locomotoras.
• Si es eficiente; o sea, si todas sus locomotoras lo son.
• Si puede moverse. Una formación puede moverse si la suma del arrastre de cada una de sus locomotoras, es mayor o igual al peso máximo de la formación, que es: peso de las locomotoras + peso máximo de los vagones.
• Cuántos kilos de empuje le faltan para poder moverse, que es: 0 si ya se puede mover, y si no, el resultado de: peso máximo - suma de arrastre de cada locomotora.

P.ej. si una formación tiene una locomotora que pesa 1000 kilos y arrastra hasta 30000, y cuatro vagones, de 6000 kilos de peso máximo cada uno, entonces sí puede moverse, porque su peso máximo es 25000.
Si agregamos dos vagones más de 6000 kilos, llevamos el peso máximo a 37000. Ahora la formación no puede moverse y le faltan 7000 kilos de empuje.

Consideremos la primera formación de los tests de la etapa 1, sin hacerle mantenimiento. Contando sólo los vagones, el peso máximo es 29800.

Definamos dos locomotoras:

1. Una locomotora de peso 3000 kg y arrastre 20000 kg.
2. Una locomotora de peso 5000 kg y arrastre 22000 kg.

Si a la formación le agregamos la locomotora 1, entonces, es eficiente, no puede moverse, y le faltan 12800 kg de empuje.

Si a la misma formación le agregamos también la locomotora 2, entonces no es eficiente, sí puede moverse, y le faltan 0 kilos de empuje.

Agregar al modelo los depósitos ferroviarios. En cada depósito hay: formaciones ya armadas, y locomotoras sueltas.

Se pide resolver lo siguiente:

• Dado un depósito, obtener el conjunto formado por el vagón más pesado de cada formación; se espera un conjunto de vagones.
• Saber si un depósito necesita un conductor experimentado.
  Un depósito necesita un conductor experimentado si alguna de sus formaciones es compleja. Una formación es compleja si: tiene más de 8 unidades (sumando locomotoras y vagones), o el peso máximo es de más de 80000 kg.
• Que un depósito pueda agregar una locomotora a una formación determinada, de forma tal que la formación pueda moverse.
  • Si la formación ya puede moverse, entonces no se hace nada.
  • Si no, se le agrega una locomotora suelta del depósito cuyo arrastre sea mayor o igual a los kilos de empuje que le faltan a la formación. Si no hay ninguna locomotora suelta que cumpla esta condición, no se hace nada.