Simulación de Procesos OPE

14 noviembre, 2023

Resumen:

La gestión de la Operación Paso del Estrecho (OPE, en adelante) supone cada año un reto para la Autoridad Portuaria de la Bahía de Algeciras. A la incertidumbre existente acerca del flujo exacto de llegada de personas y vehículos al puerto se unen las desviaciones lógicas respecto de la planificación teórica de los horarios prestablecidos para los buques.

Es por ello, que se hace muy complejo predecir con cierta antelación el nivel de llenado de las parcelas portuarias que sirven para el proceso de recepción y tránsito de vehículos por el puerto.

Ante el escenario descrito anteriormente, el objetivo de este proyecto piloto ha sido simular la operativa portuaria durante la OPE para la identificación de conflictos y cuellos de botella. Para la parte terrestre se ha empleado la herramienta Flexterm, de reconocida utilidad en el ámbito de la simulación de procesos portuarios, mientras que para la parte marítima se han utilizado herramientas y algoritmos de inteligencia artificial de desarrollo propio de la empresa NextPort para este proyecto.

El sistema ha sido capaz de predecir conflictos de manera anticipada y de proponer de manera automática soluciones a los mismos, aportando así capacidades prescriptivas. Igualmente, ha ofrecido al usuario métricas e indicadores clave del rendimiento, a modo de cuadro de mando, a través del análisis de datos.

La solución está compuesta por los siguientes componentes:

• Aplicativo para la gestión de atraques:

El aplicativo desarrollado ayuda a coordinar las escalas de los buques, proporcionando información precisa y fiable basada en la combinación de múltiples fuentes de datos e información histórica de patrones de comportamiento, retrasos, producidos en rotaciones previas, etc.

Dicho aplicativo está dotado de una capa de inteligencia artificial con funcionalidades predictivas, a partir del uso de algoritmos de machine learning, para generar una predicción de fecha estimada de llegada a puerto (ETA) y analizar, en base a estas estimaciones, cualquier conflicto futuro de solapes o retrasos de escalas, a la vez que recomienda soluciones optimizadas de replanificación.

Una vez identificado cualquier conflicto, este se indica en la representación del plan de atraques de forma intuitiva a través de diálogos para que el usuario seleccione, a continuación, una de las alternativas planteadas.

• Simulador:

Seguidamente, la solución desarrollada permite evaluar el impacto de dicha alternativa sobre las parcelas de gestión del tráfico viario mediante un modelo de simulación, que permite cerrar el proceso de toma de decisiones previsto con un bucle de retroalimentación predictiva.

Este simulador ingesta datos de la predicción de llegada de vehículos, a partir de datos de venta de billetes, y filtra de forma manual por el número de parcelas abiertas o cerradas y el grado de ocupación límite en cada una de ellas.

Como resultado de la simulación se obtiene un análisis del nivel de ocupación previsto en las diferentes parcelas y una distribución de tiempos de espera de los vehículos a su paso por el puerto; facultando la anticipación operativa al poder dimensionar el número de zonas a utilizar aumentando la capacidad de llegada y evacuación de vehículos o la modificación de los circuitos internos por las instalaciones del puerto.

• Cuadro de mando de analítica de datos:

Por último, la solución cuenta con una representación de métricas bajo demanda y un análisis de aprendizaje automático para complementar la generación de conocimiento, no sólo del simulador, sino en general de todas las fuentes de datos y su combinación, para analizar dónde se generan los retrasos de buques y encontrar la causa del problema.

Innovación del proyecto:

• Tratamiento de datos históricos y en tiempo real, con algoritmos de machine learning, para asistir y mejorar la toma de decisiones relativa a la gestión de atraques.
• Utilización de la herramienta Flexterm para simular el proceso operativo terrestre de la OPE en el Puerto de Algeciras.
• Desarrollo de funcionalidades de prescripción para mejorar la toma de decisiones a partir del uso de inteligencia artificial.
• La combinación de técnicas de optimización junto a modelos de simulación para obtener la estimación del impacto, de una forma holística, de las soluciones desarrolladas.

Resultados del proyecto:

• Prototipo software de un gemelo digital del proceso de la OPE que permite gestionar de forma más eficiente la escala de buques ferry/RoPax, determinando su atraque, hora y fecha óptima en caso de conflictos, contemplando el impacto de tal decisión sobre la operativa terrestre.

Usabilidad/aplicación:

• El futurible producto o herramienta de apoyo a la toma de decisiones (a partir del prototipo validado) sería de gran utilidad para la gestión operativa de los puntos de atraque y parcelas de espera de vehículos dedicados al tráfico del Estrecho durante el periodo OPE.
• Asimismo, el gemelo digital podría extenderse a otras cadenas de valor como puedan ser el tráfico Ro-Ro y el tráfico de Contenedores: permitiendo el consumo de la capa predictiva por parte de otras aplicaciones de gestión operativa del ecosistema digital de la Autoridad Portuaria.