Estudio de la aplicación de algoritmos de enrutado al balanceo de vehículos en sistemas de compartición de bicicletas

Abstract

[ES] Este trabajo se centra en los sistemas de compartición de bicicletas, sistema en el que se define a la perfección este tipo de problemas, y más exactamente en el balanceo de los recursos de estos sistemas, ya que debido al uso de este se producen descompensaciones entre las diferentes estaciones para ciertos intervalos del día, empeorando la calidad del servicio para sus usuarios ya que puede dar lugar a la falta de bicicletas en estaciones cuando sean necesarias. Explorar mejoras en este proceso puede conllevar grandes ventajas y beneficios desde el punto de vista económico, medioambiental y temporal. El objetivo es plantear una solución para este problema través de un algoritmo de Google denominado OR Tools, en el que se introducirán una serie de casos, planteados para siete días seleccionados, mediante dos métodos de asignación entre las estaciones que necesitan y las que tienen bicicletas de sobra, uno aleatorio y otro de mínima distancia. Mediante el algoritmo desarrollado se buscará obtener la ruta más corta para poder satisfacer la demanda de esas estaciones que requieren bicicletas dejando el sistema balanceado y listo para poder ofrecer un mejor servicio.

[ES] Los sistemas de compartición de bicicletas son sistemas en los que los usuarios tienen acceso a una serie de bicicletas ubicadas en diferentes estaciones repartidas por toda la ciudad. Están compuestas por una serie limitada de plazas, estando los usuarios obligados a, después de su utilización, dejarlas en las estaciones más próximas a su destino. Estos últimos años se ha podido observar cómo está aumentando la implantación de estos servicios públicos a lo largo de todo mundo. Actualmente se encuentran implantadas y en uso unos 948 sistemas, y además, otras 273 están en proceso de construcción. Estos sistemas han permitido una mayor movilidad sostenible en las grandes ciudades, reduciendo el úso de vehículos privados y, por tanto, reduciendo la emisión de CO2. Sin embargo, estos sistemas presentan problemas logísticos para las entidades que son responsables de su gestión. Como consecuencia de la conducta y movilidad de los usuarios, se producen desequilibrios en el sistema, ya sea por la falta de huecos en estaciones para poder dejar las bicicletas, o por la falta de bicicletas para que los usuarios puedan emplear desde sus orígenes. Con el fin de dar un óptimo servicio a sus clientes, es necesario que las estaciones receptoras de bicicletas tengan huecos libres y que las estaciones origen tengan bicicletas para los viajeros. A este problema se le conoce como el problema de sistema imbalanceado dentro de la literatura especializada. La solución a este problema pasa por establecer estrategias logísticas en base a la potencial demanda. Concretamente, las entidades responsables de estos servicios se ven forzadas a mover las bicicletas entre estaciones haciendo uso de vehículos de remolque y transporte si quieren dar un servicio óptimo a sus usuarios. En este trabajo se explora el uso de estrategias de balanceo estático, las cuales consisten en el balanceo de bicicletas en horas de poca actividad, con el fin de preparar al sistema para aquellas horas de mayor actividad. Concretamente, exploramos el uso de algoritmos de enrutado de vehículos para determinar las rutas óptimas que deben ser seguidas por los vehículos de remolque para balancear el sistema a un coste mínimo dentro del sistema de Valenbisi.