Herramientas estadísticas y de optimización para la gestión eficiente de terminales portuarias. Aplicación al puerto de Cartagena

• Autores: José María Gómez Fuster
• Directores de la Tesis: Pilar Jiménez Gómez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Cartagena ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 126
• Títulos paralelos:
  • Statiscal and optimization tolos for the efficient mangement of port terminals. Application to the port of Cartagena
• Tribunal Calificador de la Tesis: Alberto Camarero Orive (presid.), José María Ramos Parreño (secret.), Jorge Molines Llodrá (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnología y Modelización en Ingeniería Civil, Minera y Ambiental por la Universidad Politécnica de Cartagena
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de los sistemas de transporte
      • Análisis del trafico
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Repositorio Digital de la UPCT
• Resumen
  • español

    Resumen de la tesis:

    El comercio internacional depende en gran medida de los puertos. La planificación y construcción de puertos nuevos o de nuevas terminales portuarias es costosa y requiere mucho tiempo. Por lo tanto, es necesario optimizar el proceso de planificación, evaluándolo desde un punto de vista económico y financiero, además es imperativo optimizar la infraestructura existente para garantizar una logística sostenible.

    La idea inicial surgió de la búsqueda de una metodología que pudiera optimizar el proceso de planificación portuaria, centrándose en la construcción de infraestructuras mediante el desarrollo y la aplicación de nuevas técnicas y herramientas. Para lograr este objetivo, se utilizaron herramientas como el análisis de sensibilidad y los modelos de Monte Carlo para evaluar las variables que más influían en los resultados económicos y financieros, y que presentaban un mayor nivel de riesgo. Incorporar el análisis de riesgos en las primeras fases de un proyecto puede conducir a una toma de decisiones y unos resultados mejores. Esta metodología tiene en cuenta las distribuciones probabilísticas de las variables de entrada y salida seleccionadas, aportando más información de la que podría proporcionar un modelo determinista. La metodología propuesta se demuestra aplicándola a un proyecto de inversión en una terminal portuaria de la Autoridad Portuaria de Cartagena (España).

    Se obtuvieron algunas conclusiones esclarecedoras. Se descubrió que determinadas variables, como el rendimiento medio de la terminal portuaria, requerían un estudio más profundo para determinar los principales factores que influyen en su rendimiento.

    En este punto, se identificaron las principales variables y factores que determinan claramente el valor del rendimiento medio de las terminales portuarias. Por otra parte, se concluyó también que el rendimiento del uso de las infraestructuras portuarias es fundamental para optimizar el proceso de planificación.

    Con estas conclusiones, nos centramos en el siguiente paso, la optimización del rendimiento de las terminales portuarias multicliente de graneles líquidos, en las que varios operadores de terminales comparten la infraestructura de los muelles. En estos casos, lograr la optimización es más complejo, ya que pueden surgir intereses contrapuestos y el problema de la asignación de atraques en terminales de graneles líquidos es aún más exigente debido a su limitada flexibilidad.

    En el proceso de la optimización de este caso concreto, desarrollamos HADES, una plataforma multiagente, como parte de esta tesis, y su exitoso uso piloto en el Puerto de Cartagena, parece arrojar resultados alentadores. La plataforma facilita el intercambio de información limitada entre los agentes implicados en la llegada de buques para reducir la congestión en terminales multicliente de graneles líquidos. Ha quedado demostrada la eficacia de un modelo de optimización basado en un programa lineal de enteros mixtos (MILP) para reducir el anclaje de la congestión en función de la flexibilidad horaria de llegada de los buques. Los resultados muestran que incluso una ventana de 6 horas de flexibilidad puede reducir a la mitad el anclaje por congestión, y una ventana de 24 horas puede eliminarlo.

    Por tanto, la investigación en optimizar el uso de las infraestructuras portuarias existentes sigue siendo una línea de trabajo que sigue aportando soluciones a un problema dinámico.

    http://repositorio.bib.upct.es/dspace/

  • English

    International trade is highly dependent on ports. The planning and construction of new ports or new port terminals is costly and time-consuming. Therefore, it is necessary to optimize the planning process, evaluating it from an economic and financial point of view, and it is imperative to optimize the existing infrastructure to ensure sustainable logistics. The initial idea arose from the search for a methodology that could optimize the port planning process, focusing on the construction of infrastructure through the development and application of new techniques and tools. To achieve this objective, tools such as sensitivity analysis and Monte Carlo models were used to evaluate the variables that most influenced economic and financial results, and that presented a higher level of risk. Incorporating risk analysis in the early stages of a project can lead to better decision making and results. This methodology takes into account the probabilistic distributions of the selected input and output variables, providing more information than a deterministic model could provide. The proposed methodology is demonstrated by applying it to an investment project in a port terminal of the Port Authority of Cartagena (Spain). Some enlightening conclusions were obtained. Certain variables, such as the average throughput of the port terminal, were found to require further study to determine the main factors influencing its performance. At this point, the main variables and factors that clearly determine the value of average port terminal throughput were identified. On the other hand, it was also concluded that the performance of the use of port infrastructures is fundamental to optimize the planning process. With these conclusions, we focused on the next step, the optimization of the performance of multi-client port terminals, where several terminal operators share the quayside infrastructure. In these cases, multi-client terminals, achieving optimization is more complex, as competing interests may arise. The problem of berth allocation in liquid bulk terminals is even more demanding due to their limited flexibility. In the process of optimizing this particular case, we developed HADES, a multi-agent platform, as part of this thesis, and its successful pilot use in the Port of Cartagena seems to yield encouraging results. The platform facilitates the exchange of limited information between agents involved in ship arrivals to reduce congestion in multi-client liquid bulk terminals. The effectiveness of an optimization model based on a mixed-integer linear program (MILP) to reduce congestion anchoring as a function of vessel arrival time flexibility has been demonstrated. Results show that even a 6-hour window of flexibility can reduce congestion anchorage by half, and a 24-hour window can eliminate it. Therefore, research into optimizing the use of existing port infrastructure continues to be a line of work that continues to provide solutions to a dynamic problem.