Planificación en Tiempo Real de los Servicios de Practicaje Portuario

¿Qué es una corporación de practicaje?

Las Corporaciones de Practicaje o Pilotaje son esenciales para la gestión segura del tráfico marítimo en los puertos y las vías navegables interiores. Cada día, en cada puerto, los prácticos se ocupan de situaciones complejas relacionadas con la seguridad marítima.

Como se comentaba en los objetivos existe en el mercado una herramienta de gestión del practicaje, llamada Amura Pilot, que brinda a los prácticos acceso multiplataforma a la información precisa y oportuna que necesitan para realizar su trabajo tanto de la operación como de su base de datos de buques.

¿Cómo gestionan las corporaciones de practicaje sus operaciones del día a día?

El sistema de Gestión Integral de Pilotaje Amura Pilot garantiza un impacto positivo significativo en las operaciones diarias de practicaje, al proporcionar a todas las personas involucradas la información que precisan, donde y cuando lo necesitan (e.g. consigue mejorar la eficiencia de la función de despacho y planificación y a gestionar de forma eficaz la asignación de pilotos y lanchas, el registro de maniobras o la comunicación con los agentes marítimos implicados en la operativa.)

¿Qué es Sea Traffic Management?

Es una tecnología integrada en el proyecto Sea Traffic Management (STM) y tiene como objetivo facilitar operaciones portuarias eficientes mediante el intercambio de información digital en tiempo real y la colaboración entre los principales actores implicados en los procesos portuarios.

¿En qué consiste el desarrollo?

A pesar de las evidentes ventajas que ya proporciona Amura Pilot a la operativa portuaria aún hay margen de mejora en este área. La aplicación de técnicas matemáticas avanzadas e Inteligencia Artificial a la gestión de las actividades y turnos de los prácticos permitiría realizar esta labor de manera óptima, automática y en tiempo real, contribuyendo a la mejora en el funcionamiento del puerto ya que permitiría incorporar la incertidumbre propia de las operaciones que afectan tanto a a durabilidad de las maniobras en función de su tipo, de la tipología del buque e incluso del tráfico actual, como a su viabilidad y que principalmente son:

1. Incertidumbre del clima marítimo compuesto por oleaje y corrientes
2. Incertidumbre climática (e.g. lluvia, y viento)
3. Incertidumbre propia de las operaciones.

Introducir estas variables permitiría hacer una asignación preliminar automática de tareas en el corto plazo y que el sistema se vaya retroalimentando de forma dinámica con la nueva información que se obtiene del sistema de monitorización, haciendo las modificaciones pertinentes que permitan dar un mejor servicio con la actualización de la incertidumbre, es decir, con el conocimiento más preciso de las variables inciertas. Por ejemplo, si una maniobra se alarga más de la cuenta afectará a la planificación actual. Gracias a este nuevo modelo que el sistema proponga automáticamente una nueva planificación que mejore el servicio acorde a unos indicadores de calidad preestablecidos (KPIs).

El sistema tendrá en cuenta a todos los entes involucrados en el proceso. Tanto los buques susceptibles de utilizar el servicio, como los propios prácticos. De forma que sea capaz de dar recomendaciones a todos ellos para la mejora del servicio. Así, por ejemplo, si el sistema detecta que se va a producir un retraso en la recepción de alguno de los buques programados que están de camino al puerto, éste se pondrá en contacto con el buque para actualizarle la hora a la que podrá ser atendido. De esta forma podría, por ejemplo, reducir la velocidad para ahorrar combustible en lugar de tener que esperar a la entrada del puerto. O, por ejemplo, si la última actualización de la previsión de clima estimada prevé que va a haber un cierre operativo en las próximas horas, recomendar un plan alternativo a ese buque en concreto.

¿Cómo se ha hecho?

El proyecto consistirá en el desarrollo y testeo del motor de cálculo que ayudará a los prácticos a:
– Caracterizar las operaciones de forma automática
– Generar escenarios para la planificación
– Asignar tareas dinámicamente

Introducir la incertidumbre en las variables climáticas que afectan al puerto nos permite encontrar ventanas de tiempo donde los prácticos pueden realizar sus operaciones de manera segura.

Utilizando herramientas como Portus de Puertos del Estado podremos extraer series temporales de las condiciones climatológicas  y de clima marítimo y utilizarlas para localizar las ventanas temporales que permiten realizar las operaciones de forma segura

¿Qué conclusiones hemos sacado?

Las conclusiones del desarrollo de este proyecto piloto son las siguientes:

• Las herramientas disponibles en el mercado de aprendizaje automático (machine learning) permiten modelar los tiempos asociados a las maniobras en función de las variables:
  1. Operación.
  2. Tipo de buque.
  3. GT.
  4. Número de remolcadores.
  5. Causa de fondeo.
  6. Simultaneidad.
  7. Altura de ola significante promedio durante la maniobra.
  8. Periodo de pico.
  9. Dirección media de procedencia del oleaje.
  10. Velocidad del viento.
  11. Dirección media de procedencia del viento.
  12. Origen.
  13. Destino.
  14. La combinación de origen y destino.

y por lo tanto emplear el modelo para generar tiempos sintéticos realistas de acuerdo con el periodo histórico, si bien hay que ser consciente de la dificultad de estimar los tiempos por la gran cantidad de factores no conocidos que incluyen. Nótese que somos capaces de explicar apenas el 50 % de la varianza de los tiempos de las maniobras.

• Dado que se trata de un puerto abrigado en el Mediterráneo el clima marítimo no tiene la influencia que cabría esperar, sin embargo nos parece más general y realista incluir el clima en el proceso de cálculo y dejamos el modelo preparado para poder hacer pruebas en puertos donde las condiciones climatológicas sean más adversas y jueguen un papel más importante que en el de Valencia.
• Lo que se si queda plasmado tras la realización del proyecto piloto es que las técnicas de programación matemática tiene la madurez suficiente como para emplearse a nivel operativo en las tareas de planificación. Para ello hicimos una planificación retrospectiva de un número muy alto de maniobras para demostrar su poderío, sin perjuicio de que a nivel operativo las necesidades computacionales van a ser muy pequeñas en comparación.
• También parece que la planificación del practicaje a nivel operativo no necesita de herramientas muy complejas cuando, como es el caso del puerto de Valencia, únicamente hay 3 prácticos a lo sumo trabajando de forma simultánea. Seguro tiene más sentido para recomendar a barcos en ruta el modificar su llegada para adaptarse a las estimaciones de servicio y de esta forma puedan reducir sus costes operativos asociados a, por ejemplo, el consumo de combustible.
• Un aspecto relevante es el empleo de estas técnicas a nivel de dimensionamiento de medios, generación automática de los turnos de los prácticos, dimensionamiento de plantilla, amarradores, remolcadores, etc. Lo que nos permite, en definitiva, es crear un gemelo digital en el que poder crear diferentes escenarios como, por ejemplo, este en el que aumentamos de forma deliberada el número de amarradores y remolcadores lo que nos permitiría hacer un análisis del coste de esos escenarios vs el beneficio sin tener que realizar la inversión de forma real, simplemente analizando el histórico aplicando las nuevas condiciones. Gracias a ello vemos una reducción del 48 % en las maniobras que no se pudieron servir, habría que cruzar esos beneficios con los costes y valorar cuál es el mejor escenario pero gracias a estos modelos se tiene una estimación de la mejora.

Pese al interés mostrado tanto por la empresa facilitadora, Hiades Business Partners, como los prácticos del Puerto de Valencia, dada su carga de trabajo en los últimos meses no hemos podido demostrarles el potencial de todas estas herramientas desde un punto de vista operativo, y esperemos que este piloto realizado de forma completamente desconectada de sus sistemas sirva para captar su atención, y que este proyecto siente las bases de un posible producto en el que se implemente a nivel operacional o de diseño en éste o en otros puertos.