Collaborative systems in logistics and transportation

Abstract

Durante los últimos años, la colaboración horizontal en logística ha ido ganando atención en la literatura especializada debido a los beneficios reportados, como la reducción de costos, un aumento en las tasas de cumplimiento y una disminución en las emisiones de CO2 debido a las reducciones en las distancias recorridas. Sin embargo, los casos exitosos en el mundo real son raros, ya que la cooperación horizontal en logística no suele ser sostenible. El primer paper de esta tesis presta atención a esta paradoja discutiendo 16 problemas prácticos los cuales podrían explicar este fenómeno. Proponemos una taxonomía compuesta por cuatro categorías que clasifican los problemas prácticos de acuerdo con un enfoque de cadena de valor, a saber: diseño, planificación y operaciones, mercado/negocio y comportamientos. Además, proponemos y discutimos algunas medidas para mitigar estos problemas prácticos. El segundo paper proporciona otra explicación para la falta de aplicaciones reales de la colaboración horizontal en logística. Hasta ahora, los modelos de investigación operativa utilizados para estudiar la colaboración horizontal en el transporte, no han incluido competencia entre empresas. Los contratos están firmados, y tanto las cantidades como los precios son fijos. Consideramos un juego de formación de coaliciones, pero previo al equilibrio de mercado; es decir, proponemos un modelo de colaboración en el que, una vez firmados los acuerdos, las diferentes firmas y coaliciones compiten en múltiples mercados según un modelo Cournot. Cuando esto sucede, la formación de un conjunto de coaliciones afecta los precios y los niveles de producción de todos los demás competidores, algo que no ocurre en la literatura previa. Se permiten y estudian posibles asociaciones entre estas empresas. Proponemos múltiples modelos para responder la pregunta de qué coaliciones se formarían en este entorno, incluidas restricciones de estabilidad y la restricción de que el acuerdo debe ser aprobado por las autoridades antimonopolio. Nuestro principal hallazgo es que, a diferencia de lo que se ha encontrado en la literatura hasta la fecha, la conformación de coaliciones que son beneficiosas para las empresas, y al mismo tiempo, susceptibles de ser aprobadas por las autoridades antimonopolio, es bastante difícil. Finalmente, en el tercer paper, estudiamos un sistema de información compartida en el que los usuarios de una autopista urbana comparten con un sistema centralizado, datos como la posición, el tipo de vehículo y la velocidad. Desarrollamos modelos de predicción de accidentes para un tramo de la autopista urbana Autopista Central en Santiago, Chile, utilizando datos desagregados capturados por peaje de flujo libre con identificación automática de vehículos (AVI) que, además de su bajo índice de fallas, tienen la ventaja de proporcionar información desagregada por tipo de vehículo. El proceso incluye un procedimiento Random Forest para identificar los mejores precursores de accidentes, y la calibración/estimación de dos modelos de clasificación, a saber, Support Vector Machines y regresión logística. Encontramos que, para este tramo de la carretera, la composición de los vehículos no juega un papel importante. Nuestro mejor modelo predice el 67,89 % de los accidentes con un índice de falsos positivos del 20,94 %. Estos resultados se encuentran entre los mejores en la literatura, aunque, a diferencia de esfuerzos previos, nuestros modelos están validados con datos reales en los cuales los accidentes son eventos raros.