Fing Lab :Interfaz de asistencia a la experimentación con algoritmia para el ordenamiento de vehículos y tripulación en el transporte urbano colectivo : Informe final

Abstract

El Departamento de Investigación Operativa del Instituto de Computación (InCo) de la Facultad de Ingeniería desarrolló algoritmos para resolver el problema de planificación y ordenamiento de vehículos y tripulación para una compañía de transporte colectivo urbano y suburbano de pasajeros. Este problema consiste en asociar viajes a unidades de transporte de forma de minimizar los costos operativos formando servicios (secuencias de eventos o actividades), sujeto a ciertas restricciones (como por ejemplo: leyes laborales que se deben cumplir por parte del personal). La mayoría de las variantes de estos problemas pertenecen a la clase NP-difícil, por lo tanto la resolución de instancias de tamaño realista requiere la investigación de algoritmos aproximados. En este contexto se han desarrollado algoritmos basados en programación lineal, heurísticas y algoritmos genéticos. Estos desarrollos implementan la capa lógica de una herramienta de software de apoyo a la resolución de estos problemas. Como resultado, se obtiene un conjunto de libros o diarios de viajes o soluciones (planilla o conjunto de planillas con las actividades, eventos u horarios que cumplen los servicios o el personal para una estación del año). En el marco de este proyecto de grado de la carrera de Ingeniería en Computación se planteó el desarrollo de las interfaces, tanto de software como de usuario, que permiten al usuario interactuar con la capa lógica desarrollada, de manera que éste pueda obtener los resultados, visualizarlos apropiadamente y realizar la planificación de los libros, la cual incluye procedimientos de ordenamiento de la flota de ómnibus y la asignación de conductores.

Para cumplir con estos objetivos se desarrolló un sistema llamado FingLab que consiste en una interfaz gráfica que permite al usuario interactuar con los algoritmos, configurar su ejecución, realizar las ejecuciones de manera ordenada y clasificada, procesar los datos de entrada y salida de cada ejecución, representarlos gráficamente y realizar modificaciones manuales sobre las soluciones de ser necesario. Durante el proceso de desarrollo se realizaron estudios sobre el transporte urbano colectivo de pasajeros (y su planificación y ordenamiento), estado del arte de las interfaces y herramientas similares en el mercado. Existen dos tipos de usuarios: los técnicos (que también los llamaremos usuarios Administradores o Programadores) y los no técnicos (que también los llamaremos usuarios Comunes o Planificadores). Los usuarios técnicos son quienes experimentan con varios algoritmos y módulos y les interesa cambiar su configuración. Su objetivo es experimentar y analizar las soluciones desde el punto de vista de la efectividad de los algoritmos, para poder seguir trabajando en su implementación. Estos usuarios son los responsables de este proyecto por parte de la Facultad de Ingeniería. Los usuarios no técnicos son aquellos a quienes les interesa planificar y ordenar su flota de vehículos y tripulación. No les interesa cómo estén implementados los algoritmos, solo les interesa ejecutarlos para obtener sus resultados y trabajar sobre las soluciones obtenidas. Estos usuarios corresponden a los encargados de la planificación en la compañía de transporte. FingLab es un sistema cuyo diseño es centrado en el usuario, por lo que las características de los mismos determinaron la forma en la que fue implementado.

El objetivo de FingLab es proveer de un sistema que además de cumplir con todos los requerimientos determinados por los usuarios, es flexible y permite incorporar módulos y adaptarse a los constantes cambios requeridos por los usuarios a futuro (en esta versión, los usuarios que desean experimentar con algoritmos). Dichos cambios se producen sobre todo en cuanto a los formatos de las soluciones producidas por los algoritmos, ya que el desarrollo de los algoritmos evoluciona constantemente y FingLab se puede adaptar para que pueda seguir trabajando con los nuevos formatos sin tener que realizar mayores modificaciones a su implementación. También posee funcionalidades que permiten exportar datos en diferentes formatos para el intercambio de datos con otras aplicaciones ya implementadas. De esta manera, FingLab permite cerrar todo el ciclo de trabajo requerido en la creación de los libros de servicios por la compañía de transporte. FingLab es también un Framework, ya que permite su extensión a diversas representaciones gráficas, lo que hace posible que se utilice como herramientas de trabajo para la experimentación con algoritmos que no tienen por qué ser de ordenamiento de vehículos y tripulación, reutilizando al máximo los componentes ya provistos por el sistema.