Rede público-privada é a solução para a entrega de pacotes de encomenda

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/10/2024

A pesquisa partiu de dados reais da cidade de Barcelona.
[Imagem: C. Castillo et al. - 10.1186/s12544-024-00669-7]

Desafio da entrega urbana de pacotes

Nossos avós adoravam receber cartas dos seus parentes distantes, e nós adoramos receber pacotes de empresas que nem sabemos onde ficam.

Os serviços de entrega de encomendas dispararam durante a pandemia da covid-19 em particular, mas continuam a crescer em taxas de dois dígitos mesmo desde o fim da pandemia.

Como a grande maioria da população hoje vive em cidades, isso trouxe uma nova preocupação para os gestores urbanos, uma vez que esse novo aspecto da mobilidade agravou os problemas de congestionamento, falta de estacionamento e poluição, que têm sido problemas em áreas urbanas há anos.

E não é um problema fácil de resolver: O problema do caixeiro-viajante é um exercício clássico da matemática envolvendo problemas que não apenas são difíceis de resolver, mas que também não são facilmente computáveis, ou seja, não é fácil traduzi-los em linguagem de computador.

O problema do caixeiro-viajante é um dos mais famosos problemas de otimização combinatória. Ele consiste em encontrar a rota mais curta que um vendedor deve percorrer para visitar um conjunto de cidades, passando por cada uma delas apenas uma vez e retornando ao ponto de partida. Troque as cidades por casas de destinatários de encomendas e uma solução para esse problema valeria ouro para as empresas de entrega.

Cristian Gutiérrez e seus colegas da Universidade da Catalunha não encontraram exatamente uma solução matemática para esse desafio, mas encontraram um modo prático que poderá ajudar a minimizar o impacto das entregas de pacotes nas grandes cidades.

Bacias geográficas dos pontos de entrega e coleta usando as abordagens pública e privada - uma solução híbrida é a melhor.
[Imagem: C. Castillo et al. - 10.1186/s12544-024-00669-7]

Rede de distribuição público-privada

Os pesquisadores elaboraram uma proposta para uma rede urbana de distribuição de mercadorias para reduzir os impactos negativos do transporte urbano de mercadorias, promovendo o transporte intermodal, reduzindo o tráfego e otimizando as entregas.

"Há anos estudamos possíveis soluções e, além de determinar que não há uma opção única, descobrimos que é necessária uma colaboração muito mais estreita entre o setor público e o mundo privado," anunciou Gutiérrez.

A proposta da rede é baseada em dados reais da cidade de Barcelona, onde os pesquisadores identificaram 1.057 locais potenciais para a instalação de pontos de entrega de encomendas. A proposta é estabelecer pontos de distribuição localizados em estações de transporte público já existentes, em mercados, shopping centers, correios, estacionamentos, edifícios e pontos de coleta.

"Alguns estacionamentos públicos já cederam espaços para empresas privadas de encomendas, e precisaríamos ver qual investimento os outros pontos propostos exigem para que eles possam ser criados," disse o pesquisador.

E as conexões entre esses pontos poderiam ser feitas com bicicletas de carga e veículos elétricos, contribuindo para melhorar a qualidade do ar da cidade e reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

A parte mais interessante da solução está no algoritmo de geração das tarefas de roteamento no dia a dia.
[Imagem: C. Castillo et al. - 10.1186/s12544-024-00669-7]

Algoritmo de inteligência artificial

Mas a parte central da solução, que poderá ser usada em outras cidades, consiste em um algoritmo de roteirização para otimizar o trabalho dos motoristas de entrega.

O algoritmo gera planos de distribuição adaptativos que levam em conta os custos operacionais de cada ponto de coleta e entrega e os custos de roteamento dos veículos. Ao contrário do problema do caixeiro-viajante, a solução ficou computacionalmente barata, graças ao uso de métodos heurísticos e de aprendizado de máquina aprimorados por técnicas de paralelização.

Essa inteligência artificial produz rapidamente planos de roteamento com base na geografia dos pontos de entrega e na infraestrutura de transporte disponível. O algoritmo se adapta dinamicamente às entregas, usando técnicas multiobjetivo para que cada plano de roteamento atinja o que é conhecido como "eficiência de Pareto", o que significa que ele produz planos nos quais é impossível que qualquer ganho seja feito em uma variável sem uma perda em outro lugar.

O estudo e a solução foram publicados em um periódico de acesso aberto, o que significa que está tudo disponível ao poder público e às empresas interessadas, para que possa ser implementado em qualquer região.

"As equipes de pesquisa envolvidas vêm desenvolvendo algoritmos inteligentes há anos, que nos ajudam a tomar decisões ótimas, melhorando assim os serviços de transporte e logística das empresas com as quais colaboramos. Neste caso, esses algoritmos nos permitiram criar novos modelos de serviço para cidadãos em áreas urbanas, que podem ser de grande utilidade para as administrações públicas," disse o professor Ángel Juan.

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