Análisis y simulación de tiempos de espera aplicando teoría de colas en la terminal de transportes de Popayán Cauca Colombia.
ANALYSIS AND SIMULATION OF WAITING TIMES APPLYING TAIL THEORY IN A TRANSPORT TERMINAL
J.E. Narváez Gómez , W.A. Ordoñez Luna , N.E. Paz Ruiz
jorgenarvaez@unicomfacauca.edu.co, walterordonez@unicomfacauca.edu.co

Corporación Universitaria Comfacauca
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Industrial
Popayán – Cauca

Resumen
El objetivo de estudio de este trabajo es medir el desempeño en la prestación de servicio del terminal de transporte Popayán (Cauca). Para dicho análisis se tomó el puente festivo correspondiente al 17 de octubre de 2016, siendo este uno de los escenarios en donde se presenta mayor flujo de personas en las diferentes empresas de transporte. La ruta evaluada correspondió a Popayán - Cali para las diferentes empresas que la manejaban. La determinación de esa ruta se basó en los datos estadísticos brindados por el terminal, quien la sitúa entre los primeros lugares en cuanto a afluencia. Mediante el desarrollo y aplicación de la metodología de Poisson para el análisis de líneas de espera se identificó que la tasa de servicio se distribuye exponencialmente. El servicio de llegada presentó una tendencia Poisson, presentando un solo servidor dentro de la estructura del servicio y fue modelada mediante un modelo matemático tipo (M/M/1). Este modelo permitió encontrar el nivel de desempeño de cada una de las empresas en observación. Finalmente, el estudio determinó que Taxbelalcazar es una de las empresas con mayor eficacia a la hora de prestar el servicio. Los resultados se corroboran mediante la simulación del modelo en el software para ingeniería FlexSim, concluyendo que, en este tipo de escenarios, alrededor de 259 personas no tienen la posibilidad de acceder al servicio.
PALABRAS CLAVE: modelos de líneas de espera, distribución, simulación.
Abstract

The objective of this study is to measure the performance in the service provision of the Popayán transport terminal (Cauca). For this analysis the festive bridge corresponding to October 17, 2016 was taken, this being one of the scenarios where there is a greater flow of people in the different transport companies. The route evaluated corresponded to Popayan - Cali for the different companies that handled it. The determination of this route was based on the statistical data provided by the terminal, which places it among the first places in terms of affluence. Through the development and application of the Poisson methodology for the analysis of waiting lines, it was identified that the service rate is distributed exponentially. The arrival service presented a Poisson trend, presenting a single server within the structure of the service and was modeled using a mathematical model type (M / M / 1). This model allowed to find the level of performance of each of the companies under observation. Finally, the study determined that Taxbelalcazar is one of the most efficient companies when it comes to providing the service. The results are corroborated by simulating the model in FlexSim engineering software, concluding that, in this type of scenario, around 259 people do not have the possibility of accessing the service.

KEYWORDS:waiting line models, distribution, simulation

INTRODUCCIÓN

Los tiempos de espera en terminales de transportes se han hecho tan comunes que a la hora de calcular el tiempo necesario para trasladarse de un lugar a otro es de vital importancia contemplarlos para evitar retrasos en compromisos personales (Rochel Benitez, 2000). En ocasiones es un paréntesis inevitable y molesto que puede tardar más tiempo que el mismo viaje, las líneas de espera varían en función de la ruta y las temporadas del año en las que se elija realizar el viaje (García, 2015).
Para una empresa como terminal de transporte de Popayán por el cual transitan alrededor de 502.614 usuarios por mes (Terminal de Transportes Popayan, Cauca, Colombia, 2016), es importante elegir un sistema de prestación de servicios acorde con la alta demanda del recurso de transporte, de lo contrario se generara una mala experiencia para el usuario lo que se verá reflejado en la mala percepción por parte de la empresa. Por medio de la aplicación de un modelo matemático que se rige por medio de parámetros que afectan de manera directa las líneas de espera la teoría de colas permite dar una estimación de la cantidad de recursos que debe haber disponibles para cumplir con las expectativas de los usuarios y encontrar un equilibrio entre tiempo de espera, tiempo de servicio y recursos disponibles (Badii, Guillen, Cerna, & Landeros, 2011).

METODOLOGÍA

 La metodología que se utilizó para llevar a cabo la investigación es explicada a continuación:
2.1. Selección De Empresas De Transporte a Estudiar.

Actualmente la terminal de Popayán, Cauca, Colombia, cuenta con 21 empresas de transporte de pasajeros habilitadas por el ministerio de transportes, con el objetivo de poder realizar una comparación entre líneas de espera, se seleccionaron las seis empresas de transporte con mayor cantidad de usuarios con destino a la ciudad de Cali, Valle del Cauca, Colombia, entre las cuales se encuentran Taxbelalcazar, Trans Timbio, Expreso Palmira, VeloTax, Rápido Tambo y Puerto Tejada.

2.2. Recopilación De Información
La precisión en la medición de tiempos entre llegadas de usuarios y los tiempos que demoran los servidores en prestar el servicio de recepción a los usuarios, es uno de los factores más importantes a la hora de alimentar los modelos matemáticos (Singer, Donoso, & Scheller-Wolf, 2008) para el análisis de líneas de espera, la llegada desmedida de usuarios al terminal de transportes de Popayán dificulta en gran medida la recolección de la información, con el fin de facilitar este proceso se crearon dos formatos de recolección de información.

2.3. Análisis De Datos

En esta etapa, se realizan las siguientes actividades:

2.4. Arquetipo Del Proceso Y Demora Del Sistema de líneas de espera

Por medio de la figura 1. se evidencia como se encuentra actualmente estructurado el sistema de prestación de servicios, una tasa de llegada de usuarios que se destruye de manera Poisson,  la generación de llegadas acumuladas como efecto de la alta demanda del servicio y una tasas de atención que se distribuye de manera exponencial (Hillier, Lieberman, & Osuna, 1997) (Martínez, 2009).


Figura 1. Arquetipo del sistema de líneas de esperas


RESULTADOS

Tomando como referencia la información recopilada sobre los tiempos de espera y durante el servicio en el terminal de transportes de Popayán Cauca, Colombia, en las empresas ya mencionadas anteriormente, se procede a aplicar la metodología de líneas de espera o teoría de colas.
3.1 Calculo De Tasas
Con base a los tiempos tomados, referentes al sistema de servicio prestado por las empresas, se calculó las tasas de llegada λ, que representa la totalidad del tiempo sobre el promedio de entrada y tasas de servicios µ: (λ= clientes/tiempo, µ= tiempo/clientes).

3.2 Aplicación De Ecuaciones De Líneas De Espera De Poisson

Para evaluar y analizar la eficacia en la prestación del servicio se aplican las siguientes ecuaciones propuestas por Poisson (Alcázar & García , 2012) (Gómez, 2011)para el análisis de modelo de líneas de espera:
  Proporción del tiempo que el sistema está ocupado o la probabilidad de que esté ocupado.
 Probabilidad de encontrar el sistema vacío.
  Número de unidades a encontrar en la cola.
Número de unidades a encontrar en el sistema.
  Tiempo de espera en la cola.
  Tiempo de espera en el sistema.

ANÁLISIS DE DATOS

Teniendo en cuenta el comportamiento de los datos recopilados se analizarán los datos globales, ósea en la totalidad del puente festivo y un análisis detallado para determinar horas de menos dificultad a la hora de adquirir el servicio.


Tabla1. Tasa De Llegada Y Tasa De Servicio

De acuerdo a los valores calculados de las tasas de llegada (λ), y las tasas de servicio (µ) en la tabla 1, se evidencio que Taxbelalcazar sobresale entre las seis empresas estudiadas, debido a que presenta la tercera tasa de atención más rápida con µ = 0,907 minutos/persona, a pesar de que también es quien mayor tasa de llegada genera con λ=85 personas/hora.

4.1. Porcentaje De Utilización Del Servicio


Grafica 1. Probabilidad de encontrar vacío el sistema

Teniendo en cuenta la globalización de los datos y que estos se tomaron en un puente festivo, se identificó que todas las empresas que fueron de interés para la investigación presentan un alto porcentaje de ocupación, lo que hace que la probabilidad de encontrar el servicio vacío se reduzca considerablemente, como se puede observar en la gráfica 2, la empresa que representa mayor oportunidad de encontrar el sistema vacío es Velotax con un 11%, la empresa con mayor ocupación del sistema fue Puerto tejada con un 98%.

 

4.2. Porcentaje De Utilización Del Servicio Por Horas

 
Grafica 2. Probabilidad de encontrar vacío el sistema por horas.
Como se observa en la gráfica 3, las probabilidades de encontrar el sistema vacío son muy bajas a lo largo del día, sin embargo, antes de las 10 de la mañana y entre las tres de la tarde y las cinco de la tarde se registra unos intervalos en los cuales el tiempo de espera para la obtención del servicio es menor.

4.3. Tiempo De Espera Para La Obtención Del Servicio.


Grafica 3. Tiempo De Espera En El Servicio y Cola
Teniendo en cuenta la elevada demanda que se presenta durante un puente festivo y teniendo presente que los días lunes y viernes es cuando más se utiliza el servicio, se calculó el tiempo promedio de esperado para obtener el servicio, la empresa Puerto Tejada con 62 minutos en promedio es quien presenta el mayor tiempo de espera y esto es apenas lógico ya que también es quien presenta el mayor porcentaje de tiempo ocupación. En cuanto a Trans Timbio, que es una de las empresas que mayor porcentaje de ocupación presenta, también es de las que menor cantidad de tiempo se espera para la obtención del servicio.

 

4.4. Tiempo De Espera Para La Obtención Del Servicio Por Horas.


Grafica 4. Tiempo de espera por horas

Como se observa en la gráfica 5, el tiempo a esperar podría elevarse hasta 200 minutos algo que podría entenderse como inconcebible, pero haciendo referencia a que este fue un puente festivo es muy frecuente encontrar esperas tan prolongadas, los intervalos donde se presentan menores esperas están considerados antes de las 10 de la mañana y entre las tres de la tarde y las siete de la noche.

SIMULACIÓN

5.1. Costos Asociados A La Espera

Se planteó conocer cuál era el costo que  conllevaba la espera o que distintos clientes deserten de la fila por falta de servicio cupos limitados  cansancio entre otras situaciones, por medio de los parámetros y variables calculados, se construyó el modelo de líneas de espera en la herramienta de simulación para ingeniería FlexSim, lo cual arrojo una cantidad promedio de 259 personas que estaban dejando de atenderse por día durante este puente festivo, para estimar un valor monetario para esta suma de personas, se planteó el supuesto que todos estos usuarios tenían como destino la ciudad de Cali, Valle del cauca, Colombia, sabiendo que el transporte hasta esta ciudad tiene un costo de $25.000 el costo total que tendrá seria de $6’475.000. por día.


. Costos asociados a la espera

5.2. Comparación Del Modelo Teórico Con El Simulación
Una vez definido las variables del modelo de colas en el software de simulación, se plantean los diferentes escenarios para cada una de las empresas de servicio mencionadas en el estudio y se procedió a correr la simulación.


Grafica 6. Simulación de modelo de colas M/M/1 en software FlexSim.

Al comparar las cifras de las medidas de desempeño del modelo teórico con las encontradas en el modelo simulado (tabla 1), se evidencia un comportamiento similar, esto se corrobora gracias a que el margen de diferencia entre los resultados de los dos modelos (Teórico y Simulado), está alrededor del 6% para el parámetro P y 5.63% para el parámetro Wq (ver grafica 3 y 4)


Tabla 2. Resultados Parámetro P software FlexSim.


EMPRESAS

 

Parámetro Teórico

 

Parámetro Simulación

% Diferencia Teórico Vs Simulación

P

Wq

p

Wq

P

Wq

Taxbelalcazar

96%

26

99,40%

36,12

3%

7,80%

Eco

96%

39

99,70%

43,85

4%

6,60%

Trans Timbío

93%

18

99,50%

9,53

6%

2,30%

Velotax

89%

59

87,60%

23,5

1%

11,30%

Rápido Tambo

93%

52

83,60%

45,7

9%

2,50%

Puerto Tejada

98%

62

84,60%

42

13%

3,30%

Tabla 3. Comparación de resultados. Elaboración Propia

OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUCIONES

REFERENCIAS

Bibliografía

  1. Alcázar , L. F., & García , C. A. (2012). Modelación de línea en espera para el Centro Integral de Atención al Cliente Norte (CIAC Calle 83), de EPM-Bogotá SA ESP. Bachelor's thesis, Universidad de la Sabana.
  2. Badii, M. H., Guillen, A., Cerna, E., & Landeros, J. (2011). Dispersión Espacial: El Prerrequisito Esencial para el Muestreo. Revista Daena (International Journal of Good Conscience).
  3. García, F. A. (2015). Tipología de visitante turístico y satisfacción de la experiencia turística en Santiago de Compostela. BAETICA. Estudios de Historia Moderna y Contemporánea.
  4. Gómez, F. A. (2011). Aplicación de teoría de colas en una entidad financiera: herramienta para el mejoramiento de los procesos de atención al cliente. Revista Universidad EAFIT , 51-63.
  5. Hillier, F. S., Lieberman, G. J., & Osuna, M. A. (1997). Introducción a la Investigación de Operaciones (Vol. 1). En F. S. Hillier, G. J. Lieberman, & M. A. Osuna, Introducción a la Investigación de Operaciones (Vol. 1). McGraw-Hill.
  6. Martínez, C. E. (2009). nálisis de redes de colas modeladas con tiempos entre llegadas exponenciales e híper erlang para la asignación eficiente de los recursos . Bachelor's thesis, Facultad de Ingeniería, Universidad Javeriana, 1-175.
  7. Rochel Benitez, J. J. (2000). Factores determinantes de la demanda de transporte aéreo y modelos de previsión. Boletín económico de ICE, (2652)., 41-48.
  8. Singer, M., Donoso, P., & Scheller-Wolf, A. (2008). Una introducción a la teoría de colas aplicada a la gestión de servicios. Revista ABANTE, 93-120.
  9. Terminal de Transportes Popayan, Cauca, Colombia. (2016). ESTADISTICAS DE PASAJEROS POR MES, AÑO 2016. Popayan, Colombia.

Estudiante de ingeniería Industrial, jorgenarvaez@unicomfacauca.edu.co, Corporación Universitaria Comfacauca – Grupo de Investigación Cadenas de Valor.

Estudiante de ingeniería Industrial, walterordonez@unicomfacauca.edu.co, Corporación Universitaria Comfacauca – Grupo de Investigación Cadenas de Valor.

Docente de Ingeniería Industrial, npaz@unicomfacauca.edu.co, Corporación Universitaria Comfacauca – Grupo de Investigación Cadenas de Valor.