- Aplicación de la economía computacional basada en agentes a la asignación estratégica de slots aeroportuarios
- Consorcio: Nommon (coordinador), ALG, Insisoc (Social Systems Engineering Centre) de la Universidad de Valladolid, Universidad de Trieste.
- 2013 – 2015
Contexto
El actual reglamento europeo para la asignación de slots aeroportuarios, que aplica y desarrolla los principios del proceso de asignación de slots de IATA, ha demostrado ser insuficiente para hacer frente a la brecha entre la capacidad y el tráfico y no es coherente con un uso económicamente eficiente de la capacidad ni con una competencia justa en aeropuertos congestionados. Los mecanismos de mercado pueden proporcionar los incentivos económicos adecuados para favorecer un uso más eficiente de la capacidad disponible, así como una mayor flexibilidad para que las aerolíneas adapten su cartera de slots a sus objetivos comerciales y restricciones de planificación, pero también implican una serie de riesgos, desde el posible impacto en los costes operativos de las aerolíneas hasta imperfecciones en el funcionamiento del mercado.
El proyecto ACCESS
ACCESS abordó la asignación de slots aeroportuarios desde la perspectiva de los sistemas complejos adaptativos. Por la naturaleza de los problemas de asignación combinatoria subyacentes tanto a las subastas primarias como al intercambio de slots en el mercado secundario, la economía computacional basada en agentes proporciona un marco particularmente adecuado para llevar a cabo un estudio riguroso de las alternativas para el diseño de instrumentos basados en el mercado, permitiendo la modelización y exploración de características —como la racionalidad limitada, el comportamiento evolutivo y la asimetría de la información— que no son adecuadamente capturadas por enfoques clásicos de la economía y la investigación operativa.
El proyecto analizó los mecanismos actuales de asignación de slots aeroportuarios en Europa y las experiencias prácticas con mecanismos de subasta en otros sectores, lo que sirvió de base para formalizar diferentes diseños de mercado para la asignación de slots aeroportuarios. Luego se construyó un entorno de prueba que incluye un modelo de la red de transporte aéreo y modelos de comportamiento de los distintos actores del transporte aéreo. Finalmente, se definió un conjunto de escenarios y se usaron los modelos y herramientas desarrolladas para evaluar el impacto de los mecanismos propuestos.
Lee el “position paper” de ACCESS: Application of Agent-Based Computational Economics to Strategic Slot Allocation.
Objetivos
ACCESS tuvo los siguientes objetivos:
- Realizar un análisis cuantitativo del margen de mejora del sistema actual de asignación de slots aeroportuarios.
- Revisar diferentes mecanismos de mercado utilizados en otros sectores y analizar si podrían ser adecuados para abordar el problema de la asignación estratégica de capacidad en aeropuertos.
- Formalizar los mecanismos escogidos como resultado del análisis anterior.
- Desarrollar un marco teórico para la evaluación de los mecanismos de asignación de slots aeroportuarios con el objetivo de analizar su impacto en el rendimiento de la red y los costes y beneficios para los distintos actores del transporte aéreo.
- Desarrollar una herramienta software que, implementando el marco teórico desarrollado, permita probar los mecanismos propuestos, incluyendo un modelo de simulación y un módulo de análisis de datos para facilitar la interpretación de los resultados de las simulaciones.
- Proporcionar una evaluación de los mecanismos de mercado propuestos a nivel europeo, identificando las principales palancas y barreras para su implementación.
- Proponer una hoja de ruta para la implementación de las soluciones más beneficiosas.
Resultados
ACCESS desarrolló una plataforma de simulación basada en agentes que permite la evaluación de diversos mecanismos de asignación de slots aeroportuarios en diferentes escenarios. El Documento de Trabajo Agent-Based Simulation of Airport Slot Allocation Mechanisms: Analysis of Results proporciona una visión general de la plataforma de simulación ACCESS y describe los experimentos de simulación realizados en el marco del proyecto.
El primer conjunto de experimentos de simulación exploró el uso de subastas combinatorias para la asignación primaria de slots aeroportuarios. Los experimentos muestran la capacidad de la subasta para equilibrar la capacidad y la demanda y nos permiten analizar el impacto de diferentes parametrizaciones en la dinámica de la subasta, en particular en los tiempos de convergencia, lo que nos ayuda a derivar recomendaciones para optimizar el diseño de la subasta.
Un segundo conjunto de experimentos permitió comparar la asignación de slots aeroportuarios basada en subastas y el mecanismo administrativo actual de asignación de slots basado en derechos adquiridos (grandfather rights). Estos experimentos muestran que la subasta permite la asignación de la capacidad aeroportuaria a aquellas aerolíneas capaces de hacer un mejor uso económico de la misma. Al mismo tiempo, estos experimentos demuestran la capacidad de la plataforma de simulación ACCESS para capturar la distribución de costes y beneficios de diferentes mecanismos de asignación de slots aeroportuarios entre las diferentes partes interesadas. Los resultados obtenidos muestran que una evaluación adecuada de los diferentes mecanismos de asignación de slots requiere no sólo un análisis del excedente total (bienestar social), sino también de la forma en que este excedente se distribuye entre los distintos actores, como paso necesario para comprender la aceptación de posibles cambios regulatorios por parte de dichos actores.
Documentos de trabajo
- ACCESS Working Paper 1: Performance of the Current Airport Slot Allocation Process and Stakeholder Analysis Report.
- ACCESS Working Paper 2: Review of Auction-Based Markets.
- ACCESS Working Paper 3: Market-Based Mechanisms for Airport Slot Allocation: Formalisation and Assessment Criteria.
- ACCESS Working Paper 4: ACCESS Simulation Framework Specification.
- ACCESS Working Paper 5: ACCESS Simulation and Analysis Toolset.
- ACCESS Working Paper 6: Agent-Based Simulation of Airport Slot Allocation Mechanisms: Analysis of Results.
Publicaciones científicas
- Ranieri, A., Alsina, N., Castelli, L., Bolić, T., Herranz, R. (2013). Airport slot allocation: performance of the current system and options for reform. Proceedings of the 3rd SESAR Innovation Days, Stockholm, Sweden, November 2013.
- Ramírez, M., Araúzo, A., Villafáñez, F., López-Paredes , A. (2014). System of Systems Engineering for the Airport Slot Allocation Problem. Proceedings of the 2014 9th International Conference on System of Systems Engineering (SOSE), Adelaide, Australia – 9th-13th June 2014.
- Ramírez, M., Villafáñez, F., Araúzo, A., López-Paredes, A. (2014). Agent-Based Pilot Model for Alternative Primary Airport Slot Allocation with Price-Setting Auctions. Proceedings of the 4th SESAR Innovation Days, Madrid, Spain, November 2014.
- Herranz, R., Toribio, D., Ramírez, M., Villafáñez, F., Araúzo, J.A., Poza, D., Alsina, N., Garrigó, L., Castelli, L., Bolic, T. (2015). Price-Setting Auctions for Airport Slot Allocation: a Multi-Airport Case Study. Proceedings of the 5th SESAR Innovation Days, Bologna, Italy, December 2015.
- Pellegrini, P., Bolić, T., Castelli, L., Pesenti, R. (2017). SOSTA: An effective model for the simultaneous optimisation of airport slot allocation. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review Vol. 99, pp. 34-53.
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ACCESS en conferencias y congresos
- ACCESS Poster, en los SESAR Innovation Days 2013.
- Ranieri, A. (2013). Airport slot allocation: performance of the current system and options for reform. Presentación en los SESAR Innovation Days 2013.
- Ramírez, M. (2014). System of Systems Engineering for the Airport Slot Allocation Problem. Presentación en IEEE 9th International Conference on System of Systems Engineering 2014.
- Ramírez, M. (2014). Agent-Based Pilot Model for Alternative Primary Airport Slot Allocation with Price-Setting Auctions. Presentación en los SESAR Innovation Days 2014.
- Herranz, R. (2015). Price-Setting Auctions for Airport Slot Allocation: a Multi-Airport Case Study. Presentación en los SESAR Innovation Days 2015.
Este proyecto fue cofinanciado por EUROCONTROL en nombre de SESAR Joint Undertaking y la Unión Europea como parte del Paquete de Trabajo E en el Programa SESAR.