Optimizacion de rutas para reciclaje en St. Joseph

Aplicacion web completa para distribuir camiones de reciclaje y optimizar sus rutas diarias en St. Joseph, MO. El sistema expone un backend en Python que consume la API de optimizacion de Mapbox y un frontend ligero que visualiza las rutas, genera enlaces a Google Maps y guarda el historial.

Caracteristicas principales

• Alta de empresas y autenticacion con tokens JWT.
• Registro dinamico de camiones con direcciones de inicio y fin.
• Carga de puntos de recoleccion (hasta 9 paradas por camion, tal como exige Google Maps).
• Asignacion automatica de zonas mediante clustering geografico y calculo de rutas optimizadas con Mapbox.
• Generacion de enlaces para compartir las rutas en Google Maps.
• Historial persistente de ejecuciones con posibilidad de consulta y eliminacion.

Estructura del proyecto

software/
|- backend/
|  |- app/
|  |  |- main.py               # FastAPI y puntos de montaje
|  |  |- config.py             # Configuracion via .env / pydantic-settings
|  |  |- database.py           # Conexion SQLAlchemy (SQLite por defecto)
|  |  |- models.py             # Modelos ORM: usuarios y historial
|  |  |- schemas.py            # Modelos Pydantic para requests/responses
|  |  |- security.py           # Hashing + JWT
|  |  |- services/             # Integracion Mapbox + motor de optimizacion
|  |  \- routers/              # Rutas de autenticacion y optimizacion
|  |- requirements.txt
|  |- .env.example
|  \- seed.py
\- frontend/
   |- index.html
   |- styles.css
   |- app.js
   \- config.js

Requisitos previos

• Python 3.11 o superior.
• No se requiere Node: el frontend es estatico y se sirve con cualquier servidor web.
• Token de Mapbox con acceso a Optimized Trips y Geocoding.

Configuracion del backend

cd backend
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate  # en Windows: .venv\Scripts\activate
pip install -r requirements.txt
cp .env.example .env

Edita .env y establece MAPBOX_TOKEN, SECRET_KEY y demas variables segun tu entorno. Puedes definir varias URLs permitidas para CORS usando ALLOWED_ORIGINS separadas por comas (por ejemplo, agrega la URL de Vercel).

Inicializar base de datos y usuario de prueba

python seed.py

El comando crea backend/data/optimizer.db y registra el usuario [email protected] con contrasena changeme123.

Ejecutar servidor FastAPI

uvicorn app.main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --reload

Endpoint de salud: GET http://localhost:8000/health.

Configuracion del frontend

1. Edita frontend/config.js y reemplaza YOUR_MAPBOX_TOKEN por tu token real. Ajusta apiBaseUrl a la URL del backend.
2. Sirve la carpeta como sitio estatico, por ejemplo:

cd frontend
python3 -m http.server 5173

Visita http://localhost:5173 en tu navegador.

Flujo de uso

1. Registro: crea tu empresa con el formulario de alta y luego inicia sesion.
2. Configura el dia: agrega camiones (nombre, direccion de salida, direccion final) y las direcciones a visitar.
3. Optimiza: pulsa "Optimizar rutas". El sistema geocodifica, agrupa las paradas por zonas y llama a Mapbox Optimized Trips para cada camion.
4. Resultados:
   • Se muestra un resumen con distancia y duracion agregadas.
   • Se despliega la asignacion por camion con enlaces a Google Maps (maximo 9 paradas por camion mas origen/destino).
   • El mapa dibuja los recorridos optimizados con Mapbox GL.
   • El historial guarda la ejecucion con fecha y enlaces para futuras consultas.

Endpoints principales

Metodo	Ruta	Descripcion
POST	/api/auth/register	Alta de empresa (email unico)
POST	/api/auth/login	Inicio de sesion (devuelve token bearer)
POST	/api/routes/optimize	Ejecuta la doble optimizacion y guarda historial
GET	/api/routes/history	Lista las ultimas ejecuciones del usuario
DELETE	/api/routes/history/{id}	Elimina una ejecucion del historial

Notas tecnicas

• Doble optimizacion: utiliza clustering k-means (NumPy) para repartir paradas entre camiones respetando el limite de 9 paradas, y luego solicita a Mapbox la ruta optimizada de cada grupo.
• Seguridad: contrasenas cifradas con bcrypt y autenticacion via JWT Bearer.
• Persistencia: SQLite por defecto; basta con cambiar DATABASE_URL para usar otro motor compatible.
• Google Maps: cada ruta genera un enlace https://www.google.com/maps/dir con origen, destino y hasta nueve waypoints.

Pruebas del backend

cd backend
pip install -r requirements.txt
pip install -r requirements-dev.txt
pytest

Los tests utilizan una base SQLite temporal y stubs para Mapbox, por lo que no consumen la cuota del token ni modifican datos reales.

Proximos pasos sugeridos

• Incorporar gestion completa de usuarios (cambio de contrasena, recuperacion, roles).
• Agregar validaciones de geocodificacion desde la interfaz (sugerencias de direcciones).
• Ampliar reportes diarios y estadisticas por zona o camion.
• Automatizar despliegue (Docker Compose, CI/CD) segun las necesidades de la empresa.

Con este codigo tienes un punto de partida funcional para la operacion de reciclaje en St. Joseph.