El proyecto consiste en la construcción de una herramienta de software que facilite la interpretación de arquitecturas de software basadas en componentes descritas usando el cálculo Rho-arq, dicha herramienta brinda la facilidad para exponer de manera gráfica al arquitecto de software la estructura y el flujo de ejecución descritos en la expresiones de la arquitectura objeto de estudio. Esta herramienta fue construida considerando varios módulos que, en conjunto, estan en capacidad de interpretar expresiones conformes a la sintaxis y semántica operacional del cálculo Rho-arq, de acuerdo con el formato del lenguaje de edición científica LaTex, y de convertir dichas expresiones a elementos gráficos de la notación UML2.x.

La consolidación de las tecnologías computacionales para grid junto a la evolución tecnológica de las redes inalámbricas de sensores se ha convertido en el insumo necesario para el desarrollo de la Plataforma de Computación Grid para Redes Inalámbricas de GeoSensores. La plataforma tiene como propósito ofrecer a la sociedad aplicaciones científicas para el apoyo de procesos que el ser humano por su condición no podría llevar a cabo, tales como monitoreo de especies, monitoreo de fenómenos o desastres naturales entre otros. En la actualidad existen middleware como Globus Toolkit - GT4, herramienta de código abierto que permite la construcción de infraestructuras y aplicaciones grid, proporciona acceso uniforme y seguro a recursos de almacenamiento y computación remota, además incluye software para seguridad, gestión de recursos, tareas, datos e información. La plataforma presenta una arquitectura de tres capas denominadas Aplicación, GeoSensor Grid y GeoSensores, este proyecto se ocupa de la integración de los servicios de Observación, Planificación, Registro y Persistencia en la capa GeoSensor Grid, de la integración de los portlets de cada servicio en Portal Grid y su interacción con el usuario final, y de la comincación entre el mundo físico o simulado de la red de geosensores y la plataforma grid mediante GridSink. Se describe la arquitectura de GridSink y sus servicios de Configuración, Simulación y Visualización. El servicio de Configuración permite al usuario establecer los parámetros indicados por OmNET++ en su marco de trabajo Castalia, parámetros necesarios para ejecutar la simulación teniendo en cuenta los datos de geolocalización de los sensores previamente registrados en la base de datos grid bdGeoSensor

En una aplicación de robótica colaborativa, el éxito de la tarea desarrollada por el sistema multiagente (MAS) depende en gran medida de la capacidad de comunicación de los agentes, la cual se ve reflejada en las medidas de desempeño de la red móvil ad hoc (MANET) subyacente. Estas medidas están ´íntimamente relacionadas con la capacidad de las rutas para transportar los flujos generados por la aplicación, pero la dependencia entre ellas obedece a una gran cantidad de fuentes de incertidumbre, algunas relativas al medio inalámbrico como el radio de transmisión limitado, el ancho de banda reducido, los errores de transmisión y la perdida de paquetes, y otras relativas al carácter móvil de las estaciones como la dinamicidad de la topología, la energía reducida y el particionamiento de la red cuando aumenta la velocidad con la que se movilizan los agentes. Una de las dificultades fundamentales es, precisamente, que los protocolos normales de control de flujo y congestión de la red no garantizan los niveles mínimos de desempeño (QoS Quality of Service-) que se suelen suponer en el diseño de aplicaciones basadas en sistemas multiagente robóticos. En esta tesis se provee un mecanismo de control de congestión para la MANET subyacente a un MAS. Para este propósito se han diseñado controladores lógicos difusos que regulan de manera distribuida el intervalo de tiempo entre transmisiones en cada fuente de tráfico del MAS, de acuerdo con medidas de tráfico como la tasa de pérdida de paquetes y el retardo.

Los algoritmos evolutivos han probado ser viables como alternativas para modelar problemas del mundo real. Es así como en los últimos años, la complejidad de los problemas abordados se ha incrementado pasando de abordar problemas mono-objetivo a problemas multiobjetivo. Este documento presenta el uso de estas técnicas metaheurísticas como una alternativa para el modelamiento del fenómeno biológico de las cuasiespecies. El documento se divide en tres partes principales así: Inicialmente se presenta una fundamentación teórica sobre el fenómeno de las Cuasiespecies, descrito desde el punto de vista biológico y las observaciones provenientes de la replicación de dicho fenómeno por vía experimental utilizando la técnicas de cultivo in vitro y ciclos de amplificación PCR1. A continuación se presenta una revisión de los algoritmos evolutivos multiobjetivos y sus generalidades. Una vez se han abordado los temas anteriores se presenta los Mapas de Red Acoplados, utilizados para modelar paisajes de fitness2 dinámicos, definiendo los componentes matemáticos de la función de fitness a optimizar utilizando las técnicas metaheurísticas descritas en el apartado anterior. Posteriormente se hace una reseña sobre los algoritmos evolutivos que trabajan frente de Pareto, con el objetivo de demostrar su pertinencia para dar solución al tema abordado. Finalmente se describen los algoritmos implementados en la investigación, y se concluye con los resultados obtenidos durante la misma.

Esta tesis doctoral estudia el problema de toma de decisiones conocido como programación de tareas (scheduling) en sistemas de servicios, el cual tiene un alcance de nivel operativo, donde las decisiones se deben tomar en un corto plazo y por tanto es necesario contar con métodos que permitan entender como un analista humano podría abordarlo. Esta situación empieza al momento de identificar un problema de programación de tareas, después debe definir una medida de desempeño y posteriormente seleccionar una técnica para resolverlo. Además, dada la complejidad propia de este problema, al ser de orden combinatorio, se suma la complejidad de los sistemas de servicios por características como la intangilidad, heterogeneidad, coproducción y variabilidad, que hace difícil su clasificación y por tanto la identificación de sus problemas. Por otro lado, es usual encontrar que en este proceso no se utilizan herramientas informáticas, ni profesionales relacionados en esta labor, así como el conocimiento acerca de esta función no es sistematizado, por tanto, no se tiene una adecuada gestión del conocimiento de esta función operativa. Para dar una aproximación a este problema, se propone un sistema experto híbrido compuesto por dos subsistemas. El primer subsistema determina el tipo de sistema de servicio y sus principales características de acuerdo con un sector (primario, manufactura, o servicio), a una sección y a una división del CIIU (Código de Clasificación Industrial Internacional Uniforme). El segundo subsistema toma como información de entrada la salida del primero y un conjunto de variables definidas para determinar el tipo de problema de programación de tareas, la medida de desempeño y la técnica de solución recomendada, a través de tres sistemas basados en reglas ejecutados en cascada.

En el presente documento se expone una estrategia para disminuir el fracaso que existe en el proceso de apropiación del conocimiento para soportar la toma de decisiones en organizaciones de producción de bienes y servicios.  Se evidencia la falta de hacer efectivo el conocimiento para obrar y tomar decisiones, es decir no se potencia el uso del conocimiento por deficiencia en el sistema logístico requerido para su apropiación. Se busca mostrar un camino para hacer que las organizaciones se provean de inteligencia por lo que se propone la utilización de un sistema de aprendizaje organizacional, basado en el diseño de un operador de integración logística de conocimiento construido a partir de la unión sinérgica de sistemas de gestión de conocimiento y de sistemas de soporte a la decisión.

La integración de recursos energéticos distribuidos (DER, por sus siglas en inglés) en redes de distribución presenta una dispersión con una baja apropiación de estos en la gestión de los recursos energéticos por parte del operador de red (OR) (Niknam, Ranjbar y Shirani, 2005; Bouffard y Kirschen, 2008; Levin y Thomas, 2016. De igual forma, se observa un desarrollo incipiente de los mecanismos de integración de DER, los cuales básicamente están centrados en soluciones en lo concerniente a la autogeneración y, generalmente, están ligados a proyectos aislados, caracterizados por baja sostenibilidad y por ofertar ocasionalmente algunos servicios auxiliares a las redes eléctricas (Ilic, Black y Prica 2007; Yano et al. 2012; Faria et al., 2014; Dietrich et al., 2015; Yang, Zhang y Xiao, 2015). La presente tesis doctoral se ha enfocado en proponer un AI de DER en el nivel de distribución del sistema eléctrico, lo que permite una integración económica y tecnológica de ellos, mediante de su participación como oferentes de excedentes de energía y servicios para la red. Metodológicamente, se realizó el diseño de la estructura y la funcionalidad del AI de DER propuesto por medio de herramientas de modelamiento como el UML (Lenguaje de Modelamiento Universal). El modelamiento matemático para los costos de los productos energéticos que puede ofertar el AI a la red: servicios de desconexión de potencia y venta de excedentes de energía, se ha realizado a partir de la configuración de problemas de optimización del tipo entero-mixto, teniendo en cuenta los aspectos normativos vigentes en los ámbitos nacional e internacional. En cuanto al comportamiento estocástico de algunos recursos DER se ha hecho uso de funciones de distribución de probabilidad tipo Weibull y los criterios de Adisson-Dassler. Finalmente, aspectos ligados al control automático de procesos sobre los DER fueron simulados con software de automatización: Fluid SIMM 3.6, Matlab 2016 y Gxdeveloper 3.2. La verificación se realizó con ayuda de Digsilent 15.1, DSS-SIMM 2012 y Power World 2007. Como productos o resultados de la tesis doctoral se encuentra el diseño del AI en una plataforma de acceso en el espacio de computación en la nube y el planteamiento formulaciones matemáticas y problemas de optimización para la venta de los excedentes de energía a partir de GD y para la venta de los servicios de desconexión de potencia con RD que se ofertan al OR. De la misma manera, se diseñaron diferentes formas de participación de los usuarios con sus DER en la oferta de productos energéticos a la red.La integración de los DER a través del AI propuesto ha mostrado la viabilidad de su participación activa en tareas concretas de aplanamiento de la curva de demanda, la respuesta ante picos de demanda y el mejoramiento de los perfiles de tensión en la red. Como conclusión general, la tesis doctoral diseñó un AI de DER que se incorporara en la red eléctrica en calidad de actor dentro de la gestión que se realiza a nivel de distribución y comercialización de manera conjunta con el operador de la red y prestando servicios a este. Dicho AI estará inicialmente adscrito al comercializador, pero puede llegar a manejarse en forma de un ente independiente si llega a ser necesario en un futuro cercano.

A nivel mundial la regulación para la prestación del servicio de acueducto está basada en costos del servicio por parte de la empresa (sobre todo en la demanda futura), los cuales son indicadores para calcular insumos y costos de producción del bien y del servicio. La eficiencia, suficiencia financiera y presupuestal depende en gran medida de la exactitud de las mediciones y proyecciones determinadas para un entorno de mercado. La suficiencia financiera se centra en proyecciones de costos y tasas de descuento que remuneren las inversiones. Para responder a estas exigencias y a las distorsiones socioeconómicas regionales dentro de un proyecto de investigación científica, se propuso la creación de un modelo para regular el sector de agua potable en escenarios de equilibrio inestable que considerara criterios de solidaridad y orientara la priorización de inversiones eco-ambientales, para ello se plantearon dos (2) posibles herramientas de pronóstico entre el periodo 2006 – 2040 para la ciudad de Bogotá como modelo: la primera (1), redes neuronales y la segunda (2), series de tiempo, de las cuáles solo la segunda generó resultados validables encontrando que: los estratos 1 y 2 muestran incrementos en la demanda, mientras que los estratos 3, 4, 5, 6 y el sector comercial tienden a decrecer en su consumo.

Los sistemas para la gestión de energía en el hogar (HEMS), han empezado a desempeñar un papel importante en el nuevo contexto energético, debido a la modernización de los sistemas de generación, transmisión, distribución e instalaciones eléctricas de usuarios finales, y a la incorporación de las fuentes de energía renovable en el hogar. Esto contribuye favorablemente en aspectos técnicos, económicos, sociales y ambientales a la mejora de las condiciones de operación para los usuarios residenciales y para el sistema energético en su conjunto, pues permiten realizar operaciones para el monitoreo, supervisión y control de los dispositivos que se conectan en el hogar, permitiendo realizar gestión de los mismos para implementar programas de ahorro de energía en tiempo real y de autogeneración con el fin de implementar estrategias de gestión activa de la demanda (GAD) de energía. La presente tesis doctoral aborda la gestión de la energía eléctrica domiciliaria según las necesidades del usuario residencial y en concordancia con el entorno, con el fin de aportar a la operación integral del sistema eléctrico con nuevos esquemas para el uso de la energía y participando en la toma de decisiones relacionadas con el consumo y/o generación de energía, con fundamento en estrategias para la GAD a partir de cambios en los hábitos de consumo, lo cual convertirá al usuario en un usuario activo. Para ello se propone un prototipo de sistema de gestión de energía eléctrica domiciliaria, el cual se denominó GEDE, que involucra las tecnologías de la información y las comunicaciones para realizar los procesos de medición de energía en las fuentes de alimentación y en los dispositivos que se quieren gestionar, con el fin de transmitir la información por la línea de potencia a un sistema central, para luego procesarla para actividades de supervisión, monitoreo y control en tres modos: manual, semiautomático y automático, los cuales operan con algoritmos de decisión. El anterior prototipo se ha diseñado e implementado teniendo en cuenta el uso de protocolos de comunicaciones estándar en el contexto del Internet de las Cosas. Se otorga especial cuidado al análisis de la variable externa social enfocada a cambios en los hábitos de consumo de energía del usuario activo, con el fin de determinar acciones que involucren su interacción con el sistema eléctrico, incluyendo a un agente que se denomina agregador, quien proporciona los medios para proponer estrategias de gestión activa de la demanda domiciliaria, facilitando la interacción entre el usuario y los mercados energéticos. Para esto se implementó un modelo utilizando técnicas de dinámica de sistemas, que incluye el comportamiento típico de los usuarios y posibles cambios en los hábitos de consumo de energía. Este modelo se aplicó al caso de los usuarios de estrato 4 de la ciudad de Bogotá D.C. En el proceso de la investigación se unieron los elementos descritos anteriormente, y los resultados obtenidos evidencian que la participación del usuario activo es una oportunidad para contribuir con la operación del Sistema Eléctrico Nacional, bien sea como generador de su propia energía o a través de un cambio en los hábitos de consumo, pero que se requieren ajustes en el marco regulatorio nacional para incentivar su participación.

El Pinus patula es una especie arbórea de amplio uso en nuestro país, pero los modelos que se emplean actualmente para estimar su volumen aprovechable son dispendiosos, segmentados y permiten obtener apenas una exactitud aceptable, por lo que esta propuesta de investigación se enfoca en proponer una función polinómica del ahusamiento del fuste para esta especie, de manera que se puedan realizar estimaciones confiables del volumen comercial y/o total. Para proponer la única función polinómica, se realizaron mediciones de la altura total y diámetros del fuste a diferentes alturas para árboles con diferentes edades en una plantación establecida en la finca El Guásimo. El muestreo se realizó en parcelas circulares de 500 m2 cada una, ubicadas al azar y en diferentes sitios de la plantación. Una vez obtenidos resultados preliminares satisfactorios de la estimación del volumen, se confrontó el modelo con individuos apeados, trozados y cubicados por el método de Smalian (1806). La prueba de bondad del modelo polinómico propuesto se realizó sobre estadísticos como los coeficientes de correlación y de concordancia de Lin. Luego, se modeló la curva de altura y se extendieron las expresiones obtenidas a todos los árboles muestra con el fin de estimar el volumen de madera en pie de la plantación. El modelo generado tuvo sustento estadístico y matemático sólido en la selección de las parcelas y de los individuos, lo mismo que en la descripción total del perfil del fuste mediante una única función polinómica y en el cálculo del valor de la concordancia entre el par de métodos que estimaron el volumen de la misma muestra. Los resultados obtenidos para el perfil de ahusamiento, la intercambiabilidad de los métodos para la estimación del volumen, las curvas de altura y el cálculo de existencias de madera de la plantación fueron muy favorables al compararlos con los reportados en la literatura. Se espera que los modelos generados en este estudio sean la base de un método que mejore la exactitud en la estimación del volumen en los inventarios forestales y que puedan emplearse en otras regiones y no sólo en la localidad de estudio, realizando los ajustes correspondientes.