Código SNIES del Programa: 101686
Registro calificado: Resolución 5905 del 7 de junio de 2019, vigencia 7 años
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METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES PARA MICRORREDES ELÉCTRICAS RURALES AISLADAS EN ZONAS NO INTERCONECTADAS.

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La Generación Distribuida (GD) es una de las alternativas tecnológicas que permite la generación de energía eléctrica en las zonas más apartadas, ubicándose lo más cerca posible al lugar del consumo. En la actualidad no se ha logrado una estandarización que permita su implementación de forma masiva y mucho menos definir los estándares que le permitan a una infraestructura de comunicaciones implementar estrategias de gestión en microrredes rurales aisladas. En la presente tesis se propone una metodología para la determinación del sistema de comunicaciones en una microrred eléctrica rural aislada, con el propósito de gestionar los recursos en función de la estructura de conexión de los equipos de convertidores de energía. La metodología propuesta comprende las fases de análisis, diseño y validación, a partir de la estrategia de gestión seleccionada. En el análisis se establecen las condiciones de operación de la microrred aislada con la estrategia de gestión (centralizada o distribuida) y los requerimientos que  el sistema de comunicaciones debe cumplir para llevar a  cabo la operación y gestión de la microrred. En el diseño se establecen los criterios de selección del sistema de comunicaciones, estos criterios están descritos especialmente para el nivel terciario y finalmente, en la validación se realizan las simulaciones y la evaluación del sistema de comunicaciones seleccionado en el diseño. Establecida la metodología, se procedió a probarla para el escenario de gestión centralizada con tres casos y en el escenario de gestión distribuida con dos casos, logrando evaluar las pérdidas en la microrred y el efecto que introduce el retardo. 

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UN MODELO PARA LA INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA APOYADO POR LA GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO

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El presente documento presenta una investigación que posibilita la implementación de un modelo fundamentado en la gestión del conocimiento que apoyen la investigación en el área de ingeniería. El modelo se generaliza para cada enfoque interno o externo, dando como resultado varios modelos que se apoyan en la gestión del conocimiento, en el área de ingeniería en un entorno universitario. Estos dos enfoques se presentan así: el primero, es interno y está relacionado con la valoración de su conocimiento intelectual (capital intelectual), sus actores y sus procesos de investigación dentro de una organización universitaria, y el segundo es externo está relacionado con la universidad, el estado y la empresa, mediante la transferencia de conocimiento. De igual manera, se incluyó un estado del arte el cual se enfocó en algunos modelos de gestión del conocimiento generales y específicos en entornos universitarios. También se analizó los modelos de transferencia del conocimiento, identificándose las características con templadas en estos enfoques. Por otra parte, se aporta una selección de la información relacionadas con de los diferentes modelos encontrados en el análisis documental, lo cual permitió identificar los factores relevantes, construyendo así, indicadores de las actividades de gestión del conocimiento del modelo generalizado. En síntesis, se verifico, evaluó y ajustó los indicadores, con el propósito de considerar los impactos que optimicen cada modelo, en lo interno, en la gestión del conocimiento y en lo externo en la transferencia de conocimiento. Finalmente, Se hizo una validación de cada modelo mediante simulación. Se sintetizo y analizo los resultados para proponer un diseño de infraestructura organizacional que soportara el modelo de transferencia de conocimiento propuesto en esta investigación.

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ESTIMACIÓN DE VOLÚMENES DE MADERA EN PIE DE LA ESPECIE Pinus patula MEDIANTE POLINOMIO ÚNICO DE AHUSAMIENTO.CASO DE ESTUDIO: FINCA EL GUÁSIMO

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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 la plantación antioqueña de 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. La prueba de bondad del modelo polinómico propuesto se r alizó 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 foresta es y que puedan emplearse en otras regiones y no sólo en la localidad de estudio, realizando los ajustes correspondientes. 

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IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO PREDICTOR PARA LA TOMA DE DECISIONES EN REDES INALÁMBRICAS DE RADIO COGNITIVA

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La etapa de toma de decisiones espectrales en redes de radio cognitiva (CRNs) con topologías centralizadas depende entre otras variables de la fiabilidad del modelo de caracterización de los usuarios primarios (PUs), del método de procesamiento de las solicitudes en la estación base (BS) y del algoritmo de selección de canales; de acuerdo con (Masonta, Mzyece, & Ntlatlapa, 2013), (López, Trujillo, & Gualdron, 2015) entre otros autores, se hace necesario proponer y/o aplicar metodologías que estimen con mayor acierto la presencia/ausencia de los PUs en los canales licenciados, perfeccionar la forma en que se procesan las solicitudes en la BS y mejorar la sub-etapa de selección y asignación de canales en la CRN. En este sentido la tesis doctoral propone: 1) el uso de LSTM, ANFIS-GRID-FCM y SVM para predecir el comportamiento de los PUs, 2) plantea la posibilidad de gestionar anticipadamente las solicitudes de los usuarios secundarios en la BS (utilizando MLPNN) buscando reducir el tiempo necesario para la asign ción del espectro, 3) generar esquemas de selección de canales eficientes basados en la clasificación del espectro a partir de las técnicas de aprendizaje SVM y ANFIS. La metodología seguida para evaluar/validar los algoritmos que forman el sistema de toma de decisiones incluye como fuente de información la utilización de una base de datos que contiene el comportamiento espectral de PUs en diferentes canales en la banda licenciada GSM y de uso libre WiFi, y la generación mediante simulación de tráfico con criterios de QoS para los SUs; los lenguajes de programación utilizados para la construcción de los algoritmos se basa en el uso de C#, Java Script y Matlab. Los resultados evidencian: 1) un mayor porcentaje de acierto en la caracterización con LSTM y ANFISGRID-FCM, 2) una disminución en el tiempo de selección y asignación de canales mediante la utilización de una estrategía proactiva para la gestión de las solicitudes de los SUs en relación con el existente en el estado del arte, 3) que SVM y ANFIS son técn cas válidas para ser utilizadas en la selección de canales. Como conclusión, el sistema de toma de decisiones propuesto debe ser considerado como un aporte adicional para el mejoramiento de la etapa de decisión espectral en CRNs basadas en infraestructura, que  debe ser mejorado/complementado incluyendo factores tan importantes como la caracterización de los usuarios secundarios, la generación de esquemas que permitan la autoconfiguración de los nodos  cognitivos, e integración de otras etapas de la C 

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ACELERACIÓN DE LA MICROFÍSICA DE LLUVIA PARA “MODELO AVANZADO DE PREDICCIÓN DEL ESTADO DEL TIEMPO WRF” UTILIZANDO COMPUTACIÓN HETEROGÉNEA PARALELA

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El pronóstico del estado del tiempo, en la actualidad es guiado principalmente por modelos numéricos mediante la simulación de la dinámica atmosférica, permiten establecer las condiciones futuras basadas en las condiciones iniciales de las variables atmosféricas. Dado el número de variables meteorológicas, los complejos sistemas de ecuaciones no lineales y los métodos numéricos utilizados, es necesario dividir la región de análisis en grillas de un tamaño fijo, este tamaño de grilla determina la resolución del modelo y dependiendo la resolución, los resultados del pronóstico pueden tener probabilidad de acierto. Aumentar la resolución, significa disminuir el espaciado temporal de los puntos de grilla y por tanto aumentar el poder computacional requerido por la dinámica del modelo; al aumentar el poder computacional se involucran aspectos como la intercomunicación en nodos, el acceso a memoria local y remota, el acceso a los datos y la distribución de los mismos en toda la solución involucrada y el paso de men ajes para coordinar el trabajo de procesamiento distribuido involucrado: por estas razones es que varios estudios han establecido que aumentar la resolución 2 veces requiere el aumento del poder computacional en 10 veces, con los costos económicos asociados. En última década el uso de aceleradores gráficos y vectoriales, al igual que el uso de FPGAs, han permitido que se logre gran poder de cómputo con configuraciones mucho más simples y modelos de programación consistentes, este tipo de arquitecturas que mezclan procesadores y aceleradores ha sido denominada computación heterogénea. En la presenta investigación se exponen diferentes técnicas utilizadas para acelerar el modelo de pronóstico WRF en plataformas de cómputo heterogéneas. 

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ARQUITECTURA ALGORITMICA PARA EL RECONOCIMIENTO DE PATRONES FONÉTICOS DEL HABLA SUB-VOCAL EN EL ESPAÑOL

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El habla sub-vocal, es una técnica de reciente investigación, que puede ser aplicada para habilitar formas alternas de comunicación en diferentes escenarios como, ambientes de alta contaminación auditiva, personas con discapacidad en el aparato fonador, comunicación subacuática, entre otros. Esta técnica se fundamenta, en la información que se produce al intentar pronunciar un vocablo o una palabra, pero no se ve representada en una señal sonora. Es decir, estas señales representan la intención del habla antes de ser articulada. En este trabajo, se presenta una arquitectura algorítmica, para el reconocimiento de patrones de fonemas del idioma español, que permite instanciar dicha habla sub-vocal. Se realizó una adquisición de las señales producidas por el habla silenciosa, utilizando un micrófono de Murmuro No Audible (NAM), diseñado para tal propósito. Posteriormente, las muestras capturadas fueron procesadas y analizadas utilizando técnicas de análisis frecuencial y temporal. Además, se utilizaron métodos d  algoritmos basados en inteligencia artificial, para desarrollar una arquitectura de identificación de patrones, que permitió realizar la identificación de fonemas del idioma español. Como aporte de este trabajo, se obtuvieron diferentes resultados a partir de la implementación de distintas técnicas de análisis y extracción de características, así como, de clasificación y reconocimiento, haciendo uso de aprendizaje de máquina y un sistema digital para su ejecución en tiempo real, consiguiendo una identificación cercana al 90%.

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UNA APROXIMACIÓN A LA GESTIÓN AMBIENTAL DEL PIEDEMONTE AMAZÓNICO COLOMBIANO (FLORENCIA CAQUETÁ) DESDE LA COMPUTACIÓN BIOINSPIRADA DE ALTO DESEMPEÑO

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El objetivo de este trabajo es desarrollar una aproximación a la gestión ambiental a través de un modelo para la predicción de áreas propensas a las inundaciones en el piedemonte amazónico colombiano desde la computación bio-inspirada de alto desempeño. Se elaboró un diagnóstico de la gestión ambiental en el manejo de inundaciones a partir de casos de estudio: La Cuenca de la Quebrada La Perdiz y la quebrada la Sardina en el Municipio de Florencia Caquetá, zona central del piedemonte amazónico. Posterior al análisis se determinaron las variables significativas del modelo, para integrar aspectos de la gestión ambiental y la computación bio-inspirada, mediante la utilización de tres tipos de métodos: descriptivo, exploratorio y “proyecto factible”, de esta forma investir una herramienta de predicción en el ámbito de la hidrología para aportar a la visualización de áreas inundables y prevenir la pérdida de vidas humanas en el desarrollo de las inundaciones. Por último se verifico el modelo inspirado en un contex o de computación de alto desempeño, contrastando los datos históricos con los datos generados por el modelo propuesto. La aproximación a la gestión ambiental desde la computación bio-inspirada permitió contribuir con la definición de un nuevo modelo capaz de integrar aspectos ambientales, geográficos, de control y autónomos, para generar información relacionada con las inundaciones en el piedemonte amazónico Colombiano.

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MODELO DE INTEGRACIÓN DE SERVICIOS Y NIVELES EN SALUD QUE PERMITA VIABILIZAR LA RESPUESTA EFECTIVA Y RESOLUTIVA DEL SISTEMA DE SALUD COLOMBIANO

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La situación de la salud en el mundo ha mejorado de forma continua en los últimos años debido al incremento de programas de salud pública y de servicios de salud, consecuencia de cambios ambientales, socios culturales y tecnológicos disminuyendo las barreras físicas. Sin embargo, en algunos países en América Latina y especialmente en Colombia existen deficiencias en la distribución de los ingresos, recursos de infraestructura, viabilidad técnica y de accesibilidad financiera, sumándose el incremento en la movilidad y desplazamiento de las personas por factores asociados a la violencia doméstica, política y social ,que se traducen en pérdida de control sobre procesos esenciales y carencia de información significativa para la toma de decisiones en las instituciones; así como limitaciones en el seguimiento de las acciones desarrolladas sobre las poblaciones en los territorios, con una importante restricción en la integración de información entre las empresas prestadoras de servicios de salud. En el sector salud  l reto es garantizar la planificación, operación, seguimiento y evaluación del modelo de atención en salud. El cual requiere de un flujo permanente y sistemático de información con atributos de calidad, oportunidad, continuidad, confiabilidad e integralidad, que asegure la gestión de los niveles operativos, tácticos y estratégicos del sistema. 

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MODELO DE INTELIGENCIA COLECTIVA DE LOS SISTEMAS PEATONALES

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Los peatones representan uno de los principales actores y también las principales víctimas en los sistemas de movilidad a nivel mundial. Según cifras de la Corporación Andina de Fomento, el 51% de las víctimas de accidentes de tránsito en el mundo, son peatones. Esto representa impactos económicos, sociales y morales directamente sobre las víctimas, así como sobre su entorno familiar y sobre las ciudades. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud y la Organización Panamericana de la Salud, la reducción de la accidentalidad es una prioridad para el desarrollo de los países. A pesar de su importancia, los peatones y su dinámica no son considerados en la mayoría de estudios y métodos de diseño de sistemas de movilidad. Las normas para el diseño de sistemas de movilidad no consideran los peatones como entes autónomos, sino que presentan ciertos lineamientos únicamente referidos al diseño y dimensionamiento de la infraestructura; las guías para el diseño de sistemas peatonales, no tienen en cuenta su comp rtamiento, sino que se centran en ciertos componentes estáticos del sistema; los enfoques académicos se centran en el estudio del flujo de peatones en lugares específicos de la ciudad sin considerar sus relaciones con otros puntos u otros elementos del sistema de movilidad; y por último, los planes de movilidad peatonal solo consideran algunos de los componentes del sistema peatonal. Sin embargo, ningún modelo existente se centra en el estudio del comportamiento de los actores del sistema peatonal y de sus comportamientos emergentes. En este proyecto se propone un modelo de inteligencia colectiva que permite estudiar, analizar y explicar el comportamiento de los sistemas de movilidad peatonal considerando la complejidad de los sistemas sociales y consolidando el uso de la simulación. El modelo se construye siguiendo la metodología definida por el grupo de investigación Sistemas Expertos y Simulación (SES) para el análisis de problemas sociales y la metodología de análisis de factores (MicMac) de Michael Godet  robusteciendo las teorías sobre inteligencia colectiva. Se cuenta con un modelo computarizado basado en dinámica de sistemas, como resultado del despliegue del modelo de inteligencia propuesto, así como con una base de conocimiento sobre los sistemas peatonales, que permite verificar su aplicabilidad en un caso de estudio real en la ciudad de Bogotá-Colombia 

 

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