Algunas aplicaciones de carretera actuales, tales como los servicios de información al viajero, llamadas de emergencia automáticas, control de flotas o telepeaje eletrónico, requieren una solución de calidad al problema del posicionamiento de un vehículo terrestre, que funcione en cualquier entorno y a un coste razonable. Esta tesis presenta una solución a este problema, fusionando para ello la información procedente principalmente de sensores de navegación por satélite y sensores inerciales. Para ello emplea un nuevo filtro de fusion multisensorial IMM-EKF. El comportamiento del sistema ha sido analizado en entornos reales y controlados, y comparado con otras soluciones propuestas. Finalmente, su aplicabilidad al problema planteado ha sido verificada. / Road applications such as traveller information, automatic emergency calls, freight management or electronic fee, collection require a onboard equipment (OBE) capable to offer a high available accurate position, even in unfriendly environments with low satellite visibility at low cost. Specifically in life critical applications, users demand from the OBEs accurate continuous positioning and information of the reliability of this position. This thesis presents a solution based on the fusion of Global Navigation Satellite Systems (GNSS) and inertial sensors (GNSS/INS), running an Extended Kalman Filter combined with an Interactive Multi-Model method (IMM-EKF). The solution developed in this work supplies continuous positioning in marketable conditions, and a meaningful trust level of the given solution. A set of tests performed in controlled and real scenarios proves the suitability of the proposed IMM-EKF implementation, as compared with low cost GNSS based solutions, dead reckoning systems and single model extended Kalman filter (SM-EKF) solutions.

El aumento del uso de internet en educación superior plantea una serie de retos para conseguir que esta tecnología contribuya, de una forma óptima, a la mejora del aprendizaje de los estudiantes. La teoría económica de la producción educativa destaca la importancia de incorporar internet como input productivo de la forma más eficaz y eficiente. La teoría sociológica de la brecha digital destaca la importancia de incorporarlo de forma que no excluya a ningún colectivo de alumnos. Partiendo de estas dos perspectivas, esta tesis tiene como objetivo principal identificar elementos llevan a una incorporación eficaz y no excluyente de internet en educación superior. Este objetivo general se ha dividido en 4 sub-objetivos: - Comparar la eficacia del uso de internet en educación para el aprendizaje interactivo con la del uso de internet en educación para el aprendizaje individual. - Estudiar la variación de los beneficios del uso de internet para la interacción en el aprendizaje según el grado de intensidad de dicha interacción. - Estudiar los efectos diferenciados del uso de internet para la interacción en el aprendizaje. - Estudiar cuáles son los determinantes del uso de internet para la interacción en el aprendizaje. Para cumplir con los objetivos se han utilizado datos de una muestra de algo más de 17.000 alumnos de tres universidades catalanas (una virtual y dos presenciales). Para ello, se han utilizado técnicas de reducción de la información para preparar las variables y, en la parte más analítica, se han estimado modelos de regresión, corrigiendo el sesgo de selección y la correlación intra-clase. Los resultados obtenidos demuestran que: - Utilizar internet para llevar a cabo un aprendizaje interactivo es eficaz a la hora de mejorar el rendimiento académico. Sin embargo, utilizarlo para un aprendizaje expositivo no tiene ningún impacto en los resultados académicos. - La productividad de la interacción online en el aprendizaje sigue pautas diferentes en la universidad online y en la presencial. En la primera sigue la primera la ley de rendimientos decrecientes mientras que en la segunda no, debido a una fase inicial de adaptación al medio. - Existen condicionantes del éxito del uso de internet para interactuar en el aprendizaje. Entre ellos destaca el elemento organizativo y las habilidades de uso de los estudiantes. - Pese a ser detectado como un uso positivo para mejorar el rendimiento académico, no todos los alumnos utilizan internet para la interacción con la misma intensidad. La utilidad es una variable explicativa del uso, pero más allá de ésta existen otras variables como la motivación por la que se estudia, los usos previos de internet fuera del contexto educativo o características sociodemográficas que dibujan el mapa de causas de la desigualdad de uso existente. En la tesis se discuten las implicaciones que estos resultados tienen para las políticas educativas y se proponen estrategias para incorporar internet en educación de una manera eficaz e igualitaria. / The wide incorporation of the Internet in higher education institutions raises some challenges about best uses of this technology. The economic theory of educational production highlights the importance of incorporating the Internet as a productive input, in the most effective and efficient way. The sociological theory of the digital divide highlights the importance of incorporating it in a non-exclusive way. Based in these two perspectives the main objective of this thesis is to identify elements that lead to an inclusive and effective incorporation of the Internet in higher education. This objective can be divided into four sub-objectives: • Compare the effectiveness of Internet use in education for interactive learning with the effectiveness of internet use in education for individual learning. • Study the variation of the benefits of using Internet for interactive learning according to the intensity of this interaction. • Study the different effects and the conditions that can enhance the benefits of Internet use for interactive learning. • Study the determinants of Internet use for interactive learning. To achieve this goal we have used data from a sample of over 17,000 students from three Catalan universities (one online and two). In order to analyze the data information reduction techniques have been used to prepare the variables and, in the analytical part, we have estimated regression models, correcting for selection bias and intra-class correlation. The results show: • The use of Internet to conduct interactive learning is an effective way to improve the academic performance. However, using it to conduct expository learning has no impact on academic outcomes. • The productivity of online interaction follows different patterns comparing online and face-to-face universities. In the first case the productivity is consistent with the diminishing returns law, while in the second case it is not true, due to an initial phase of adaptation to this internet use. • There are conditions for the success of using the Internet to interact in learning. These include the organizational elements and the student’s technological skills. • Despite being detected as a positive use to improve academic performance, not all students use the Internet for interactive learning with the same intensity. The utility is an explanatory variable of the variation of use but, beyond this, there are other variables (such as the motivation for the courses studied, the previous uses of the Internet, in a non-educational context, and some socio-demographic characteristics) that draw the map of causes of the inequality in the intensity of use. The thesis discusses the implications of these findings for educational policy and proposes some strategies to incorporate the Internet in an efficient and equal education.

L'objectiu central de la tesi és estudiar els processos que permeten aconseguir un desenvolupament local a llarg termini de les ciutats mitjanes a partir de la implantació d'una gran infrastructura com el Tren d'Alta Velocitat (TAV). Es parteix de la hipòtesi que el desenvolupament local urbà a partir del TAV depèn de factors objectius i de factors subjectius (dels subjectes), uns factors que prenen una forma particular en el desenvolupament de les ciutats mitjanes. La tesi es divideix en una primera part teòrica i segona de més aplicada.Diversos autors han arribat a la conclusió que la relació tradicional que s'ha donat entre les infrastructures de transport i territori parteix d'uns paradigmes deterministes, que s'exemplifiquen amb una relació de "causa-efecte". Per aquest motiu, s'han criticat els estudis sobre els efectes socioeconòmics de les infrastructures de transport, així com el mateix concepte d'"efecte". Aquesta crítica es repeteix els estudis sobre el TAV i les ciutats mitjanes, que arriben a la conclusió que el desenvolupament econòmic no és un fet automàtic i que no es poden predir les conseqüències a mig i llarg termini del TAV.El desenvolupament local a partir del TAV, doncs, estaria relacionat amb tres elements principals. En primer lloc, entendre que la ciutat -i el territori- és un fenomen complex i, com a tal, cal abordar-lo des de la teoria dels sistemes complexos. En segon lloc, la gran infrastructura ha de convertir-se en un recurs endogen (interconnexió amb la xarxa local d'actors i territorialització en el milieu de la ciutat) per a que pugui contribuir al desenvolupament. En tercer lloc, la dinàmica de governance dels actors és primordial, i es divideix en la gestió interna de la xarxa local (projecte local) i la gestió multinivell de les administracions.En base als referents teòrics, es construeix una metodologia per avaluar el grau de desenvolupament local que ha comportat el TAV en tres ciutats mitjanes de l'arc mediterrani europeu, Lleida, Avinyó i Novara, situades respectivament a Espanya, França i Itàlia. La metodologia preveu l'estudi d'aspectes tècnics de la ciutat com els de transport (Posició territorial de la ciutat a partir del TAV, Característiques de l'estació TAV), urbanístics (Model urbanístic a escala municipal/urbana, Model urbanístic a escala de l'estació) i econòmics (Diferents projectes econòmics de la ciutat relacionats amb el TAV). També preveu l'estudi d'aspectes organitzatius externs (Els agents supralocals i els seus projectes, Grau de conflictivitat i cooperació en les relacions dels agents locals i supralocals) i interns (Capacitat de creació d'un projecte de ciutat a partir del TAV, Agents que participen en el projecte local i la seva dinàmica, Àmbit territorial dels projectes). Finalment s'efectua una avaluació del procés i dels resultats del desenvolupament local.Com a conclusió es demostra que el procés de desenvolupament local a partir de les grans infrastructures de transport depèn, en bon part, de la capacitat de governance. Depèn, per un cantó, de la capacitat dels agents locals d'elaborar un projecte de desenvolupament i liderar unes estratègies d'aprofitament i, de l'altre, de la capacitat dels agents del territori (estatals, regionals, locals) de crear aliances i cooperació per planificar la infrastructura de transport. Finalment es presenten un seguit de recomanacions a les ciutats que volen planificar l'arribada del TAV per a que contribueixi a un desenvolupament amb les característiques d'eficàcia, sostenibilitat, productivitat i equitat. / The central goal of this thesis is to study the processes that allow to achieve a long-term local development of medium-sized towns from the implantation of a great infrastructure like High Speed Train (HST). Is started from the hypothesis that the urban local development from the HST depends on objective factors and on subjective factors (of subjects), some factors that take a particular form in the development of medium-sized towns. The thesis is divided into a theoretical part and a second applied part. Several authors have concluded that the traditional relationship between transport infrastructures and territory departs of some deterministic paradigms, such a cause-effect relation. For this motive, they have criticized the studies of socioeconomic effects of transport infrastructures, as well as the concept of "effect". These criticisms are made as well to the relation between HST and medium-sized towns. Many authors conclude that economic development is not an automatic fact and that consequences of HST can not be predicted in half and long term.Local development from the HST, then, would be related to three main elements. First, we need to understand that city and territory are complex phenomenons and, for this, it is necessary to approach them from the theory of complex systems. Second, the great infrastructure has to become an endogenous resource (interconnection with the local network of actors and territorialisation in the milieu of the city) to contribute to development. Third, dynamics of governance between actors is fundamental. It can be divided into internal management of local network (local project) and multilevel management of administrations.With regard to theoretical referents, a methodology is constructed to estimate the degree of local development that has entailed HST in three medium-sized towns of European Mediterranean arch, Lleida, Avingnon and Novara, placed respectively in Spain, France and Italy. The methodology proposes the study of technical aspects of the city like those of transport (Territorial position of the city in HST system, Characteristics of HST station), urban planning (Municipal urban planning model, Urban planning model at scale of station) and economy (Different economic projects of the city related to HST). It also proposes the study of external organizational aspects (Supra-local agents and their projects, Degree of conflictivity and cooperation between local and supra-local agents) and internal (Capacity of creation of a local project from HST, Agents that participate in local project and their dynamics, Territorial area of projects). Finally it is made an evaluation of process and results on local development.As a conclusion it is demonstrated that process of local development from great transport infrastructures depends, basically, on the capacity of governance. It depends, on one side, on the capacity of local agents to elaborate a development project and to lead some strategies and, on the other side, on the capacity of territorial agents (state, region, local) to create alliances and cooperation to planning the transport infrastructure. Finally, some recommendations are presented to the cities that want to plan the arrival of the HST and want to produce development with characteristics of efficiency, sustainability, productivity and equity.

El Problema de Enrutamiento de Vehículos (VRP) y sus diferentes variantes básicas son un dominio ampliamente estudiado en la comunidad científica de optimización. Algunos estudios han utilizado combinaciones específicas de restricciones encontradas en la vida real para definir los emergentes VRP Enriquecidos. Este trabajo aborda la integración de heurísticas, probabilidad sesgada, simulación, técnicas de computación distribuida & paralelas, y programación con restricciones. Los enfoques propuestos han solucionado algunas variantes del VRP: en primer lugar, las familias deterministas: VRP con flotas Heterogéneas (HVRP), VRP con flotas Heterogéneas y costo variable (HVRP-V), VRP con flota Heterogénea y Múltiples viajes (HVRPM), VRP con matriz de costo Asimétrica (AVRP), VRP con flota Heterogénea y matriz de costo Asimétrica (HAVRP), VRP con ventanas de Tiempo (VRPTW), y VRP Distancia limitada (DCVRP); en segundo lugar, las familias de naturaleza estocástica: VRP con Demandas estocásticas (VRPSD), y Problemas de Inventario y Enrutamiento de Vehículos con Demandas estocásticas (IRPSD). Una extensa revisión bibliográfica se ha realizado para cada una de estas variantes. Un primer enfoque propone la combinación de una aleatorización sesgada con heurísticas clásicas para la solución de problemas deterministas. Un segundo enfoque se centra en la combinación de heurísticas aleatorias con simulación (Simheuristics) para ser aplicados sobre los problemas estocásticos comentados. Por último, se propone un tercer enfoque basado en el trabajo conjunto de heurísticas aleatorias con programación de restricciones para resolver varios tipos de problemas de enrutamiento. Los algoritmos heurísticos desarrollados han sido aplicados en varios casos de referencia --entre ellos, dos estudios de casos reales de distribución en España-- y los resultados obtenidos son, en general, prometedores y útiles para los decisores. / The Vehicle Routing Problem (VRP) is a well known domain in optimization research community. Its different basic variants have been widely explored in the literature. Some studies have considered specific combinations of real-life constraints to define the emerging Rich VRP scopes. This work deals with the integration of heuristics, biased probability, simulation, parallel & distributed computing techniques, and constraint programming. The proposed approaches are tested for solving some variants of VRPs, namely, first, the deterministic families: Heterogeneous VRP (HVRP), Heterogeneous VRP with Variable cost (HVRP-V), Heterogeneous fleet VRP with Multi-trips (HVRPM), Asymmetric cost matrix VRP (AVRP), Heterogeneous fleet with Asymmetric cost matrix VRP (HAVRP), VRP with Time Windows (VRPTW), and Distance-Constrained VRP (DCVRP); second, the stochastic nature families: VRP with Stochastic Demands (VRPSD), and Inventory Routing Problem with Stochastic Demands (IRPSD). An extensive literature review is performed for all these variants, focusing on the main contributions of each work. A first approach proposes a biased-randomization of classical heuristics for solving the deterministic problems addressed here. A second approach is centered on the combination of randomized heuristics with simulation (Simheuristics) to be applied on the commented stochastic problems. Finally, a third approach based on the joined work of randomized heuristics with constraint programming is proposed to solve several types of routing problems. The developed heuristic algorithms are tested in several benchmark instances --between these, two real-life case studies in Spain are considered-- and the results obtained are, on average, highly promising and useful for decision makers.

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L’apparition massive de nids de poule sur chaussées bitumineuses a été observée en cours d’hiver sur de très courtes périodes de temps, caractérisées par l’alternance entre températures positives et fortement négatives accompagnée de précipitations pluvieuses. Ceci a conduit à rechercher un mécanisme spécifique de dégradation de couches d’enrobés bitumineux (EB) lié au comportement au gel des EB partiellement saturés en eau. Celui-ci a été étudié en laboratoire à partir d’essais à déformation libre ou empêchée, avec ajout de chaux pour certaines formules d’EB.Ces essais ont montré l’apparition de déformations de gonflement ou contraintes importantes induites lors du gel de l’eau interstitielle. D’autres essais utilisant l’IRM ont permis de visualiser le phénomène au sein du matériau. Sur la base de ces essais, nous proposons une loi de comportement thermoviscoélastique avec changement de phase pour EB. Un programme aux éléments finis a été développé (Free Fem++)pour intégrer cette loi dans le calcul de structures ; ce code couple les équations mécaniques et de diffusion de la chaleur prenant également en compte le changement de phase à travers la chaleur latente de solidification de l’eau interstitielle.Après validation du logiciel, celui-ci a été appliqué au calcul de structures bitumineuses bicouches représentatives des couches supérieures d’une chaussée. Les résultats mettent alors en évidence l’apparition de contraintes d’arrachement élevées à l’interface entre couches générées par le gel,susceptibles d’expliquer la formation de nids de poule. Un essai de laboratoire sur bicouche a confirmé la fragilisation de l’interface induite dès le premier cycle de gel. / Massive development of potholes occurring in bituminous pavements was observed during winters over short time laps characterized by temperature alternating between positive and highly negative values along with rainfalls. This led us to seek for a specific mechanism of degradation of asphalt concrete (AC) layers, related to the behavior of partially saturated AC subjected to freeze. Two types of laboratory tests were performed under traction free and restrained strain conditions to study the behavior of AC within this context, incorporating lime additive in some mix design formulations. These tests showed the development of large swelling strains or stresses induced by the phase change of pore water into ice. Additional tests using MRI allowed us to visualize this phenomenon from inside the material specimens. Based on these tests, we developed a thermoviscoelastic constitutive law including phase change for partially saturated AC. A Finite Element (FE) program was implemented (FreeFem++) to introduce the developed law instructural calculations; this FE code handles the coupling between mechanics and the heat equation, also taking into account the phase change through the latent heat of crystallization of pore water. After validating the software, this numerical tool was utilized to compute the response of bilayer bituminous structures representative of the upper layers of a pavement. The results obtained show the development of highfrost-induced pull-out stresses located at the interface between the layers, likely to explain the formation of potholes. A test carried out on a bilayer sample confirmed the weakening of the interface right after the first frost cycle.

In der Arbeit wird eine Methodik einer zusammenhängenden Analyse und modellhaften Beschreibung der Verkehrssicherheit in städtischen Hauptstraßennetzen am Beispiel der Stadt Dresden entwickelt. Die dabei gewonnenen Modelle dienen der Abschätzung von Erwartungswerten von Unfallhäufigkeiten mit und ohne Personenschaden unter Berücksichtigung der Verkehrsbeteiligungsart. Die Grundlage bilden multivariate Regressionsmodelle auf Basis verallgemeinerter linearer Modelle (GLM). Die Verwendung verallgemeinerter Regressionsmodelle erlaubt eine Berücksichtigung von Verteilungen, die besser geeignet sind, den Unfallentstehungsprozess wiederzugeben, als die häufig verwendete Normalverteilung. Im konkreten Fall werden hierzu die Poisson-Verteilung sowie die negative Binomialverteilung verwendet. Um Effekte im Hauptverkehrsstraßennetz möglichst trennscharf abbilden zu können, werden vier grundsätzliche Netzelemente differenziert und das Netz entsprechend zerlegt. Unterschieden werden neben Streckenabschnitten und Hauptverkehrsknotenpunkten auch Annäherungsbereiche und Anschlussknotenpunkte. Die Kollektive der Knotenpunkte werden ferner in signalisierte und nicht-signalisierte unterteilt. Es werden zunächst Modelle unterschiedlicher Unfallkollektive getrennt für alle Kollektive der vier Netzelemente berechnet. Anschließend werden verschiedene Vorgehensweisen für eine Zusammenfassung zu Netzmodellen entwickelt. Neben der Verwendung verkehrstechnischer und infrastruktureller Größen als erklärende Variable werden in der Arbeit auch Kenngrößen zur Beschreibung der Umfeldnutzung ermittelt und im Rahmen der Regression einbezogen. Die Quantifizierung der Umfeldnutzung erfolgt mit Hilfe von Korrelations-, Kontingenz- und von Hauptkomponentenanalysen (PCA). Im Ergebnis werden Modelle präsentiert, die eine multivariate Quantifizierung erwarteter Unfallhäufigkeiten in Hauptverkehrsstraßennetzen erlauben. Die vorgestellte Methodik bildet eine mögliche Grundlage für eine differenzierte Sicherheitsbewertung verkehrsplanerischer Variantenabschätzungen. / A methodology is developed in order to predict the number of accidents within an urban main road network. The analysis was carried out by surveying the road network of Dresden. The resulting models allow the calculation of individual expectancy values for accidents with and without injury involving different traffic modes. The statistical modelling process is based on generalized linear models (GLM). These were chosen due to their ability to take into account certain non-normal distributions. In the specific case of accident counts, both the Poisson distribution and the negative binomial distribution are more suitable for reproducing the origination process than the normal distribution. Thus they were chosen as underlying distributions for the subsequent regressions. In order to differentiate overlaying influences, the main road network is separated into four basic elements: major intersections, road sections, minor intersections and approaches. Furthermore the major and minor intersections are additionally subdivided into signalised and non-signalised intersections. Separate models are calculated for different accident collectives for the various types of elements. Afterwards several methodologies for calculating aggregated network models are developed and analysed. Apart from traffic-related and infrastructural attributes, environmental parameters are derived taking into account the adjacent building structure as well as the surrounding land-use, and incorporated as explanatory variables within the regression. The environmental variables are derived from statistical analyses including correlation matrices, contingency tables and principal components analyses (PCA). As a result, a set of models is introduced which allows a multivariate calculation of expected accident counts for urban main road networks. The methodology developed can serve as a basis for a differentiated safety assessment of varying scenarios within a traffic planning process.