O objetivo desta tese é adaptar os procedimentos do Highway Capacity Manual 2000, para que possam melhor estimar a qualidade de serviço nas condições de tráfego encontradas em rodovias de pista simples estudadas. Para isto, foi desenvolvido um programa para calibração automática do simulador TRARR, baseado em um algoritmo genético e implementado em Perl. A calibração, que usa dados de velocidade e porcentagem de veículos em pelotões, coletado por meio de filmagens nos locais estudados, foi feita simultaneamente para cinco trechos diferentes, para que o simulador fosse capaz de reproduzir as características de um trecho típico de rodovia de pista simples do estado de São Paulo. Para garantir a qualidade dos resultados das simulações realizadas com o modelo recalibrado, procedeu-se à sua validação, usando-se um conjunto independente da dados. Partindo-se do pressuposto que a estrutura geral do método deveria ser mantida, a adaptação do HCM-2000 consistiu em obter novos valores para os diversos fatores de ajuste usados no processo de estimativa do nível de serviço. Para tanto, foram reproduzidos os experimentos de simulação realizados no desenvolvimento do procedimento para análise de rodovias de pista simples, à exceção do uso da versão recalibrada TRARR no lugar do simulador TWOPAS. Os fatores de ajuste adaptados foram: fator de pico horário (PHF), fator de ajuste de rampas (fG), fator de equivalência veicular (ET), fator para o efeito de zonas de ultrapassagem proibida (fnp) e fator de ajuste para o efeito combinado da divisão direcional do tráfego e de zonas de ultrapassagem proibida (fd/np). Com exceção do PHF, todos os demais fatores foram obtidos a partir de resultados de simulação. Os níveis de serviço observados nos cinco trechos estudados foram comparados com estimativas obtidas com a versão original do HCM-2000 e com a adaptação proposta. Os resultados desta comparação mostram que as estimativas obtidas com a adaptação proposta são mais precisas que as obtidas usando-se os valores originais do HCM-2000. / This thesis objective is to adapt the Highway Manual Capacity 2000, procedures to produce better estimates of service level and capacity for two-lane highways studied, In order to do this, an automatic calibration system, implementing a genetic algorithm and coded in Perl, was used to obtain a recalibrated version of TRARR, a two-lane highway simulation model. The calibration, that which uses speed and percent vehicles traveling in platoons data collected by videotaping, was carried out simultaneously for five different road segments, so that the recalibrated model would be able to reproduce traffic behavior on a typical two-lane road in the state of São Paulo, Brazil. The recalibrated model was validated using a second, independent, set of data. Based on the assumption that the general framework of the methodology should be kept, the adaptation was achieved by obtaining new values for the adjustment factors used in the procedure. Thus, the simulation experiments used in the development of HCM-2000 methodology were reproduced using the recalibrated TRARR model. The following adjustment factors were adapted: peak hour factor (PHF), grade adjustment factor (fG), heavy vehicle equivalence factor (ET), adjustment factor for the effect of non-passing zones (fnp) and adjustment factor for combined effect of directional distribution of traffic and percentage of no-passing zones (fd/np). With the exception of the PHF, all factors were obtained from simulation results. In order to assess the accuracy of the proposed adaptation observed levels of service were compared to the estimates obtained through the original HCM-2000 procedure and the modified procedure. The results of these comparisons clearly show that the estimates obtained using the proposed values for the adjustment factors are closer to the observed levels of service than the estimates obtained using the original values for the adjustment factors.

A tomografia por sensoriamento elétrico representa uma técnica de grande potencial para a otimização de processos normalmente associados às indústrias do petróleo e química. Entretanto, o emprego de técnicas tomográficas em processos industriais envolvendo fluidos multifásicos ainda carece de métodos robustos e computacionalmente eficientes. Nesse contexto, o principal objetivo deste trabalho é contribuir para o desenvolvimento de métodos para a solução do problema tomográfico com base em algoritmos genéticos específicos para a fenomenologia do problema abordado (interação do campo elétrico com o campo hidrodinâmico), bem como a adaptação do algoritmo para processamento em paralelo. A idéia básica consiste em partir de imagens qualitativas, fornecidas por uma sonda de visualização direta, para formar um modelo da distribuição interna do contraste elétrico e refiná-lo iterativamente até que variáveis de controle resultantes do modelo numérico se igualem às suas homólogas, determinadas experimentalmente. Isso pode ser feito usando um funcional de erro, que quantifique a diferença entre as medidas externas não intrusivas (fluxo de corrente elétrica real) e as medidas calculadas no modelo numérico (fluxo de corrente elétrica aproximado). De acordo com a abordagem funcional adotada, pode-se modelar a reconstrução numérica do contraste elétrico como um problema de minimização global, cuja função objetivo corresponde ao funcional de erro convenientemente definido e o mínimo global representa a imagem procurada. A grande dificuldade está no fato do problema ser não linear e mal-posto, o que reflete na topologia da superfície de minimização, demandando um método especializado de otimização para escapar de mínimos locais, pontos de sela, mínimos de fronteira e regiões praticamente planas. Métodos de otimização poderosos, como os algoritmos genéticos, embora apresentem elevado esforço computacional na obtenção da imagem procurada, são melhor adaptáveis ao problema em questão. Desse modo, optou-se pelo uso de algoritmos genéticos paralelos nas arquiteturas mestre-escravo, ilha, celular e híbrida (combinando ilha e celular). O desempenho computacional dos algoritmos desenvolvidos foi testado em um problema de reconstrução da imagem tomográfica de um escoamento vertical a bolhas. De acordo com os resultados, a arquitetura híbrida é capaz de obter a imagem desejada com um desempenho computacional melhor, quando comparado ao desempenho das arquiteturas mestre-escravo, ilha e celular. Além disso, estratégias para melhorar a eficiência do algoritmo foram propostas, como a introdução de informações a priori, derivadas de conhecimento físico do problema tomográfico (fração de vazio e coeficiente de simetria do escoamento), a inserção de uma tabela hash para evitar o cálculo de soluções já encontradas, o uso de operadores de predação e de busca local. De acordo com os resultados, pode-se concluir que a arquitetura híbrida é um método apropriado para solução do problema de tomografia por impedância elétrica de escoamentos multifásicos. / Tomography by electrical sensing represents a technique of great potential for the optimization of processes usually associated with petroleum and chemical industries. However, the employment of tomographic techniques in industrial processes involving multiphase flows still lacks robust and computationally efficient methods. In this context, the main objective of this thesis is to contribute to the development of solution methods based on specific genetic algorithms for the phenomenology of the tomographic problem (interaction between electric and hydrodynamic fields), as well as the adaptation of the algorithm to parallel processing. From qualitative images provided by a direct imaging probe, the basic idea is to generate a model of electric contrast internal distribution and refine it repeatedly until control variables resulting from the numerical model equalize their counterparts, determined experimentally. It can be performed by using an error functional to quantify the difference between non-intrusive external measurements (actual electric current flow) and measurements calculated in a numerical model (approximate electric current flow). According to the functional approach, the numerical reconstruction of the electrical contrast can be treated as a global minimization problem in which the fitness function is an error functional conveniently defined and the global minimum corresponds to the sought image. The major difficulty lies in the nonlinear and ill-posed nature of the problem, which reflects on the topology of the minimization surface, demanding a specialized optimization method to escape from local minima, saddle points, boundary minima and almost plane regions. Although powerful optimization methods, such as genetic algorithms, require high computational effort to obtain the sought image, they are best adapted to the problem in question, therefore parallel genetic algorithms were employed in master-slave, island, cellular and hybrid models (combining island and cellular). The computational performance of the developed algorithms was tested in a tomographic image reconstruction problem of vertical bubble flow. According to the results, the hybrid model can obtain the sought image with a better computational performance, when compared with the other models. Besides, strategies to improve the algorithm efficiency, such as the introduction of a priori information derived from the physical knowledge of the tomographic problem (void fraction and symmetry coefficient of the flow), the insertion of a hash table to avoid the calculation of solutions already found, the use of predation and local search operators were proposed. According to the results, it is possible to conclude that the hybrid model is an appropriate method for solving the electrical impedance tomography problem of multiphase flows.

Os algoritmos evolutivos são métodos heurísticos utilizados para a solução de problemas de otimização e que possuem mecanismos de busca inspirados nos conceitos da Teoria de Evolução das Espécies. Entre os algoritmos evolutivos mais populares, estão os Algoritmos Genéticos (GA) e a Programação Genética (GP). Essas duas técnicas possuem como ponto em comum o uso pesado do operador de recombinação, ou \"crossover\" - mecanismo pelo qual novas soluções são geradas a partir da combinação entre soluções existentes. O que as diferencia é a flexibilidade - enquanto que nos algoritmos genéticos as soluções são representadas por códigos binários, na programação genética essa representação é feita por algoritmos que podem assumir qualquer forma ou extensão. A preferência pelo operador de crossover não é simplesmente uma característica em comum das duas técnicas supracitadas, mas um poderoso diferencial. Na medida em que os indivíduos (as soluções) são selecionados de acordo com a respectiva qualidade, o uso do operador crossover tende a aumentar mais rapidamente a qualidade média da população se as partes boas de cada solução combinada (os \"building blocks\") forem preservadas. Holland [1975] prova matematicamente que sob determinadas condições esse efeito ocorrerá em algoritmos genéticos, em um resultado que ficou conhecido como \"Schema Theorem of GAs\". Entretanto, a implementação prática de GA (e, em especial, de GP) geralmente não ocorre segundo as condições supostas neste teorema. Diversos estudos têm mostrado que a extensão variável das estruturas utilizadas em GP dão um caráter de mutação ao operador de crossover, na medida em que a seleção aleatória dos pontos de combinação pode levar à destruição dos building blocks. Este trabalho propõe um novo operador de crossover, baseado em uma técnica de meta-controle que orienta a seleção dos pontos para a recombinação das soluções, respeitando o histórico de recombinação de cada ponto e a compatibilidade semântica entre as \"partes\" de cada solução que são \"trocadas\" neste processo. O método proposto é comparado ao crossover tradicional em um estudo empírico ligado à área Financeira, no qual o problema apresentado consiste em replicar a carteira de um fundo de investimentos setorial. Os resultados mostram que o método proposto possui performance claramente superior ao crossover tradicional, além de proporcionar a emergência de semântica entre as soluções ótimas. / Evolutionary algorithms are heuristic methods used to find solutions to optimization problems. These methods use stochastic search mechanisms inspired by Natural Selection Theory. Genetic Algorithms and Genetic Programming are two of the most popular evolutionary algorithms. These techniques make intensive use of crossover operators, a mechanism responsible for generating new individuals recombining parts of existing solutions. The choice of crossover operator to be used is very important for the algorithms´ performance. If individuals are selected according to the fitness, the use of crossover operator helps to quickly increase the average quality of the population. In GA we also observe the emergence of \"building blocks\", that is, encapsulated parts of good solutions that are often preserved during the recombination process. Holland [1975] proves that, under some conditions, this phenomenon will occur in GAs. This result is known as Schema Theorem of GAs. However, practical implementations of these algorithms may be far away from the conditions stated in Holland´s theorem. In these non-ideal conditions, several factor may contribute to higher rates of destructive crossover (building blocks destruction). This work proposes a new crossover operator, based on a meta-control technique that drives selection of crossover points according to recombination history and semantic compatibility between the code blocks to be switched. The proposed method is compared to common crossover in a case study concerning the replication of an investment fund. Our results show that the proposed method has better performance than the common crossover. Meta-control techniques also facilitate the emergence of building blocks that, in turn, give raise to emergent semantics that can be used to give meaning or interpretations to an optimal solution and its components.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-08T15:41:51Z No. of bitstreams: 1 Wagner Lourenzi Simões_.pdf: 1389162 bytes, checksum: 302aec842d2f4e8b0a7c78ecbae24357 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T15:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wagner Lourenzi Simões_.pdf: 1389162 bytes, checksum: 302aec842d2f4e8b0a7c78ecbae24357 (MD5) Previous issue date: 2016-12-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste estudo, foi desenvolvida uma ferramenta computacional baseada em metaheurísticas para a otimização do sequenciamento de produção em Flow Shop permutacionais aplicados à montagem de placas eletrônicas que operam em ambientes High-Mix, Low-Volume. O ambiente High-Mix, Low-Volume exige a realização de um grande número de setups para atender à flexibilidade exigida. Esse elevado número de sucessivos setups para a produção de pequenos lotes impacta negativamente nos custos operacionais da empresa. Uma das formas de se obter vantagem ao lidar com um grande mix de produção é explorando características similares entre os produtos, de forma que, através de um sequenciamento adequado, seja possível reduzir o tempo total de parada para setup e, por consequência, reduzir também o tempo total de processamento (makespan). A literatura apresenta muitos exemplos de sucesso na aplicação de técnicas de otimização para o sequenciamento da produção como forma de ganho de vantagem competitiva. Porém, a complexidade e o grande esforço computacional exigidos na solução deste problema, por muitas vezes, inviabilizam sua aplicação na rotina das indústrias. Neste contexto, as metaheurísticas emergem como uma opção para a viabilização de ferramentas para otimização do sequenciamento de produção. Dentre as abordagens metaheurísticas existentes, destacam-se as abordagens híbridas que combinam estratégias de busca local com algoritmos evolutivos como opções para a geração, de forma rápida, de boas soluções para o problema de sequenciamento, ainda que estes métodos não possam garantir a otimalidade da solução. A ferramenta desenvolvida, baseada no uso combinado das metaheurísticas Busca Tabu e Algoritmo Genético, busca a melhor sequência possível dentro do tempo computacional disponível de forma a reduzir os tempos gastos com operações de tempo de setup, e consequentemente o makespan. O Algoritmo Hibrido foi avaliado utilizando instâncias da literatura e instâncias advindas de um caso real. Os resultados dos testes indicam a superioridade da abordagem híbrida sobre as abordagens canônicas do algoritmo Genético e Busca Tabu. Os resultados obtidos na avaliação de instâncias reais indicam a aplicabilidade da ferramenta em ambientes reais, obtendo bons resultados na otimização dos tempos de setup, mesmo para o sequenciamento de grandes quantidades de produtos diferentes. / This work proposes the development of a metaheuristics based computation tool, to solve the permutation flow shop scheduling problem (PFSSP) in the electronic manufacturing operating in High-mix, Low-volume enviroment. To operate in HMLV enviroment is demanded a large number of setup changes to comply the flexibility required. This elevated number of successive setup changes to produce little batches have negative impacts on the operation costs. One way for to obtain advantages handling a large product mix is to explore the similar features between this products. Through a proper scheduling we can reduce the total downtime to setup changes, and consequently reduces the process time (makespan). The literature brings many success examples in the production scheduling optimization as a way to obtain competitive advantages. But, the complexity and the computational effort demanded to solve this problems, sometimes, turns the practical application unfeasible in the factories routine. In this contexto emerges the metaheuristics as an option to viability this type of application. Among the mataheuristics approaches, outstands the hybrid approaches that combine local search strategies with evolutionary algorithms as a way to obtain good and fast solutions for the scheduling problems, although the optimality is not been guaranted. The tool proposed combine the metaheuristics Genetic Algorithm and Tabu Search to optimize the flow shop scheduling in the shortest possible time to allow the practical application in industry. The tool was evaluate based on quality metrics like makespan and mean setup time. The Hybrid Algorithm has been evaluated using instances of the literature and instances arising from a real case. The results of the tests indicate a superiority of the hybrid approach over canonical approaches of the Genetic algorithm and Tabu Search. The results obtained in the evaluation of real instances indicate an applicability of the tool in real environments, obtaining good results in the optimization of textit setup times, also for the sequencing of large products. The Hybrid Algorithm has been evaluated using instances of the literature and instances arising from a real case. The tests results indicate a superiority of the hybrid approach over canonical approaches of the Genetic algorithm and Tabu Search. The results obtained in the evaluation of real instances indicate an applicability of the tool in real environments, obtaining good results in the setup time optimization, also for the sequencing of large products.

In the last few decades, augmentation of heat transfer has emerged as an important research topic. Although many promising heat transfer enhancement techniques have been proposed, such as the use of longitudinal vortex generators, few researches deal with thermal optimization. In the present work, it was conducted an optimization of delta winglet vortex generators position and angles in a fin-tube compact heat exchanger with two rows of tubes in staggered tube arrangement. Two approaches were evaluated: Response Surface Methodology (Neural Networking) and Direct Optimization. Finite-Volume based commercial software (Fluent) was used to analyze heat transfer, flow structure and pressure loss in the presence of longitudinal vortex generators (LVG). The delta winglet aspect ratio was 2 and the Reynolds numbers, based on fin pitch, were 250 and 1400. Four vortex generator parameters which impact heat exchanger performance were analyzed: LVG position in direction x-y, attack angle (θ) and roll angle (ᵩ). The present work is the first to study the influence of LVG roll angle on heat transfer enhancement. In total, eight independent LVG parameters were considered: (x₁y₁θ₁ᵩ₁) for the first tube and (x₂y₂θ₂ᵩ₂) for the second tube. Factor Analysis method (software ModeFrontier) was used to study of the influence of these LVG parameters in heat exchanger performance. The effect of each LVG parameter on heat transfer and pressure loss, expressed in terms of Colburn factor (j) and Friction factor (f), respectively, were evaluated. The optimized LVG configurations led to heat transfer enhancement rates that are much higher than reported in the literature. Direct Optimization reported better results than Response Surface Methodology for all objective functions. Important interactions were found between VG1 and VG2, which influenced the results of Colburn (j) and Friction (f) factors for each Reynolds number. Particularly, it was found that the asymmetry of the LVG, in which the VG2 parameters strongly depend on the VG1 parameters, plays a key role to enhance heat transfer. Moreover, for each Reynolds number and each objective function, there is an optimal LVG arrangement. If the objective is to mitigate pressure drop, VG1 may be suppressed because its main goal is increasing the heat transfer downstream. On the other hand, VG2 was relevant for both increase the heat transfer and decrease the pressure drop. Roll angle had a strong influence on Friction factor (f), especially for VG1 and low Reynolds number. / Por muitos anos, a intensificação da transferência de calor tem despontado como um importante tópico de pesquisa. Embora existam muitas técnicas eficazes de intensificação da transferência de calor, como o uso de geradores de vórtices, poucos trabalhos de pesquisa lidam com a otimização. Neste trabalho, foi realizada a otimização das posições e ângulos dos geradores de vórtice longitudinal (LVG) tipo meia asa delta, considerando um trocador de calor tubo-aleta compacto com duas linhas de tubos desalinhados. Duas abordagens foram empregadas: Método da Superfície de Resposta (Neural Networking) e Otimização Direta. Um software comercial (Fluent), baseado na metodologia de volumes finitos, foi empregado na análise numérica da transferência de calor, estruturas vorticais e perda de pressão no escoamento, na presença de LVG. A razão de aspecto dos geradores de vórtice foi 2 e o número de Reynolds, baseado na distância entre as aletas, foram de 250 e 1400. Foram analisados quatro parâmetros dos LVG, os quais impactam na performance do trocador de calor: a posição do LVG na direção x-y, o ângulo de ataque (θ) e o ângulo de rolamento (ᵩ). O ângulo de rolamento foi primeiramente estudado neste trabalho. No total, oito parâmetros independentes do LVG foram considerados: (x₁y₁θ₁ᵩ₁) para o primeiro tubo e (x₂y₂θ₂ᵩ₂) para o segundo tubo. O método da Análise Fatorial (software ModeFrontier) foi aplicado no estudo da influência destes parâmetros dos LVG na performance do trocador de calor. Também foi avaliado o efeito de cada um destes parâmetros na transferência de calor e perda de pressão do escoamento, expressos em termos do fator de Colburn (j) e do fator de Atrito (f), respectivamente. As configurações otimizadas dos LVG, conduziram à taxas de transferência de calor maiores do que aquelas reportadas pela literatura. A Otimização Direta mostrou resultados melhores do que através da metodologia de Superfície de Resposta para todas as funções objetivas avaliadas neste trabalho. Importantes interações foram identificadas entre VG1 e VG2, os quais influenciaram nos resultados dos fatores de Colburn (j) e Atrito (f) para cada número de Reynolds. Particularmente, foi identificado que a assimetria dos LVG desempenha um papel fundamental na intensificação da transferência de calor, onde os parâmetros de VG2 dependem fortemente dos parâmetros de VG1. Além disso, para cada número de Reynolds e para cada função objetivo, existe uma configuração ótima dos parâmetros do LVG. Se o objetivo é a redução da perda de pressão global, VG1 poderia ser suprimido da modelagem, pois a sua principal função é aumentar a transferência de calor ao longo da aleta. Por outro lado, VG2 foi relevante tanto para aumentar a transferência de calor quanto para diminuir a perda de pressão. O ângulo de rolamento teve grande influência sobre o resultado do fator de Atrito (f), especialmente para VG1 e para baixo número de Reynolds.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Abstract: In the last few years, several studies have been carried out showing that neuromuscular electrical stimulation (NMES) can produce good therapeutic results in patients with spinal cord injury (SCI). This research introduces a new robust and intelligent control-based methodology for human lower limb rehabilitation via NMES using a continuous-time control technique named robust integral of the sign of the error (RISE). Although in the literature the RISE controller has shown good results without any fine-tuning method, a trial and error approach would quickly lead to muscle fatigue in SCI patients. Therefore, it was shown in this study that the control performance for robustly tracking a reference signal can be improved through the proposed approach by providing an intelligent tuning for each voluntary. Simulation results with a mathematical model and eight identified subjects from the literature are provided, and real experiments are performed with seven healthy and two paraplegic subjects. Besides, this research introduces the application of deep and dynamic neural networks namely the multilayer perceptron, a simple recurrent neural network, and the Long Short-Term memory architecture, to identify the nonlinear and time-varying relationship between the supplied NMES and achieved angular position. Identification results indicate good fitting to data and very low mean square error using few data for training, proving to be very prospective methods for proposing control-oriented ... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Nos últimos anos, vários estudos foram realizados mostrando que a estimulação elétrica neuromuscular (EENM) pode produzir bons resultados terapêuticos em pacientes com lesão medular (LM). Esta pesquisa introduz uma nova metodologia robusta e inteligente baseada em controle para a reabilitação de membros inferiores humanos via EENM usando uma técnica de controle de tempo contínuo chamada robust integral of the sign of the error (RISE). Embora na literatura o controlador RISE tem demonstrado bons resultados sem qualquer método de ajuste fino, uma abordagem de tentativa e erro poderia levar rapidamente à fadiga muscular em pacientes com LM. Portanto, foi mostrado nesse estudo que o desempenho do controle para rastrear com robustez um sinal de referência pode ser melhorado através da abordagem proposta, fornecendo um ajuste inteligente para cada voluntário. Resultados de simulação com um modelo matemático e oito sujeitos identificados da literatura são fornecidos, e experimentos reais são feitos com sete indivíduos saudáveis ​​e dois paraplégicos. Além disso, esta pesquisa introduz a aplicação de redes neurais profundas e dinâmicas, especificamente o perceptron multicamadas, uma rede neural recorrente simples e a arquitetura Long Short-Term Memory, para identificar a relação não-linear e variante no tempo entre a EENM fornecida e a posição angular alcançada. Os resultados de identificação indicam boa adaptação aos dados e erro quadrático médio muito baixo usando poucos dados para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

En la actualidad, la cobertura de agua potable en el país aún es insuficiente, sobre todo en las zonas rurales del país; de manera similar este problema se presenta en las zonas periurbanas de Lima. Tal como en La Rinconada de Pamplona Alta que se encuentra ubicada en el distrito San Juan de Miraflores, el cual no cuenta con servicio básico de agua potable, el abastecimiento de este recurso se realiza mediante camiones cisterna y son almacenados en tanques, bidones, baldes, etc. Es por ello, que la presente investigación plantea una propuesta de diseño del sistema de abastecimiento de agua potable para la zona de estudio, para lo cual se toma en consideración que el caudal requerido será brindado por SEDAPAL. Debido a que la topografía de la zona de estudio presenta pendientes pronunciadas es necesario utilizar válvulas reductoras de presión, cuya localización se realiza a través de la aplicación del Algoritmo Genético Multiobjetivo, el cual en su codificación incluye el uso del Epanet Programmer’s Toolkit, que viene a ser una biblioteca dinámica (DLL) de funciones que permite a los programadores personalizar el motor de cálculo de EPANET para sus necesidades específicas. En ese sentido, el método utilizado plantea una propuesta de mejora en el proceso de diseño del sistema de abastecimiento de agua potable en La Rinconada de Pamplona Alta del distrito de San Juan de Miraflores. Para lo cual, se utilizó el programa EPANET en la simulación y cálculo hidráulico de la red de distribución por ser un programa de comprobada eficacia y de uso libre. Por otro lado, el resultado del análisis hidráulico de los proyectos de agua potable que se realizan en el país tanto por métodos manuales iterativos o con ayuda de programas de simulación, muchas veces no cumplen con las exigencias del rango de presiones admisibles establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, lo cual se traduce por un lado en costos de cumplir programas de mantenimiento que suplan estas deficiencias y por otro lado posibles roturas de tuberías o fugas de agua debido a altas presiones. Es por ello que se busca cumplir con los requisitos exigidos por las normas de diseño y a la vez brindar una adecuada presión de servicio, para lo cual se hace uso del Algoritmo Genético Multiobjetivo en el diseño de la red para la zona de estudio, lo cual conllevaría a un ahorro en los costos de operación y mantenimiento. Finalmente el diseño propuesto para el sistema de abastecimiento de agua potable en La Rinconada de Pamplona Alta está conformado por el reservorio RAP-1 que abastece mediante una línea de aducción a cuatro zonas de presión y el reservorio RRP-3 que abastece por otra línea de aducción a tres zonas de presión debido a que la topografía presenta desniveles considerables. Adicionalmente, con el uso de un subprograma incluido en el Algoritmo Genético Multiobjetivo se logró asignar los caudales de demanda de manera automática en todos los nodos de la red de distribución contribuyendo a la mejora en el proceso de diseño mediante el programa EPANET. / At present, the coverage of drinking water in the country is still insufficient, especially in rural areas of the country; similarly, this problem occurs in the peri-urban areas of Lima. Such as the La Rinconada area of Pamplona Alta which is located in the San Juan de Miraflores district that does not have a basic potable water service, the supply of this resource is done by tank trucks and stored in tanks, drums, buckets, etc. It is for this reason that the present investigation proposes a design proposal for the potable water supply system for the study area, for which it is taken into consideration that the required flow will be provided by SEDAPAL. Because the topography of the study area presents steep slopes, it is necessary to use pressure reducing valves, which are localized through the application of the Multiobjective Genetic Algorithm, which in its coding includes the use of the Epanet Programmer's Toolkit, which comes to be a dynamic library (DLL) of functions that allows programmers to customize the EPANET calculation engine for their specific needs. In this sense, the method used proposes a proposal for improvement in the design process of the potable water supply system in La Rinconada de Pamplona Alta in the district of San Juan de Miraflores. For which, the EPANET program was used in the simulation and hydraulic calculation of the distribution network as it is a program of proven effectiveness and free use. On the other hand, the result of the hydraulic analysis of drinking water projects carried out in the country either by iterative manual methods or with the help of simulation programs, often does not meet the requirements of the range of admissible pressures established by the Regulation. National Building, which translates on the one hand in costs of carrying out maintenance programs that supply these deficiencies and on the other hand possible pipe breaks or water leaks due to high pressures. That is why it seeks to meet the requirements of the design standards and at the same time provide adequate service pressure, for which the Multiobjective Genetic Algorithm is used in the design of the network for the study area, which it would lead to savings in operation and maintenance costs. Finally, the proposed design for the drinking water supply system in La Rinconada de Pamplona Alta is made up of the RAP-1 reservoir that supplies four pressure zones through an adduction line and the RRP-3 reservoir that supplies another line of water. adduction to three pressure zones because the topography presents considerable differences in level. Additionally, with the use of a subprogram included in the Multiobjective Genetic Algorithm, it was possible to assign the demand flows automatically in all nodes of the distribution network contributing to the improvement in the design process through the EPANET program. / Tesis

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 George Henrique R Costa.pdf: 6148949 bytes, checksum: d0ba621121c8746a89db4a33dc576acd (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The popularization of devices with integrated GPS receiver has considerably boosted the use of digital road maps. For this reason, it is mandatory that they be accurate and up-to-date. The methods currently used to generate these maps photogrammetry and collaborative editing have low frequency of update because they depend on manual intervention. Thus, the need for an automated method for generating road maps is highlighted. The literature presents solutions that use trajectories of moving objects to find the center of the roads, but none of them is prepared for the continuous update of the roads and the refinement of the maps. Therefore, this work aims to propose a new method to find the center of the roads using trajectories provided by GPS receivers integrated in smartphones. It is assumed that the points that represent the center of the roads can be found through approximations provided by an evolutive algorithm such as the genetic algorithm. After that, these points are combined to generate the road map. However, the use of trajectories collected with smartphones provides some challenges, such as: elimination of data with bad accuracy, identification of the means of transport used and reduction of the volume of data processed. Thus, the objective of this work is to propose a structured method that cleans, analyzes and enriches data from smartphones to generate accurate road maps that can be continuously updated, using genetic algorithm. Test results indicate that the method is capable of generating maps with quality close to the reference ones. Based on the scenarios used to perform this comparison, the average difference between them is 2.26 meters. The tests also show that the periodic and continuous update of the map as proposed by the method is viable. / A popularização de dispositivos com receptor GPS integrado aumentou consideravelmente o uso de mapas rodoviários digitais. Por este motivo, é imprescindível que eles sejam acurados e atualizados. Os métodos atualmente utilizados para gerar estes mapas fotogrametria e edição colaborativa têm baixa frequência de atualização, pois dependem de intervenção manual. Desta forma, fica evidente a necessidade de um método automatizado para geração de mapas rodoviários. A literatura apresenta soluções que utilizam trajetórias de objetos móveis para encontrar o centro das vias, mas nenhuma delas está preparada para a atualização contínua das vias e o refinamento dos mapas. Sendo assim, este trabalho visa propor um novo método para encontrar o centro das vias utilizando trajetórias providas por GPS embutido em smartphones. Assume-se que os pontos que representam os centros das vias podem ser obtidos através de aproximações providas por um algoritmo evolutivo, tal como o algoritmo genético. A seguir, estes pontos são combinados para gerar o mapa rodoviário. Entretanto, o uso de trajetórias coletadas com smartphones proporciona alguns desafios, tais como: eliminação de dados com acurácia ruim, identificação do meio de transporte utilizado e redução do volume de dados processados. Portanto, o objetivo do presente trabalho é propor um método estruturado que limpe, analise e enriqueça dados obtidos por smartphones para gerar mapas rodoviários acurados e atualizados continuamente, utilizando algoritmo genético. Os resultados dos testes apontam que o método é capaz de gerar mapas de qualidade próxima a dos mapas de referência. Com base nos cenários utilizados para realizar esta comparação, a diferença média foi de 2,26 metros. Além disso, os testes também demonstram a viabilidade da atualização periódica e contínua dos mapas proposta pelo método.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EmmanuelRMD_DISSERT.pdf: 3141928 bytes, checksum: 608c0b50b8f95185573646571b1dde6f (MD5) Previous issue date: 2013-12-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A new tool based on the use of computational intelligence applied in control systems is presented. This type of application has attracted the interest of researchers due the advantages in relation to others methods for controlling settings, especially when the system has a complex dynamics to be adjusted by traditional methods. The proposed computational tool GACT (Genetic Algorithm Control Tool) was developed to work as a Toolbox of MATLAB® software for use in control systems and is based on the joint application of Genetic Algorithms (GA) and the classical control theory. The GACT based on the advancement of the operating systems that are no longer fully handled by command lines, and now have an interactive graphical user interface. That is, the referred Toolbox allows the implementation of an intelligent control system in a way more simplified and interactive. The graphical user interface (GUI) was designed using the software GUIDE, integrated with MATLAB® in order to connect with the source code and block diagrams of the system to be controlled at the SIMULINK® / Uma nova ferramenta baseada no uso da inteligência computacional aplicada em sistemas de controle é apresentada. Esse tipo de aplicação tem despertado o interesse de pesquisadores por apresentar vantagens em relação aos outros métodos de ajustes para controladores, principalmente quando o sistema apresenta uma dinâmica complexa de ser ajustada pelos métodos tradicionais. A ferramenta computacional proposta GACT (Genetic Algorithm Control Tool) foi desenvolvida para funcionar como uma Toolbox do software MATLAB® para aplicação em sistemas de controle e fundamenta-se na aplicação conjunta de Algoritmos Genéticos (GA do inglês Genetic Algorithm) com a teoria de controle clássico. O GACT baseia-se no avanço dos sistemas operacionais que deixaram de ser totalmente manuseados por linhas de comando e passaram a ter uma interface gráfica interativa. Ou seja, a referida Toolbox possibilita a implementação de um sistema de controle inteligente de maneira mais simplificada e interativa. A interface gráfica foi concebida através do software GUIDE, integrado ao MATLAB® de maneira a relacionar-se com os códigos fontes e os diagramas de blocos do sistema a ser controlado no SIMULINK®

The performance of data manipulation through a search engine in e-commerce systems using decision support systems can be considered a complex process due to lots of information and may grow exponentially, according to research performed by the user for acquisition of equipment electronics. The import information collected by the system may influence the time to answer during the course of the search engine in accordance with the user s request. This works proposes a hybrid approach using database and genetic algorithm based on abstract data types (GAADT), to reduce the data of database dimensionality and helpful in the selection of products / O desempenho da manipulação dos dados por um sistema de apoio à decisão, em um ambiente de comércio eletrônico, pode ser considerado um processo complexo devido à grande quantidade de informação proveniente do mecanismo de busca adotado para aquisição de equipamentos eletroeletrônicos. Este processo poderá aumentar exponencialmente no decorrer do tempo devido ao crescimento que influenciará no tempo de resposta da execução das tarefas do mecanismo de busca para o usuário. Este trabalho propõe uma abordagem híbrida utilizando banco de dados e algoritmo genético baseado em tipos abstratos de dados, denominado GAADT, para reduzir a dimensionalidade dos dados providos em uma base de conhecimento e auxiliar nas negociações da obtenção de produtos