Muchas de las nuevas aplicaciones emergentes de Internet tales como TV sobre Internet, Radio sobre Internet,Video Streamming multi-punto, entre otras, necesitan los siguientes requerimientos de recursos: ancho de banda consumido, retardo extremo-a-extremo, tasa de paquetes perdidos, etc. Por lo anterior, es necesario formular una propuesta que especifique y provea para este tipo de aplicaciones los recursos necesarios para su buen funcionamiento.En esta tesis, proponemos un esquema de ingeniería de tráfico multi-objetivo a través del uso de diferentes árboles de distribución para muchos flujos multicast. En este caso, estamos usando la aproximación de múltiples caminos para cada nodo egreso y de esta forma obtener la aproximación de múltiples árboles y a través de esta forma crear diferentes árboles multicast. Sin embargo, nuestra propuesta resuelve la fracción de la división del tráfico a través de múltiples árboles. La propuesta puede ser aplicada en redes MPLS estableciendo rutas explícitas en eventos multicast.En primera instancia, el objetivo es combinar los siguientes objetivos ponderados dentro de una métrica agregada: máxima utilización de los enlaces, cantidad de saltos, el ancho de banda total consumido y el retardo total extremo-a-extremo. Nosotros hemos formulado esta función multi-objetivo (modelo MHDB-S) y los resultados obtenidos muestran que varios objetivos ponderados son reducidos y la máxima utilización de los enlaces es minimizada.El problema es NP-duro, por lo tanto, un algoritmo es propuesto para optimizar los diferentes objetivos. El comportamiento que obtuvimos usando este algoritmo es similar al que obtuvimos con el modelo.Normalmente, durante la transmisión multicast los nodos egresos pueden salir o entrar del árbol y por esta razón en esta tesis proponemos un esquema de ingeniería de tráfico multi-objetivo usando diferentes árboles para grupos multicast dinámicos. (en el cual los nodos egresos pueden cambiar durante el tiempo de vida de la conexión). Si un árbol multicast es recomputado desde el principio, esto podría consumir un tiempo considerable de CPU y además todas las comuicaciones que están usando el árbol multicast serán temporalmente interrumpida. Para aliviar estos inconvenientes, proponemos un modelo de optimización (modelo dinámico MHDB-D) que utilice los árboles multicast previamente computados (modelo estático MHDB-S) adicionando nuevos nodos egreso.Usando el método de la suma ponderada para resolver el modelo analítico, no necesariamente es correcto, porque es posible tener un espacio de solución no convexo y por esta razón algunas soluciones pueden no ser encontradas. Adicionalmente, otros tipos de objetivos fueron encontrados en diferentes trabajos de investigación. Por las razones mencionadas anteriormente, un nuevo modelo llamado GMM es propuesto y para dar solución a este problema un nuevo algoritmo usando Algoritmos Evolutivos Multi-Objetivos es propuesto. Este algoritmo esta inspirado por el algoritmo Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA).Para dar una solución al caso dinámico con este modelo generalizado, nosotros hemos propuesto un nuevo modelo dinámico y una solución computacional usando Breadth First Search (BFS) probabilístico.Finalmente, para evaluar nuestro esquema de optimización propuesto, ejecutamos diferentes pruebas y simulaciones.Las principales contribuciones de esta tesis son la taxonomía, los modelos de optimización multi-objetivo para los casos estático y dinámico en transmisiones multicast (MHDB-S y MHDB-D), los algoritmos para dar solución computacional a los modelos. Finalmente, los modelos generalizados también para los casos estático y dinámico (GMM y GMM Dinámico) y las propuestas computacionales para dar slución usando MOEA y BFS probabilístico. / Many new multicast applications emerging from the Internet, such as TV over the Internet, Radio over the Internet, Video Streaming multi-point, etc., need the following resource requirements: bandwidth consumption, end-to-end delay, packet loss ratio, etc. It is therefore necessary to formulate a proposal to specify and provide for these kinds of applications the resources necessary for them to function well. In this thesis, we propose a multi-objective traffic engineering scheme using different distribution trees to multicast several flows. In this case, we are using the multipath approach to every egress node to obtain the multitree approach and of this way to create several multicast tree. Moreover, our proposal solves the traffic split ratio for multiple trees. The proposed approach can be applied in Multiprotocol Label Switching (MPLS) networks by allowing explicit routes in multicast events to be established.In the first instance, the aim is to combine the following weighting objectives into a single aggregated metric: the maximum link utilization, the hop count, the total bandwidth consumption, and the total end-to-end delay. We have formulated this multi-objective function (MHDB-S model) and the results obtained using a solver show that several weighting objectives are decreased and the maximum link utilization is minimized. The problem is NP-hard, therefore, an algorithm is proposed for optimizing the different objectives. The behavior we get using this algorithm is similar to what we get with the solver. Normally, during multicast transmission the egress node can leave and enter of the tree and for this reason in this thesis we propose a multi-objective traffic engineering scheme using different distribution trees for dynamic multicast groups (i.e. in which egress nodes can change during the connection's lifetime). If a multicast tree is recomputed from scratch, it may consume a considerable amount of CPU time and all communication using the multicast tree will be temporarily interrupted. To alleviate these drawbacks we propose an optimization model (dynamic model MHDB-D) that uses a previously computed multicast tree (static model MHDB-S) adding new egress nodes.Using the weighted sum method to solve the analytical model is not necessarily correct, because is possible to have a non-convex space solution and some solutions cannot be found. In addition, other kinds of objectives were found in different research works. For the above reasons, a new model called GMM is proposed and to find a solution to this problem a new algorithm using a Multi-Objective Evolutionary Algorithm (MOEA) is proposed too. This algorithm is inspired by the Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA). To give a solution to the dynamic case with this generalized model a dynamic GMM model is proposed and a computational solution using Breadth First Search (BFS) probabilistic is also proposed to give a solution to the dynamic case in multicast.Finally, in order to evaluate our proposed optimization scheme, we performed the necessary simulations and tests. The main contributions of this thesis are the taxonomy, the optimization model and the formulation of the multi-objective function in static and dynamic multicast transmission (MHDB-S and MHDB-D), as well as the different algorithms proposed to give computational solutions to this problem. Finally, the generalized model with several functions found in different research works in static and dynamic multicast transmission (GMM and Dynamic GMM), as well as the different algorithms proposed to give computational solutions using MOEA and BFS probabilistic.

Esta tesis se enmarca en el campo de las Operaciones, un área de las Ciencias de la Administración. El objetivo es el desarrollo y la validación de herramientas tecnológicas para la toma de decisiones en la rama logística de la gestión de la cadena de suministro de la industria alimentaria. Más específicamente, presentamos un novedoso procedimiento inteligente híbrido que ayuda a los responsables de la toma de decisiones a optimizar en un entorno multi-objetivo. Examinamos los modelos habituales de la distribución física de los bienes, clasificándolos según sus principales características. También presentamos los algoritmos evolutivos multi-objetivo que generalmente brindan las soluciones a esos modelos. Nuestro enfoque es introducir una nueva variante multi-objetivo del problema de distribución de bienes en un área urbana. Para modelar la red de centros de distribución, al servicio de los puntos de venta finales de productos, agregamos franjas horarias y otros requisitos. Consideramos la dependencia temporal de los programas óptimos de distribución, a diferencia del caso de los sistemas logísticos de media y larga distancia, para los cuales la distancia es el criterio clave. También agregamos el objetivo de equilibrar cargas entre las diferentes unidades operativas. Una hibridación del algoritmo evolutivo multi-objetivo NSGA-II es nuestra elección de herramienta computacional, junto con el concepto de g-dominación para preferencias parciales, que proporciona la guía informativa en el espacio de búsqueda. Las fases de validación y prueba de este algoritmo utilizan datos del mundo real, comparando sus resultados con los resultados de otros procedimientos evolutivos multi-objetivo utilizados para la solución de problemas complejos de distribución. La información fue proporcionada por un operador logístico, especializado en el transporte y la distribución de cargas fraccionarias. En todos los casos examinados, nuestro algoritmo se desempeñó mejor que los habituales. / This thesis is framed in the field of Operations, an area of Management Science. The goal is the development and validation of technological tools for decision- making in the logistic branch of supply chain management of the food industry. More specifically, we present a novel hybrid intelligent procedure aiding decision- makers optimizing in a multi-objective environment. We examine the usual models of the physical distribution of goods, classifying them according to their main features. We also present the multi-objective evolutionary algorithms that usually yield the solutions to those models. Our approach is to introduce a new multi-objective variant of the distribution problem of goods in an urban area. To model the network of distribution centers, serving the final outlets of goods, we add time frames and other requirements. We consider the time dependence of the optimal programs of distribution, unlike the case of medium and long-distance logistical systems, for which the distance is the key criterion. We also add the objective of balancing loads among the different operating units. A hybridation of the multi-objective evolutionary algorithm NSGA-II is our choice of computational tool, jointly with the concept of g-dominance for partial preferences, which provides the informational guide in the search space. The validation and testing phases of this algorithm uses real-world data, comparing its outcomes to the results of other evolutionary multi-objective procedures used for the solution of complex problems of distribution. The information was provided by a logistic operator, specialized in transporting and distributing fractional loads. In all the cases examined, our algorithm performed better than the usual ones.

As distribuidoras de energia elétrica anualmente elaboram o Plano de Investimentos, que se constitui parte extremamente relevante do Plano de Negócios da Companhia, composto pelos investimentos a serem feitos nos próximos anos. Em função da conjuntura do sistema e dos estudos de planejamento, há sempre diversas propostas de investimento a serem cotejadas e, para selecionar os projetos a serem desenvolvidos, é necessária uma meticulosa análise econômica e financeira. Nesse tipo de análise, torna-se crucial ponderar as exigências do Órgão Regulador para o reconhecimento tarifário de um investimento, bem como as incertezas quanto à evolução da conjuntura sistêmica, aplicando técnicas da Engenharia Econômica para avaliar o retorno sobre o capital investido. A diferença principal deste trabalho, em relação à análise convencional de viabilidade de Projetos de Distribuição, decorre do fato de que se desenvolveu uma metodologia para avaliação de viabilidade e comparação entre si de alternativas de planos de expansão, ao invés da análise individualizada de projetos tradicional. Nesse contexto, a melhor decisão de investimento fica condicionada por variáveis exógenas ao tradicional processo de planejamento em si e, para viabilizar a inclusão das principais variáveis de comportamento aleatório, optou-se pela utilização de metodologia baseada em Opções Reais, que é uma técnica utilizada no mercado financeiro. Para melhor incorporar todas as nuances que condicionam o desempenho econômico-financeiro das alternativas em cotejo e aprimorar o processo de tomada de decisão, utiliza-se, também, técnicas de análise multi-objetivo para imputar os benefícios sociais na avaliação final, feita na etapa de tomada de decisão. / The electrical distribution companies annually prepare their Investment Plan, which is an important part of the company Business Plan, presenting the investments to be made for the coming years. There are several investment proposals, and to select the projects to be invested is necessary a precise economic and financial analysis considering the requirements of the tariff regulator for the recognition of an investment. The project feasibility analysis should to apply techniques of Economic Engineering to assess the rate of return of the invested capital. The main feature of this work, when compared to the feasibility conventional analysis of Distribution Projects, is that a new methodology was developed for feasibility assessment and comparison between alternative expansion plans, featuring important component of the investments contemplated in a Investment Plan. In this context, the best investment decisions is conditioned by additional variables besides that of the traditional planning process itself. In order to make an easier inclusion of the main variables presenting random behavior, it was used a methodology based on \"Real Options\", which is a technique used in the financial market. To better incorporate all the nuances that affect the financial performance of the alternatives under comparison, as well as to improve the decision making process, multi-objective analytical techniques was also used, aiming at to allocate welfare benefits in the decision-making final evaluation.

As distribuidoras de energia elétrica anualmente elaboram o Plano de Investimentos, que se constitui parte extremamente relevante do Plano de Negócios da Companhia, composto pelos investimentos a serem feitos nos próximos anos. Em função da conjuntura do sistema e dos estudos de planejamento, há sempre diversas propostas de investimento a serem cotejadas e, para selecionar os projetos a serem desenvolvidos, é necessária uma meticulosa análise econômica e financeira. Nesse tipo de análise, torna-se crucial ponderar as exigências do Órgão Regulador para o reconhecimento tarifário de um investimento, bem como as incertezas quanto à evolução da conjuntura sistêmica, aplicando técnicas da Engenharia Econômica para avaliar o retorno sobre o capital investido. A diferença principal deste trabalho, em relação à análise convencional de viabilidade de Projetos de Distribuição, decorre do fato de que se desenvolveu uma metodologia para avaliação de viabilidade e comparação entre si de alternativas de planos de expansão, ao invés da análise individualizada de projetos tradicional. Nesse contexto, a melhor decisão de investimento fica condicionada por variáveis exógenas ao tradicional processo de planejamento em si e, para viabilizar a inclusão das principais variáveis de comportamento aleatório, optou-se pela utilização de metodologia baseada em Opções Reais, que é uma técnica utilizada no mercado financeiro. Para melhor incorporar todas as nuances que condicionam o desempenho econômico-financeiro das alternativas em cotejo e aprimorar o processo de tomada de decisão, utiliza-se, também, técnicas de análise multi-objetivo para imputar os benefícios sociais na avaliação final, feita na etapa de tomada de decisão. / The electrical distribution companies annually prepare their Investment Plan, which is an important part of the company Business Plan, presenting the investments to be made for the coming years. There are several investment proposals, and to select the projects to be invested is necessary a precise economic and financial analysis considering the requirements of the tariff regulator for the recognition of an investment. The project feasibility analysis should to apply techniques of Economic Engineering to assess the rate of return of the invested capital. The main feature of this work, when compared to the feasibility conventional analysis of Distribution Projects, is that a new methodology was developed for feasibility assessment and comparison between alternative expansion plans, featuring important component of the investments contemplated in a Investment Plan. In this context, the best investment decisions is conditioned by additional variables besides that of the traditional planning process itself. In order to make an easier inclusion of the main variables presenting random behavior, it was used a methodology based on \"Real Options\", which is a technique used in the financial market. To better incorporate all the nuances that affect the financial performance of the alternatives under comparison, as well as to improve the decision making process, multi-objective analytical techniques was also used, aiming at to allocate welfare benefits in the decision-making final evaluation.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-12-16T20:28:04Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos Antônio Campos Jorge - 2014.pdf: 703425 bytes, checksum: 664e77c2f8e857788e0128256d76d4b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-22T10:40:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos Antônio Campos Jorge - 2014.pdf: 703425 bytes, checksum: 664e77c2f8e857788e0128256d76d4b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-22T10:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos Antônio Campos Jorge - 2014.pdf: 703425 bytes, checksum: 664e77c2f8e857788e0128256d76d4b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work proposes the use of a multi-objective evolutionary algorithm that makes use of subsets stored in a data structure called table in which the best individuals from each objective considered are preserved. This approach is compared in this work with the traditional mono-objective evolutionary algorithm (GA), classical algorithms (PLS and SPA) and another classic multi-objective algorithm (NSGA-II). As a case study, a multivariate calibration problem is presented which involves the prediction of protein concentration in samples of whole wheat from the spectrophotometric measurements. The results showed that the proposed formulation has a smaller prediction error when compared to the mono-objective formulation and with a lower number of variables. Finally,astudyofnoisesensitivityobtainedbythemulti-objectiveformulationshoweda better resultwhen compared tothe other classical algorithmforvariable selection. / Este trabalho propõe o uso de algoritmo multi-objetivo evolutivo que faz uso de subconjuntos armazenados em uma estrutura de dados chamada tabela em que os melhores indivíduos de cada objetivo são preservadas. Esta abordagem é comparada neste trabalho com o algoritmo evolutivo tradicional mono-objetivo e outros algoritmos clássicos (MONO-GA-MLR, PLS, APS-MLR) e com o algoritmo multi-objetivo clássico NSGAII-MLR.Comoestudodecaso,oproblemadecalibraçãomultivariadaenvolveaprevisão daconcentraçãodeproteínasemamostrasdetrigoapartirdasmediçõesespectrofotométricas. Os resultados mostraram que a formulação proposta seleciona um número menor de variáveis e apresenta um erro de predição menor quando comparada com o algoritmo evolutivo mono-objetivo. Quando comparado com os algoritmos clássicos PLS e APSMLR e com o algoritmo multi-objetivo clássico NSGA-II-MLR, o algoritmo proposto apresenta um erro de predição menor, porém com um número maior de variáveis selecionadas. Finalmente, um estudo de sensibilidade à ruído foi realizado. A solução obtida pela formulação proposta apresentou melhores resultados quando comparado com o algoritmo mono-objetivo e NSGA-II-MLR e desempenho similar à solução obtida com o SPA-MLR.

[EN] In the last years, many modelling works of NOx, soot and fuel consumption in Diesel engines have been developed; some of them approach the problem determining the interactions between the engine inputs and outputs, following a causal approach based on experimentation. On the opposite side, it is common to find more or less complex models that address the problem taking into account all the physical phenomena related. Nevertheless, it is not usual the use of in-cylinder pressure as a fundamental signal to characterise the process to determine the engine performance in terms of emissions and fuel consumption. The present work has as main goal to explore the potential of such signal to use it with a few mean variables in order to model emissions and performance. Based on that, two approaches were raised: the first is semi-empirical combining a simple phenomenological sub-model with empirical corrections, the other approach consider a purely empirical correlations based on statistics. The proposed semi-empirical models allows to obtain NOx emissions in the exhaust based on heat release law and flame adiabatic temperature, including corrections to take into account the "reburning" phenomena and the local emissions in nominal reference points. On the other hand, the consumption estimation is based on the effective parameters calculation from indicated parameters and mechanical losses. These are obtained with specific sub-models of friction between the contact surfaces with relative movement and auxiliary devices power. Regarding the NOx, soot and fuel consumption empirical models, these are based on Design of Experiment and Response Surface Methodology, in which with an statistical focus, allows to fit mathematical expressions as function of some input variables (from injection and air path systems) and combustion burnt angles. The model has allowed quantifying the effect of using in-cylinder pressure signal to obtain the combustion burnt angles, facing the alternative to model it only taking into account the inputs. Finally, two applications of the model were presented: in one side, their performance was evaluated in transient conditions. On the other hand, the models have been used to perform a multi-objective optimisation to reduce emissions and fuel consumption simultaneously. / [ES] En los últimos años se han desarrollado diversos trabajos de modelado de NOx, hollín y consumo de combustible en motores Diesel, Algunos de ellos enfocan el problema mediante la determinación de las relaciones entre los parámetros de entrada y las salidas del motor siguiendo un enfoque causa-efecto basado en la experimentación. En el extremo contrario, también son habituales los modelos más o menos complejos que abordan el problema teniendo en cuenta toda la física implicada en los fenómenos relevantes. Sin embargo, no son muy habituales los modelos que utilizan la información de la señal de presión en el cilindro como entrada fundamental para caracterizar los fenómenos que van a determinar las prestaciones del motor en términos de emisiones y consumo. El presente trabajo tiene como objetivo fundamental explorar el potencial de dicha señal para modelar, junto con otras variables medias del motor, las emisiones y prestaciones. Para ello se han empleado dos enfoques: el primero semi-empírico en el que se combinan sub-modelos fenomenológicos sencillos con correcciones empíricas, y otro puramente empírico basado en correlaciones estadísticas. Los modelos semi-empíricos propuestos permiten obtener las emisiones de NOx en el escape basándose en la ley de liberación de calor y la temperatura adiabática de llama e incluyen sendas correcciones para tener en cuenta el fenómeno de reburning y las emisiones locales en puntos nominales de referencia. Por otro lado, la estimación del consumo se basa en el cálculo de los parámetros efectivos a partir de los indicados y las pérdidas mecánicas. Estas son obtenidas con sub-modelos específicos para la fricción en los contactos de los elementos con movimiento relativo y de accionamiento de auxiliares. Los modelos empíricos de NOx, hollín y consumo se basan en la metodología de Diseño de Experimentos y de Superficie de Respuesta que, con un enfoque estadístico, permite ajustar expresiones matemáticas en función de diferentes variables de entrada (tanto relacionadas con la renovación de la carga como con la inyección) y ángulos característicos de combustión. El modelo ha permitido cuantificar el efecto de usar la señal de presión experimental para obtener los ángulos de combustión, frente a la alternativa de modelarlos sólo con las entradas. Finalmente, se presentan dos aplicaciones de los modelos propuestos donde, en primer lugar, se ha evaluado sus prestaciones en condiciones transitorias, y en segundo lugar, se han empleado para realizar una optimización multi-objetivo para reducir simultáneamente emisiones y consumo / [CAT] En els últims anys s'han desenvolupat diversos treballs de modelatge de NOx, sutge i consum de combustible en motors dièsel. Alguns d'ells enfoquen el problema mitjançant la determinació de les relacions entre els paràmetres d'entrada i d'eixida del motor amb un enfocament causa-efecte basat en l'experimentació. D'una altra banda, també són habituals els models més o menys complexos que aborden el problema tenint en compte tota la física implicada en els fenòmens rel.levants. No obstant això, no són molt habituals els models que utilitzen informació del senyal de pressió en el cilindre com a entrada fonamental per caracteritzar els fenòmens que determinen les prestacions del motor en termes d'emissions i consum. El present treball té com a objectiu fonamental explorar el potencial d'aquest senyal per a modelar, juntament amb altres variables promedi del motor, les emissions i prestacions. Per això s'han emprat dos enfocaments: el primer semi-empíric en el qual es combinen sub-models fenomenològics senzills amb correccions empíriques, i un altre purament empíric basat en correl.lacions estadístiques. Els models semi-empírics proposats permeten obtenir les emissions de NOx en el escapament basant-se en la equació d'alliberament de calor i la temperatura adiabàtica de flama i inclouen sengles correccions per tindre en compte el fenomen de reburning i les emissions locals en punts nominals de referència . D'una altra banda, l'estimació del consum es basa en el càlcul dels paràmetres efectius a partir dels indicats i les pèrdues mecàniques. Aquestes són obtingudes amb sub-models específics per a la fricció en els contactes dels elements amb moviment relatiu i d'accionament d'auxiliars. Els models empírics de NOx, sutge i consum es basen en la metodologia de Disseny d'Experiments i de Superfície de Resposta que, amb un enfocament estadístic, permet ajustar expressions matemàtiques en funció de diferents variables d'entrada (tant relacionades amb la renovació de la càrrega com amb l 'injecció) i angles característics de combustió. El model ha permès quantificar l'efecte d'usar el senyal de pressió experimental per obtindre els angles de combustió, davant l'alternativa de modelar utilitzant les entrades. Finalment, es presenten dues aplicacions dels models proposats on, en primer lloc, s'ha avaluat les seues prestacions amb condicions transitòries, i en segon lloc, s'han emprat per a realitzar una optimització multi-objectiu per reduir simultàniament emissions i consum. / García Sarmiento, D. (2016). Aportaci ón al modelado de emisiones y consumo basado en la señal de presi ón en el cilindro en motores Diesel [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62184 / TESIS