La investigación está basada en el problema de la consulta de encuestas dinámicas con estructuras de grafos dirigidos, ya que a medida que la encuesta es más amplia, esta ocasiona un recorrido de profundidad más costoso en bases de datos relacionales debido a las uniones recursivas. Como solución a esto, se ha diseñado e implementado una solución software desarrollada en una plataforma web y móvil para la gestión de encuestas dinámicas almacenadas en una base de datos orientada a grafos, facilitando así la consulta de las encuestas mediante un lenguaje de consulta basado en grafos. La aplicación web permite la creación de encuestas dinámicas mediante la gestión de preguntas, sus opciones y como ellas están conectadas a otras preguntas. Además, para la verificación de respuestas recolectadas se implementan reportes para la descarga de datos. La implementación se evalúa definiendo un caso de prueba similar al censo de Perú del 2017 mediante la técnica de clases de equivalencia. Finalmente se realiza un caso de prueba donde puede observarse la recolección de datos mediante el aplicativo móvil. / Tesis

La presente tesis doctoral se centra en la creación de un simulador de análisis causal (Smarta), el cual permite estudiar las tendencias y relaciones causales de sistemas con grandes dimensiones. Para ello, la aplicación automatiza una técnica novedosa creada por el grupo de investigación de "Sistémica, Cibernética y Optimización" (SCO), perteneciente al Departamento de Matemática Aplicada de la Universidad de Alicante. Dicha técnica está basada en Teoría General de Sistemas, Teoría de Grafos y Teoría del Caos Discreto. En este sentido, Smarta permite introducir las variables del sistema complejo bajo estudio, y a partir de ellas, solicita al usuario distintos parámetros que son utilizados posteriormente para calcular los pares causa-efecto, representando un grafo dirigido interactivo y determinando las tendencias del sistema, según diversos elementos de la Teoría del Caos Discreto. En cuanto a las características de desarrollo, Smarta ha sido implementado a través del entorno Qt (versión 5, 32-bit, open-source), haciendo uso del lenguaje de programación C++. Cabe destacar que el software puede ser ejecutado en Windows, macOS y GNU/Linux. La estructura del siguiente trabajo se divide en 6 capítulos. En el capítulo 1 se introducen los orígenes, la motivación, los objetivos y la metodología del proyecto de investigación. En el capítulo 2 se analizan los antecedentes de la sistémica general, comenzando por la Teoría General de Sistemas y sus limitaciones, pasando por la Teoría Abstracta de Sistemas y varias definiciones sistémicas relevantes, y finalizando con la Dinámica de Sistemas. En el capítulo 3 se estudian conceptos previos relativos a la Teoría del Caos Discreto, como la noción de sistema complejo, la tipología de las variables y las influencias entre estas, la función estructural, las órbitas, el cubrimiento, la invariabilidad, los atractores y las cuencas de atracción. En el capítulo 4 se procede al diseño de Smarta, partiendo de una explicación general del programa, analizando los distintos módulos que lo componen y realizando diversas pruebas para validar el funcionamiento del mismo. En el capítulo 5 se ahonda en las aplicaciones del simulador. Concretamente, se emplea el software para estudiar 3 escenarios bien diferenciados: (1) el sector industrial español, (2) el ciclo de vida (PLC) del smartphone y (3) el análisis de redes turísticas. Finalmente, en el capítulo 6 se exponen las conclusiones del estudio y se enuncian algunas líneas de trabajo futuras. / Tesis financiada por el Vicerrectorado de Investigación y Transferencia de Conocimiento de la Universidad de Alicante, mediante la ayuda UAFPU2017-005.

El uso de las redes para modelar sistemas complejos es creciente en multitud de ambitos. Son extremadamente utiles para representar interacciones entre genes, relaciones sociales, intercambio de informaci on en Internet o correlaciones entre precios de acciones burs atiles, por nombrar s olo algunos ejemplos. Analizando la estructura de estas redes, comprendiendo c omo interaccionan sus distintos elementos, podremos entender mejor c omo se comporta el sistema en su conjunto. A menudo, los nodos que conforman estas redes tienden a formar grupos altamente conectados. Esta propiedad es conocida como estructura de comunidades y esta tesis doctoral se ha centrado en el problema de c omo mejorar su detecci on y caracterizaci on. Como primer objetivo de este trabajo, se encuentra la generaci on de m etodos e cientes que permitan caracterizar las comunidades de una red y comprender su estructura. Segundo, pretendemos plantear una serie de pruebas donde testar dichos m etodos. Por ultimo, sugeriremos una medida estad stica que pretende ser capaz de evaluar correctamente la calidad de la estructura de comunidades de una red. Para llevar a cabo dichos objetivos, en primer lugar, se generan una serie de algoritmos capaces de transformar una red en un arbol jer arquico y, a partir de ah , determinar las comunidades que aparecen en ella. Por otro lado, se ha dise~nado un nuevo tipo de benchmarks para testar estos y otros algoritmos de detecci on de comunidades de forma e ciente. Por ultimo, y como parte m as importante de este trabajo, se demuestra que la estructura de comunidades de una red puede ser correctamente evaluada utilizando una medida basada en una distribuci on hipergeom etrica. Por tanto, la maximizaci on de este ndice, llamado Surprise, aparece como la estrategia id onea para obtener la partici on en comunidades optima de una red. Surprise ha mostrado un comportamiento excelente en todos los casos analizados, superando cualitativamente a cualquier otro m etodo anterior. De esta manera, aparece como la mejor medida propuesta para este n y los datos sugieren que podr a ser una estrategia optima para determinar la calidad de la estructura de comunidades en redes complejas. / Aldecoa García, R. (2013). Detección de comunidades en redes complejas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31638 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

En la presente memoria, se abordan cuatro problemas, existiendo en todos ellos una gran interacción entre la combinatoria y la geometría. El primer problema que se estudia es la introducción de varias extensiones del concepto de tipo de orden para nubes de puntos. Concretamente, se introducen los tipos de orden circulares y triángulares, en las versiones orientada y no orientada. Se han demostrado resultados combinatorios análogos a resultados bien conocidos sobre tipos de orden ordinarios, introducidos por Goodman y Pollack como es el llamado Teorema de ordenación geométrica. Se ha estudiado también la información geométrica que proporciona cada uno de estos conceptos. El segundo problema estudia el empaquetamiento plano de grafos; esto es, el trazado de grafos, disjuntos en aristas, en el plano. Hemos obtenido varios resultados sobre el empaquetamiento plano de árboles y ciclos. Concretamente, para árboles que no sean estrellas, se ha demostrado que siempre admiten empaquetamiento plano: dos copias de un árbol cualquiera, un árbol cualquiera y un camino, un árbol cualquiera y un ciclo. También se han obtenido resultados sobre empaquetamiento plano de dos o tres ciclos. La principal herramienta que se ha utilizado es la representación de un árbol en un polígono convexo con propiedades muy concretas. En tercer lugar se estudia el grafo T (P) de árboles geométricos de una nube de puntos P, siendo este grafo el que tiene por vértices los árboles generadores sin cortes de P y dos de tales árboles T1, T2 son aduacentes si y sólo s, T2C=t1e+f para ciertas aristas e y f. Se han obtenido propiedades combinatorias de estos grafos, especialmente en el caso particular en que el conjunto de puntos esta en posición convexa. En este caso se ha determinado el centro, radio y grupo de automofismos de estos grafos, y demostrado que son hamiltonianos y de conectividad máxima. Finalmente, también se ha estudiado el grafo Mm de los emparejamientos perfectos sin cortes de una nube de 2m puntos en posición convexa. Entre los resultados obtenidos cabe destacar que se ha demostrado que Mm es bipartito, hamiltoniano sólo si m es par y que el diámetro de Mm es igual a m-1, siendo todos los emparejamientos de excentricidad máxima.

El análisis de la influencia social nos permite estudiar la manera de determinar la opinión de las personas utilizando como medio el intercambio de información. Dentro de esta disciplina, la identificación líderes de opinión tiene como finalidad identificar a las personas que ejercen un mayor nivel de influencia. La identificación de líderes de opinión se usa en campañas de marketing viral, sistemas de recomendación de productos y en sistemas de detección de anómalas en redes de telefonía móvil. Debido a que los medios sociales se han transformado en la fuente de datos más representativa y relevante para entender el comportamiento de las personas, el análisis de influencia se ha convertido en una de las tecnologías más importantes en las industrias modernas de información y servicios. Existen diversos métodos para identificar a los líderes de opinión. En este trabajo se plantea un algoritmo híbrido para cuantificar la influencia de acuerdo a atributos estáticos y de interacción de los usuarios pertenecientes a una red social. Los algoritmos híbridos requieren la representación de las interacciones de los usuarios mediante grafos. Por ello, se implementó un algoritmo de construcción, de segmentación y de visualización de grafos con el objeto de abordar los desafíos que involucra identificar y cuantificar la influencia de los usuarios en grandes redes sociales. El procedimiento fue aplicado en mensajes que tratan sobre el calentamiento global, recolectados desde la plataforma de Twitter con el objetivo de representar en un grafo, a los usuarios interesados en el tema. Los líderes de opinión seleccionados a partir del algoritmo propuesto representan mejor la influencia ganada a través del proceso de difusión. Este documento consta de 6 Capítulos: El capítulo 1 busca venir el problema y el enfoque adoptado en este trabajo. El Capítulo 2 describe los diversos conceptos, métodos, procesos y herramientas utilizados en el análisis de influencia social tanto en el presente trabajo y estudios relacionados. El Capítulo 3 describe los trabajos previos que busquen identificar líderes de opinión en grandes redes sociales. El Capítulo 4 describe el procedimiento de análisis de influencia social desarrollado. El Capítulo 5 describe los resultados obtenidos en la ejecución del procedimiento propuesto. Finalmente, el Capítulo 6 presentamos las conclusiones y recomendaciones obtenidas producto de trabajo realizado. / Tesis

[ES] El procesado de señal sobre grafos es un campo emergente de técnicas que combinan conceptos de dos áreas muy consolidadas: el procesado de señal y la teoría de grafos. Desde la perspectiva del procesado de señal puede obtenerse una definición de la señal mucho más general asignando cada valor de la misma a un vértice de un grafo. Las señales convencionales pueden considerarse casos particulares en los que los valores de cada muestra se asignan a una cuadrícula uniforme (temporal o espacial). Desde la perspectiva de la teoría de grafos, se pueden definir nuevas transformaciones del grafo de forma que se extiendan los conceptos clásicos del procesado de la señal como el filtrado, la predicción y el análisis espectral. Además, el procesado de señales sobre grafos está encontrando nuevas aplicaciones en las áreas de detección y clasificación debido a su flexibilidad para modelar dependencias generales entre variables. En esta tesis se realizan nuevas contribuciones al procesado de señales sobre grafos. En primer lugar, se plantea el problema de estimación de la matriz Laplaciana asociada a un grafo, que determina la relación entre nodos. Los métodos convencionales se basan en la matriz de precisión, donde se asume implícitamente Gaussianidad. En esta tesis se proponen nuevos métodos para estimar la matriz Laplaciana a partir de las correlaciones parciales asumiendo respectivamente dos modelos no Gaussianos diferentes en el espacio de las observaciones: mezclas gaussianas y análisis de componentes independientes. Los métodos propuestos han sido probados con datos simulados y con datos reales en algunas aplicaciones biomédicas seleccionadas. Se demuestra que pueden obtenerse mejores estimaciones de la matriz Laplaciana con los nuevos métodos propuestos en los casos en que la Gaussianidad no es una suposición correcta. También se ha considerado la generación de señales sintéticas en escenarios donde la escasez de señales reales puede ser un problema. Los modelos sobre grafos permiten modelos de dependencia por pares más generales entre muestras de señal. Así, se propone un nuevo método basado en la Transformada de Fourier Compleja sobre Grafos y en el concepto de subrogación. Se ha aplicado en el desafiante problema del reconocimiento de gestos con las manos. Se ha demostrado que la extensión del conjunto de entrenamiento original con réplicas sustitutas generadas con los métodos sobre grafos, mejora significativamente la precisión del clasificador de gestos con las manos. / [CAT] El processament de senyal sobre grafs és un camp emergent de tècniques que combinen conceptes de dues àrees molt consolidades: el processament de senyal i la teoria de grafs. Des de la perspectiva del processament de senyal pot obtindre's una definició del senyal molt més general assignant cada valor de la mateixa a un vèrtex d'un graf. Els senyals convencionals poden considerar-se casos particulars en els quals els valors de la mostra s'assignen a una quadrícula uniforme (temporal o espacial). Des de la perspectiva de la teoria de grafs, es poden definir noves transformacions del graf de manera que s'estenguen els conceptes clàssics del processament del senyal com el filtrat, la predicció i l'anàlisi espectral. A més, el processament de senyals sobre grafs està trobant noves aplicacions en les àrees de detecció i classificació a causa de la seua flexibilitat per a modelar dependències generals entre variables. En aquesta tesi es donen noves contribucions al processament de senyals sobre grafs. En primer lloc, es planteja el problema d'estimació de la matriu Laplaciana associada a un graf, que determina la relació entre nodes. Els mètodes convencionals es basen en la matriu de precisió, on s'assumeix implícitament la gaussianitat. En aquesta tesi es proposen nous mètodes per a estimar la matriu Laplaciana a partir de les correlacions parcials assumint respectivament dos models no gaussians diferents en l'espai d'observació: mescles gaussianes i anàlisis de components independents. Els mètodes proposats han sigut provats amb dades simulades i amb dades reals en algunes aplicacions biomèdiques seleccionades. Es demostra que poden obtindre's millors estimacions de la matriu Laplaciana amb els nous mètodes proposats en els casos en què la gaussianitat no és una suposició correcta. També s'ha considerat el problema de generar senyals sintètics en escenaris on l'escassetat de senyals reals pot ser un problema. Els models sobre grafs permeten models de dependència per parells més generals entre mostres de senyal. Així, es proposa un nou mètode basat en la Transformada de Fourier Complexa sobre Grafs i en el concepte de subrogació. S'ha aplicat en el desafiador problema del reconeixement de gestos amb les mans. S'ha demostrat que l'extensió del conjunt d'entrenament original amb rèpliques substitutes generades amb mètodes sobre grafs, millora significativament la precisió del classificador de gestos amb les mans. / [EN] Graph signal processing appears as an emerging field of techniques that combine concepts from two highly consolidated areas: signal processing and graph theory. From the perspective of signal processing, it is possible to achieve a more general signal definition by assigning each value of the signal to a vertex of a graph. Conventional signals can be considered particular cases where the sample values are assigned to a uniform (temporal or spatial) grid. From the perspective of graph theory, new transformations of the graph can be defined in such a way that they extend the classical concepts of signal processing such as filtering, prediction and spectral analysis. Furthermore, graph signal processing is finding new applications in detection and classification areas due to its flexibility to model general dependencies between variables. In this thesis, new contributions are given to graph signal processing. Firstly, it is considered the problem of estimating the Laplacian matrix associated with a graph, which determines the relationship between nodes. Conventional methods are based on the precision matrix, where Gaussianity is implicitly assumed. In this thesis, new methods to estimate the Laplacian matrix from the partial correlations are proposed respectively assuming two different non-Gaussian models in the observation space: Gaussian Mixtures and Independent Component Analysis. The proposed methods have been tested with simulated data and with real data in some selected biomedical applications. It is demonstrate that better estimates of the Laplacian matrix can be obtained with the new proposed methods in cases where Gaussianity is not a correct assumption. The problem of generating synthetic signal in scenarios where real signals scarcity can be an issue has also been considered. Graph models allow more general pairwise dependence models between signal samples. Thus a new method based on the Complex Graph Fourier Transform and on the concept of subrogation is proposed. It has been applied in the challenging problem of hand gesture recognition. It has been demonstrated that extending the original training set with graph surrogate replicas, significantly improves the accuracy of the hand gesture classifier. / Belda Valls, J. (2022). Nuevas contribuciones a la teoría y aplicación del procesado de señal sobre grafos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191333

Durant les dernières années, la taille des systèmes ainsi que leur complexité ont pas mal évolué, entrainant le besoin d'approches distribuées pour la commande et l'aide à la décision. Cette thèse porte sur la résolution d'un problème incluant une commande distribuée et une aide à la décision, l'allocation dynamique de ressource dans un réseau.Pour résoudre ce problème, nous avons étudié un algorithme basé sur un consensus qui ne nécessite pas de calcul centralisé, et qui soit capable de traiter des applications modélisées par des systèmes dynamiques ou par des fonctions sans mémoires. La principale contribution de ce travail de thèse est d'avoir prouvé, en utilisant des outils issus de la théorie des graphes etl'analyse de la passivité, que le contrôleur atteint la solution optimale de façon asymptotique, sans obligation d'avoir une information complète.Afin d'illustrer la pertinence de notre résultat principal, plusieurs applications en ingénierie ont été étudiées, incluant la commande distribuée pour l'économie d'énergie dans des bâtiments intelligents, la gestion des clients dans un environnement de "smart grids", et le développement d'une méthode exacte d'optimisation distribuée pour un problème d'allocation de ressources soumis à des contraintes sur les bornes inférieures.Enfin, nous étudions les techniques d'allocation de ressources basées sur les modèlesde dynamique de populations. Pour les rendre distribuées, nous introduisons le concept dedynamique de populations "pas bien mélangées". Nous montrons que ces dynamiques peuventêtre utilisées pour des structures d'informations contraintes. Même si les dynamiquesde populations "pas bien mélangées" utilisent des informations partielles, ellesconservent des propriétés similaires aux dynamiques classiques qui utilisent desinformations complètes. Plus spécifiquement, la conservation de masse et la convergencevers l'équilibre de Nash sont prouvées. / Since the complexity and scale of systems have been growing in the last years, distributed approaches for control and decision making are becoming more prevalent. This dissertation focuses on an important problem involving distributed control and decision making, the dynamic resource allocation in a network. To address this problem, we explore a consensus--based algorithm that does not require any centralized computation, and that is capable to deal with applications modeled either by dynamical systems or by memoryless functions. The main contribution of our research is to prove, by means of graph theoretical tools and passivity analysis, that the proposed controller asymptotically reaches an optimal solution without the need of full information. In order to illustrate the relevance of our main result, we address several engineering applications including: distributed control for energy saving in smart buildings, management of the customers of an aggregating entity in a smart grid environment, and development of an exact distributed optimization method that deals with resource allocation problems subject to lower--bound constraints. Finally, we explore resource allocation techniques based on classic population dynamics models. In order to make them distributed, we introduce the concept of non--well--mixed population dynamics. We show that these dynamics are capable to deal with constrained information structures that are characterized by non--complete graphs. Although the proposed non--well--mixed population dynamics use partial information, they preserve similar properties of their classic counterpart, which uses full information. Specifically, we prove mass conservation and convergence to Nash equilibrium. / Dado que la complejidad y la escala de los sistemas sehan ido incrementando en los últimos años, las técnicas centralizadas de control y toma de decisiones están siendo reemplazadas por métodos distribuidos. Esta tesis se centra en un importante problema que involucra control y toma de decisiones distribuidas: la asignación dinámica de recursos en redes. Para abordar este problema, exploramos un algoritmo basado en consenso que no requiere computación centralizada, y que puede ser usado en aplicaciones modeladas ya sea por sistemas dinámicos o funciones sin memoria. La principal contribución de esta tesis es probar, por medio de teoría de grafos y pasividad, que el algoritmo propuesto alcanza asintóticamente una solución óptima sin la necesidad de usar información completa. Para ilustrar la relevancia del resultado principal de esta disertación, abordamos varias aplicaciones en ingeniería,incluyendo: el control distribuido en edificios inteligentes orientado a la eficiencia energética, la gestión de los clientes de un agregador en una red inteligente en la que se aplican estrategias de respuesta de la demanda, y el desarrollo de un método de optimización exacto que permite incluir restricciones de límite inferior. Finalmente, se exploran otras técnicas de asignación derecursos inspiradas en modelos de dinámicas poblacionales. Se introduce el concepto de poblaciones no—bien—mezcladas, y se muestra que las dinámicas asociadas a este tipo de poblaciones cuentan con una estructura de información local, caracterizada por grafos que no son completos. A pesar de que las dinámicas propuestas usan información parcial, ellas preservan características similares a las dinámicas poblacionales clásicas que usan información completa.

Advances in information technology in the past two decades have seen innovations in the field of domestic and industrial computing that led to a paradigm shift in the management and operation of urban water systems by water utility companies. The traditional public management policy that focused on ensuring a minimum quality of service regardless of the costs associated with the processes of catchment, treatment and distribution of water, in many cases even unknown, have evolved towards more efficient cost sensitive models. These new wholly or partly public funded management systems improve not only the quality of service offered to users, but also optimize resources by reducing the cost and causing the minimum environmental impact. The new challenges raised by the European Water Framework1 Directive by imposing cost recovery to improve water efficiency and environmental sustainability have led to a significant change at all levels of water management. Consequently, new priorities have been established in terms of infrastructure management that require the reduction of water losses and the improvement of the water efficiency in urban networks for human consumption. Likewise, in a broader context which includes the water--energy binomial, it is also desirable to improve the energy efficiency and carbon emissions of these systems. Today, network sectoring is the most commonly used strategy to improve management and increase network performance. It basically consists of dividing the network into several smaller hydraulic sectors, where water inlets and outlets are perfectly controlled. This simplifies the task of carrying out periodic water balances in each of the sectors, and allows water loss volume to be assessed for a given period of time. As configuring network sectors is not a trivial task, it is therefore important to have appropriate tools to perform the task efficiently and effectively. Mathematical models can play an important role as decision support tools to help water managers assess the performance of water network distribution systems. This thesis aims to address the current problems of managing urban water networks by combining new information-processing technologies with innovative network modelling techniques. It intends to facilitate the system diagnosis and extend the use of models on the decision-making process to provide better solutions to the management of urban water networks. For this purpose a software extension that works on a geographic information system (GIS) has been developed. It integrates: the hydraulic and water quality simulation program EPANET 2, innovative tools for model analysis and diagnostic, automatic tools for sectoring and computing tools to conduct water balances in the sectors using actual measurements. The work demonstrates the compatibility and complementarity of GIS and hydraulic models as technologies that can be used to support the assessment and diagnosis of water distribution networks. Considering that the majority of information linked to the network system has some geographic reference, it is not surprising that GIS has become a popular tool for dealing with such information. At the same time, the integration of mathematical modelling and simulation tools, offers the GIS a new dimension in the realm of hydraulic study of water networks. Furthermore, if this specific integration is provided with new features aimed not only to facilitate the model building, but also to assist the user in decision-making using powerful algorithms based on the application of the graph theory, the result is a powerful up-to-date analytical tool, which opens up new possibilities in the field of management and efficient operation of urban water supply systems. / Bartolín Ayala, HJ. (2013). Confección de modelos de redes de distribución de agua desde un Sig y desarrollo de herramientas de apoyo a la toma de decisiones [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/33152

[ES] La interoperabilidad entre los objetos comunicados es el objetivo principal del internet de las cosas (IoT). Algunos esfuerzos para lograrlo han generado diversas propuestas de arquitecturas, sin embargo, aún no se ha llegado a un conceso. Estas arquitecturas difieren en el tipo de estructura, grado de centralización, algoritmo de enrutamiento, métricas de enrutamiento, técnicas de descubrimiento, algoritmos de búsqueda, segmentación, calidad de servicio y seguridad, entre otros. Algunas son mejores que otras, dependiendo del entorno en el que se desempeñan y del tipo de parámetro que se use. Las más populares son las orientadas a eventos o acciones basadas en reglas, las cuales han permitido que IoT ingrese en el mercado y logre una rápida masificación. Sin embargo, su interoperabilidad se basa en alianzas entre fabricantes para lograr su compatibilidad. Esta solución se logra en la nube con una plataforma que unifica a las diferentes marcas aliadas. Esto permite la introducción de estas tecnologías a la vida común de los usuarios pero no resuelve problemas de autonomía ni de interoperabilidad. Además, no incluye a la nueva generación de redes inteligentes basadas en cosas inteligentes. La arquitectura propuesta en esta tesis toma los aspectos más relevantes de las cuatro arquitecturas IoT más aceptadas y las integra en una, separando la capa IoT (comúnmente presente en estas arquitecturas), en tres capas. Además, está pensada para abarcar redes de proximidad (integrando diferentes tecnologías de interconexión IoT) y basar su funcionamiento en inteligencia artificial (AI). Por lo tanto, esta propuesta aumenta la posibilidad de lograr la interoperabilidad esperada y aumenta la funcionalidad de cada objeto en la red enfocada en prestar un servicio al usuario. Aunque el sistema que se propone incluye el procesamiento de una inteligencia artificial, sigue los mismos aspectos técnicos que sus antecesoras, ya que su operación y comunicación continúan basándose en la capa de aplicación y trasporte de la pila de protocolo TCP/IP. Sin embargo, con el fin de aprovechar los protocolos IoT sin modificar su funcionamiento, se crea un protocolo adicional que se encapsula y adapta a su carga útil. Se trata de un protocolo que se encarga de descubrir las características de un objeto (DFSP) divididas en funciones, servicios, capacidades y recursos, y las extrae para centralizarla en el administrador de la red (IoT-Gateway). Con esta información el IoT-Gateway puede tomar decisiones como crear grupos de trabajo autónomos que presten un servicio al usuario y enrutar a los objetos de este grupo que prestan el servicio, además de medir la calidad de la experiencia (QoE) del servicio; también administra el acceso a internet e integra a otras redes IoT, utilizando inteligencia artificial en la nube. Al basarse esta propuesta en un nuevo sistema jerárquico para interconectar objetos de diferente tipo controlados por AI con una gestión centralizada, se reduce la tolerancia a fallos y seguridad, y se mejora el procesamiento de los datos. Los datos son preprocesados en tres niveles dependiendo del tipo de servicio y enviados a través de una interfaz. Sin embargo, si se trata de datos sobre sus características estos no requieren mucho procesamiento, por lo que cada objeto los preprocesa de forma independiente, los estructura y los envía a la administración central. La red IoT basada en esta arquitectura tiene la capacidad de clasificar un objeto nuevo que llegue a la red en un grupo de trabajo sin la intervención del usuario. Además de tener la capacidad de prestar un servicio que requiera un alto procesamiento (por ejemplo, multimedia), y un seguimiento del usuario en otras redes IoT a través de la nube. / [CA] La interoperabilitat entre els objectes comunicats és l'objectiu principal de la internet de les coses (IoT). Alguns esforços per aconseguir-ho han generat diverses propostes d'arquitectures, però, encara no s'arriba a un concens. Aquestes arquitectures difereixen en el tipus d'estructura, grau de centralització, algoritme d'encaminament, mètriques d'enrutament, tècniques de descobriment, algoritmes de cerca, segmentació, qualitat de servei i seguretat entre d'altres. Algunes són millors que altres depenent de l'entorn en què es desenvolupen i de el tipus de paràmetre que es faci servir. Les més populars són les orientades a esdeveniments o accions basades en regles. Les quals li han permès entrar al mercat i aconseguir una ràpida massificació. No obstant això, la seva interoperabilitat es basa en aliances entre fabricants per aconseguir la seva compatibilitat. Aquesta solució s'aconsegueix en el núvol amb una plataforma que unifica les diferents marques aliades. Això permet la introducció d'aquestes tecnologies a la vida comuna dels usuaris però no resol problemes d'autonomia ni d'interoperabilitat. A més, no inclou a la nova generació de xarxes intel·ligents basades en coses intel·ligents. L'arquitectura proposada en aquesta tesi, pren els aspectes més rellevants de les quatre arquitectures IoT mes acceptades i les integra en una, separant la capa IoT (comunament present en aquestes arquitectures), en tres capes. A més aquesta pensada en abastar xarxes de proximitat (integrant diferents tecnologies d'interconnexió IoT) i basar el seu funcionament en intel·ligència artificial. Per tant, aquesta proposta augmenta la possibilitat d'aconseguir la interoperabilitat esperada i augmenta la funcionalitat de cada objecte a la xarxa enfocada a prestar un servei a l'usuari. Tot i que el sistema que es proposa inclou el processament d'una intel·ligència artificial, segueix els mateixos aspectes tècnics que les seves antecessores, ja que, la seva operació i comunicació se segueix basant en la capa d'aplicació i transport de la pila de protocol TCP / IP. No obstant això, per tal d'aprofitar els protocols IoT sense modificar el seu funcionament es crea un protocol addicional que s'encapsula i s'adapta a la seva càrrega útil. Es tracta d'un protocol que s'encarrega de descobrir les característiques d'un objecte (DFSP) dividides en funcions, serveis, capacitats i recursos, i les extreu per centralitzar-la en l'administrador de la xarxa (IoT-Gateway). Amb aquesta informació l'IoT-Gateway pot prendre decisions com crear grups de treball autònoms que prestin un servei a l'usuari i encaminar als objectes d'aquest grup que presten el servei. A més de mesurar la qualitat de l'experiència (QoE) de el servei. També administra l'accés a internet i integra a altres xarxes Iot, utilitzant intel·ligència artificial en el núvol. A l'basar-se aquesta proposta en un nou sistema jeràrquic per interconnectar objectes de diferent tipus controlats per AI amb una gestió centralitzada, es redueix la tolerància a fallades i seguretat, i es millora el processament de les dades. Les dades són processats en tres nivells depenent de el tipus de servei i enviats a través d'una interfície. No obstant això, si es tracta de dades sobre les seves característiques aquests no requereixen molt processament, de manera que cada objecte els processa de forma independent, els estructura i els envia a l'administració central. La xarxa IoT basada en aquesta arquitectura té la capacitat de classificar un objecte nou que arribi a la xarxa en un grup de treball sense la intervenció de l'usuari. A més de tenir la capacitat de prestar un servei que requereixi un alt processament (per exemple multimèdia), i un seguiment de l'usuari en altres xarxes IoT a través del núvol. / [EN] Interoperability between communicating objects is the main goal of the Internet of Things (IoT). Efforts to achieve this have generated several architectures' proposals; however, no consensus has yet been reached. These architectures differ in structure, degree of centralisation, routing algorithm, routing metrics, discovery techniques, search algorithms, segmentation, quality of service, and security. Some are better than others depending on the environment in which they perform, and the type of parameter used. The most popular are those oriented to events or actions based on rules, which has allowed them to enter the market and achieve rapid massification. However, their interoperability is based on alliances between manufacturers to achieve compatibility. This solution is achieved in the cloud with a dashboard that unifies the different allied brands, allowing the introduction of these technologies into users' everyday lives but does not solve problems of autonomy or interoperability. Moreover, it does not include the new generation of smart grids based on smart things. The architecture proposed in this thesis takes the most relevant aspects of the four most accepted IoT-Architectures and integrates them into one, separating the IoT layer (commonly present in these architectures) into three layers. It is also intended to cover proximity networks (integrating different IoT interconnection technologies) and base its operation on artificial intelligence (AI). Therefore, this proposal increases the possibility of achieving the expected interoperability and increases the functionality of each object in the network focused on providing a service to the user. Although the proposed system includes artificial intelligence processing, it follows the same technical aspects as its predecessors since its operation and communication is still based on the application and transport layer of the TCP/IP protocol stack. However, in order to take advantage of IoT-Protocols without modifying their operation, an additional protocol is created that encapsulates and adapts to its payload. This protocol discovers the features of an object (DFSP) divided into functions, services, capabilities, and resources, and extracts them to be centralised in the network manager (IoT-Gateway). With this information, the IoT-Gateway can make decisions such as creating autonomous workgroups that provide a service to the user and routing the objects in this group that provide the service. It also measures the quality of experience (QoE) of the service. Moreover, manages internet access and integrates with other IoT-Networks, using artificial intelligence in the cloud. This proposal is based on a new hierarchical system for interconnecting objects of different types controlled by AI with centralised management, reducing the fault tolerance and security, and improving data processing. Data is preprocessed on three levels depending on the type of service and sent through an interface. However, if it is data about its features, it does not require much processing, so each object preprocesses it independently, structures it and sends it to the central administration. The IoT-Network based on this architecture can classify a new object arriving on the network in a workgroup without user intervention. It also can provide a service that requires high processing (e.g., multimedia), and user tracking in other IoT-Networks through the cloud. / González Ramírez, PL. (2022). Interconnection Architecture of Proximity Smart IoE-Networks with Centralised Management [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181892