Simulación en tiempo acelerado de una red de autobuses metropolitana usando un CAS

Se ha realizado una aplicación para simular en tiempo acelerado una red de autobuses metropolitana y de metro usando un CAS. Con esta aplicación se pretende optimizar estos medios de transporte de forma que el uso de estos sea la primera posibilidad a elegir y no la última alternativa. Esta aplicación permite la representación de cualquier mapa descrito por el usuario, para ello se han desarrollado una serie de algoritmos capaces de representarlos y registrar la información necesaria para el correcto movimiento de los autobuses y del metro. La generación de personas en las paradas de autobuses y metro, modificación del tiempo que se tarda en recorrer la distancia entre dos paradas en función del tráfico que exista y la generación de posibles averías tanto en los autobuses como en los metros se ha realizado usando funciones de distribución como la Exponencial, Poisson y Normal. Estas funciones varían dependiendo de los parámetros que se introduzcan mediante la interfaz de usuario. El CAS encargado de realizar la simulación es Maxima y tanto para la representación gráfica de la simulación como para mostrar los resultados se ha usado JAVA.

Mejoras en los proyectos de simulación de flujo de tráfico en tiempo acelerado

Se han desarrollado cuatro mejoras en los proyectos de simulación de flujo de tráfico en tiempo acelerado. Los proyectos [1] y [2] realizan una simulación de flujo de tráfico en un CAS, Maxima, y usan Java, para realizar la GUI. Ambos usan Jacomax para realizar la comunicación Java-Maxima. La primera ha sido implementar un algoritmo Dijkstra difuso en [2] que simule (de forma más real que el algoritmo Dijkstra), el camino que sigue un vehículo entre un origen y un destino, dentro de un mapa (un grafo) que representa una zona de Málaga. Además, se ha personalizado el grafo inicial asociando uno ponderado a cada vehículo, en el cual, las aristas (las calles) tienen un peso calculado con una uniforme o una normal. Para ganar en rendimiento en [1] y [2], se ha permitido al usuario decidir cada cuantos pasos en Maxima se comunica con Java, eliminando así muchas comunicaciones que resultaban lentas. Además, se ha creado un programa con Java, el cual crea un paquete Maxima con las funciones de distribución, densidad, masa, variables aleatorias, que el usuario desee, dando la posibilidad de elegir entre las más usuales ya implementadas. Este paquete puede ser cargado en [1] y [2] permitiendo al usuario elegir la función de distribución que más se asemeje al fenómeno que se desea simular. La última ha sido conseguir que funcionen los proyectos [1] y [2] en una máquina Mac.

Sistema multiagente para simulación de epidemias

El presente trabajo consiste en la elaboración de un sistema multiagente capaz de realizar simulaciones de enfermedades epidémicas, en determinados entornos, que pueden ser creados por los usuarios del sistema, así como la población que los ocupa, donde cada humano es un agente Jade. El trabajo se compone a su vez de cuatro módulos principales: una aplicación web realizada JSF, una aplicación de escritorio implementada en Java, el propio sistema multiagente que realiza las simulaciones, desarrollado usando Java sobre el framework de Jade y un servidor web que contiene al sistema multiagente y a la aplicación web mencionados anteriormente.El sistema desarrollado permite una gran cantidad de configuraciones sobre todos los aspectos que pueden influir en la simulación de una epidemia, como por ejemplo, parámetros de los entornos (tamaño, nivel de desarrollo, población de riesgo, etc.), población (porcentaje de población activa, estudiante, etc.) y enfermedades, así como sobre la propia simulación, ajustando por ejemplo el número de días de la duración o la probabilidad de que una persona decida ir a trabajar si está enferma. Además de realizar simulaciones, el sistema permite almacenarlas y consultarlas posteriormente, pudiendo tanto reproducirlas de nuevo como consultar información estadística detallada sobre la misma, así como distintas gráficas que muestran la evolución de la epidemia a lo largo de la simulación.Para garantizar un funcionamiento óptimo del sistema, este se ha ajustado y probado mediante diversas pruebas de estrés que garantizan que el rendimiento del mismo durante la realización de simulaciones es adecuado. Todo esto conforma un sistema cuya finalidad es la obtención de datos que puedan ser útiles de cara al estudio de enfermedades infecciosas potencialmente epidémicas y permitan extraer conclusiones sobre las mismas, ayudando al mejor entendimiento de este tipo de enfermedades y su comportamiento en determinados entornos.

Sistema multiagente para la simulación de epidemias

El presente trabajo consiste en elaborar un sistema que permita simular epidemias en un entorno a través de agentes que representan a los habitantes del entorno simulado. El trabajo consta de cuatro partes: una aplicación web realizada en JSF, una aplicación de escritorio realizado en Java, un sistema multiagente, que se encarga de realizar la simulación, realizado en Java junto al framework JADE y un servidor web que contiene la aplicación web y el sistema multiagente. La simulación, el entorno y la enfermedad pueden ser configuradas, por parte del usuario, con distintos parámetros necesarios para la realización de la simulación. Una vez realizada la simulación, ésta puede ser visualizada a través de una animación y/o a través de un gráfico que representa la evolución de la simulación. Con el fin de que el sistema tuviera un funcionamiento óptimo, se han desarrollado pruebas de estrés aumentando el número de días y de personas para poder comprobar la solidez del sistema y así realizar mejoras si es necesario. Todo esto conforma un sistema cuya finalidad es obtener unos datos a partir de los cuales se pueden realizar distintos estudios y sacar conclusiones a partir de ellos, ayudando a investigar cómo se comporta una epidemia en unas determinadas condiciones y también distintas formas de poder combatirlas

Sistema multiagente para la simulación de epidemias

Este trabajo de fin de grado tiene como objetivo realizar un sistema multiagente para simular el desarrollo de las enfermedades epidemiológicas en un entorno concreto. Para ello se plantea hacer un servidor que haga una simulación, especificándole diversos parámetros del entorno, de la enfermedad y otros propios de la simulación. Estos parámetros se pueden especificar desde una aplicación web y desde una aplicación de escritorio. También se podrá visualizar esta simulación desde las dos aplicaciones, una vez que la simulación haya finalizado. Se decide estructurar el sistema de esta forma para dejar la mayor parte del cómputo en manos del servidor. El software se desarrolla íntegramente en Java, haciendo así que sea multiplataforma. Para el desarrollo de este proyecto se ha investigado sobre la programación orientada a agentes y sobre los distintos modelos de epidemias existentes. Este es un proyecto grupal, formado por dos compañeros y yo. Ha sido un arduo trabajo de análisis, diseño, implementación y prueba del software por parte de todos. Para facilitar todo este proceso, la sincronización y el reparto de tareas se sigue una metodología de desarrollo ágil.

Esquemas de volúmenes finitos de alto orden: implementación en GPUs y aplicación a la simulación de flujos geofísicos

En esta tesis doctoral se exponen los fundamentos teóricos necesarios en el diseño de esquemas numéricos de volúmenes finitos para sistemas hiperbólicos no conservativos de una y dos dimensiones. Para el caso unidimensional se repasan los conceptos de esquema camino-conservativo y esquema bien equilibrado, así como la extensión de los esquemas numéricos a alto orden, basados en la reconstrucción de estados. En particular, se presentan los esquemas de tipo PVM (Polynomial Viscosity Matrix), así como diversos esquemas de limitadores de flujo que resultan de la extensión natural del método WAF, utilizando como base algunos esquemas de tipo PVM. Para el caso bidimensional se aborda el diseño de esquemas numéricos camino-conservativos y bien equilibrados de volúmenes finitos para sistemas hiperbólicos no conservativos y su extensión a alto orden, en particular se presenta una reconstrucción de estados de tercer orden compacta y que resulta de la combinación WENO de paraboloides y planos. 
 Se presenta además el desarrollo de métodos numéricos para el sistema de aguas someras bidimensional de una capa. En particular se definen esquemas de primer orden de tipo HLL y FORCE y su extensión a alto orden, un método de limitadores de flujo basado en el esquema HLL-WAF, así como su implementación en arquitecturas de tipo GPU, usando el entorno de programación CUDA. A continuación, se presenta un esquema numérico de orden uno para el sistema de aguas someras de una capa bidimensional en coordenadas esféricas (longitud/latitud), así como la extensión natural del método de limitadores de flujo presentado en el Capítulo 3 a este sistema. Finalmente, se presenta la validación del esquema de limitadores de flujo mediante la simulación de tsunamis reales, y la comparación con datos de campo.