Algorithm optimization for solving crew scheduling problems

In this paper, we are proposing a methodology to determine the most efficient and least costly way of crew pairing optimization. We are developing a methodology based on algorithm optimization on Eclipse opensource IDE using the Java programming language to solve the crew scheduling problems.

Matemàtica i música amb ADN

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2005. Estudi sobre l’ADN que té com a finalitat conèixer introductòriament l’utilització del càlcul matemàtic computacional en les investigacions sobre aquest. Els objectius de l’estudi són per una part, conèixer què és l'ADN i quins són els seus mecanismes de duplicació i de transmissió de la informació genètica, així com el paper d'altres molècules que intervenen en aquest procés ; també s’estudia quins han estat els processos de la cèl·lula que l'ésser humà ha estat capaç de copiar o imitar. A partir d’aquesta introducció, es vol conèixer què s'entén concretament per computació amb ADN i alguns dels problemes matemàtics que s'han resolt, així com algunes aplicacions de l'ADN en altres camps. La recerca ha permès arribar a diverses conclusions. Primerament que l'ADN és un excel·lent candidat per poder fer càlculs matemàtics. En segon lloc, tot i que en el present treball no se solucionen problemes computacionalment difícils es mostra la capacitat de les molècules d'ADN per resoldre problemes. En tercer lloc, l'interès mostrat per importants empreses dedicades a la informàtica fa més esperançador que en un futur hi pugui haver ordinadors que funcionin amb molècules d'ADN. Finalment, es demostra que les matemàtiques, la informàtica i la biologia són tres camps que estan interrelacionats. Per tal de trencar una mica amb la serietat del treball, s'acaba descrivint una manera de posar música a les cadenes d'ADN, i es mostren alguns resultats com són les músiques associades als 24 cromosomes humans, així com les corresponents a 29 proteïnes.

Optimización y modelización de la ingestión en el vacuno lechero en estabulación libre

El presente proyecto tenía una duración de un año. Durante el año 2004 se realizó el ensayo experimental y se procesaron la mayoría de los datos obtenidos. El proyecto se inició con 3 meses de retraso (en Marzo en vez de Enero) debido que antes del inicio del proyecto se realizaron unos ensayos de validación del sistema de monitorización automatizado necesarios para llevar a cabo este proyecto. Se adjunta separata con la publicación de los resultados de validación del sistema automatizado empleado. Los objetivos de este proyecto se cumplieron plenamente. Se confeccionaron los dos lotes de vacas como estaba previsto y se consiguieron todas las medidas que se pretendía. Los resultados de este estudio ya han sido procesados estadísticamente y un artículo científico está siendo terminado en estos momentos (también se adjunta en el informe) y se prevee que se envíe a publicar a finales de este mismo mes de Abril. Los objetivos del estudio consistían en determinar los efectos de la separación de las vacas primíparas de las multíparas sobre el peso vivo, la condición corporal, la producción de leche, el consumo de alimento, y el comportamiento alimentario de las vacas. Los resultados más relevantes del estudio han sido que, sorprendentemente, la creación de un grupo de primíparas separadas de las multíparas no tiene repercusiones positivas (ni negativas) sobre la producción de leche. Este hecho se ha atribuido a que la ingestión de la primíparas en ausencia de las multíparas no aumentó, y es más, el tiempo dedicado a consumir alimento fue menor en las primíparas separadas de las multíparas que en sus homólogas mezcladas con las multíparas. Las vacas primíparas separadas de las primíparas acudieron al comedero un mayor número de veces al día, aunque sus visitas al comedero fueron más cortas. El ritmo de ingestión no fue distinto entre los dos grupos de animales, por lo tanto, la cantidad de alimento ingerido en cada visita fue menor en las primíparas separadas. Este cambio en el comportamiento alimentario probablemente fuera el responsable del mayor contenido, y mayor producción, de grasa en leche obtenido con las primíparas separadas de las multíparas. Este tipo de resultados son la primera vez que se obtienen y se describen en la literatura. Este ha sido el primer estudio que evalúa y cuantifica los efectos de la separación de las primíparas de las multíparas sobre la ingestión y la producción.

Optimización del uso del agua en restauraciones de paisajes y xerojardinería en condiciones de clima mediterráneo

Durante todo el proyecto y su prórroga, el plan de trabajo se ha desarrollado de acuerdo con el programa descrito en la memoria del presente proyecto, así­ se ha incidido en la caracterización ecofisiológica de diversas especies mediterráneas leñosas frente a los estreses ambientales; se ha tratado de optimizar la productividad de dichas especies en condiciones de vivero y por ultimo se ha evaluado la respuesta de este material vegetal tanto a las condiciones de transplante como su respuesta a diversas técnicas de gestión de la revegetación y/o ajardinamiento.

Mejora de la competitividad de las plantaciones frutales de nogal: selección de material vegetal, desarrollo de un modelo de predicción de la infección de Xanthomonas arboricola pv. juglandis y optimización de las podas de formación y producción

En las colecciones del IRTA-Mas Bové se han caracterizado más de 150 clones de nogal procedentes de prospección, material extranjero y de selecciones de distintos programas de mejora. El material se ha caracterizado agronómicamente siguiendo los descriptores del IPGRI (1994). Actualmente existen fichas descriptivas muy amplias de 43 accesiones. Toda esta información sobre el comportamiento del material vegetal en las condiciones climáticas de Tarragona, tiene interés a nivel científico y es muy válida para posibles plantaciones con nuevo material. El estudio de los caracteres de sensibilidad a Bacteriosis y afección de la caída prematura de flores (PFA), en dos decendencias de nogal de cruzamientos controlados, ha permitido obvervar que estos caracteres tienen una herencia compleja. Se ha establecido la virulencia de distintos aislados de Xanthomonas arboricola pv. juglandis, en nogal. Los aislados más virulentos se han utilizado para establecer un modelo de predicción, en condiciones de laboratorio, de esta bacteria en nogal. La temperatura a la que la severidad de la enfermedad es máxima es 26ºC. A esta temperatura un aumento en la duración del período de humedad relativa elevada de 0-24 horas, produce un aumento de la afección. En los próximos años, este modelo de predicción se validará en campo. Si los resultados son positivos, permitirán racionalizar los tratamientos para la Bacteriosis en las plantaciones de nogal. Los primeros resultados de un control de la iluminación en el interior de las copas de los árboles, realizado mediante medidas de iluminación interceptadas con un ceptómetro Delta T (SunScan), han puesto de manifiesto que la gran influencia de la luz en el crecimiento anual de las ramas. Así, en la formación y poda de los árbles hay que tener presente estos resultados, en especial en las formaciones en ejes libres, y favorecer la máxima entrada de luz en el interior de la copa de los árboles.

Optimización de la cría larvaria del dentón (Dentex dentex) en condiciones intensiva y semiextensiva de cultivo

En el proyecto se plantearon una serie de objetivos de investigación encaminados a resolver los problemas que el cultivo larvario del dentón estaba planteando al sector industrial, teniendo en cuenta el interés que existe actualmente en España por la búsqueda de nuevas especies susceptibles de ser cultivadas a nivel industrial y el interés económico que existe en la zona mediterránea por el dentón, no sólo por la calidad de su carne sino por su rápido crecimiento en jaulas y su elevado valor comercial. Los objetivos que se plantearon en el proyecto tenían como finalidad establecer una secuencia alimentaria propia de la especie para la que los conocimientos derivados del cultivo de la dorada (con un crecimiento mucho menor) no son adecuados, tener una aproximación a los requerimientos nutricionales de la larva del dentón con el fin de diseñar dietas de enriquecimiento de presas vivas y/o microcápsulas adecuadas para suplir estos requerimientos, avanzar el periodo de destete en el tiempo con el fin de disminuir el aporte de Artemia que es uno de los productos que encarece el proceso de producción de juveniles, lograr la homogeneización de tallas durante este periodo de destete con el fin de reducir el canibalismo tan extremo que presenta el dentón y por último hacer una comparación entre las técnicas empeladas en el cultivo larvario, la intensiva aplicada fundamentalmente en España siguiendo el modelo de la dorada o el rodaballo y la semiextensiva utilizada habitualmente en Grecia. Los objetivos planteados en el proyecto se enumeran a continuación: Objetivo 1.- Efecto de la temperatura sobre el desarrollo embrionario y larvario - Manipulación de la temperatura de incubación y del cultivo larvario en los primeros estadios de desarrollo para permitir un mejor aprovechamiento de las reservas vitelinas y obtener larvas más grandes y con mayor cantidad de vitelo que puedan resistir posibles periodos de ayuno - Análisis del contenido lipídico del vitelo Objetivo 2.- Comportamiento trófico y secuencia alimentaria - Estudio de los contenidos digestivos de las larvas alimentadas con presas vivas a fin de establecer una secuencia alimentaria propia del dentón tanto en cuanto a tipo de preso como cantidad y numero de dosis diarias. Objetivo 3.- Destete avanzado - Preparación de microdietas de zeina para la alimentación de larvas de 20-25 días y poder reducir el aporte de nauplios de Artemia Objetivo 4.- Homogeneización de la talla de los peces para evitar el canibalismo - Sincronización de la metamorfosis del dentón mediante el suministro de hormonas tiroideas Objetivo 5.- Cultivo semiextensivo versus intensivo - Comparación de los resultados obtenidos en cuanto a crecimiento y supervivencia usando las técnicas de cultivo intensivo y semiextensivo

Optimización de la calidad anatómicofisiológica de pinus halepensis y pinus pinea producidos en contenedor y relación con la supervivencia y crecimiento en plantación. Evaluación de las causas de mortalidad en plantaciones establecidas en tierras agrarias

El presente proyecto se plantea por la necesidad de estudiar la problemática derivada de la aplicación del Real Decreto 378/93 que establece un plan de forestación de superficies agrarias adoptando la normativa comunitaria reflejada en el Reglamento 2080/92. El objetivo de la legislación es la forestación de tierras agrícolas de baja rentabilidad, conservando el medio natural y obteniendo otros beneficios de índole diversa. Esta nueva situación genera una problemática que requiere la participación de investigadores, técnicos, gestores, productores y distribuidores para evitar errores que, a largo plazo, pueden provocar un efecto contrario al que pretendía la legislación. La aplicación del RD 378/93 desde el año 1993 afectaba 150.000 ha en el año 1996 con dispar distribución territorial. El éxito en el establecimiento de las plantaciones fue muy heterogéneo, como cabía esperar de la gran diversidad de estaciones forestadas. El objetivo general de la investigación propuesta en el Proyecto era disminuir los índices de mortalidad en plantaciones establecidas en tierras agrarias. La hipótesis de trabajo que se estableció era que la mortalidad elevada se relaciona con la calidad de la planta y que las particulares condiciones de reforestación incrementan la necesidad de utilizar planta con una calidad anatómica y fisiológica óptima. El establecimiento de un sistema de retroalimentación entre los distintos sistemas de producción de planta y los resultados de la plantación permitían diseñar métodos para la evaluación de la calidad de planta de vivero mediante indicadores fisiológicos. La participación en el proyecto de equipos investigadores con experiencia en la caracterización fisiológica de planta forestal producida en vivero (Subproyecto Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, en adelante ETSIM) y en la influencia de la calidad del sistema radical en la supervivencia y crecimiento en plantación (Subproyecto Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries, en adelante IRTA) nos permitía abordar el objetivo general propuesto. La participación de empresas viverísticas e instituciones colaboradoras (Forestal Catalana S.A., Genforsa, Generalitat de Catalunya) nos garantizaba la disponibilidad de material vegetal, instalaciones y parcelas experimentales. Con este planteamiento, se estableció un Plan de Trabajo con los siguientes objetivos parciales (entre paréntesis los equipos implicados en cada tarea).

Extracción de parámetros de un resonador FBAR por optimización

L’objectiu d’aquest projecte que consisteix a elaborar un algoritme d’optimització que permeti, mitjançant un ajust de dades per mínims quadrats, la extracció dels paràmetres del circuit equivalent que composen el model teòric d’un ressonador FBAR, a partir de les mesures dels paràmetres S. Per a dur a terme aquest treball, es desenvolupa en primer lloc tota la teoria necessària de ressonadors FBAR. Començant pel funcionament i l’estructura, i mostrant especial interès en el modelat d’aquests ressonadors mitjançant els models de Mason, Butterworth Van-Dyke i BVD Modificat. En segon terme, s’estudia la teoria sobre optimització i programació No-Lineal. Un cop s’ha exposat la teoria, es procedeix a la descripció de l’algoritme implementat. Aquest algoritme utilitza una estratègia de múltiples passos que agilitzen l'extracció dels paràmetres del ressonador.

Formació de professorat per a una educació matemàtica de familiars en contextos multiculturals

El projecte “Formació de professorat per a una educació matemàtica de familiars en contextos multiculturals” ha consistit en el desenvolupament i anàlisi d’estratègies formatives en matemàtiques per a familiars d’alumnat de primària i secundària. El projecte dóna resposta a la necessitat de donar eines als familiars de l’alumnat per a facilitar-los l’accés a les matemàtiques que estan aprenent els seus fills i filles i poder ajudar-los. D’aquesta manera se superen les distàncies existents entre les matemàtiques que coneixen els pares/les mares i les que s’ensenyen a l’escola, que s’incrementen en el cas de famílies provinents d’altres països, i es contribueix a desenvolupar una educació de qualitat que faciliti l’assoliment d’una igualtat de resultats educatius entre l’alumnat, en el respecte a les diferències entre cultures, i establint lligams entre l’escola i la comunitat. A través del desenvolupament de dos “tallers de matemàtiques” per a familiars, a una escola de primària i a un institut de secundària, i partint del coneixement existent en educació de persones adultes i del diàleg igualitari entre les diferents persones participants, s’han pogut identificar elements rellevants en la formació matemàtica de familiars que faciliten el seu aprenentatge de les matemàtiques, així com estratègies per a ajudar els seus fills/es en l’aprenentatge de les matemàtiques. Partint d’aquestes situacions reals de formació de pares i mares que s’han donat als tallers, s’han creat materials didàctics que poden ser emprats en altres contextos de formació de familiars: per una banda, un recull de materials en format llibre que poden ser emprats per part de professorat que treballi en formació de familiars o pels propis familiars per a treballar amb els seus fills/es; per altra banda, un material audiovisual amb situacions claus que il·lustren estratègies i elements rellevants per a la formació matemàtica de familiars.

Optimización de procedimientos de consolidación en actuaciones proyectadas mediante aplicaciones SIG

Durant el transcurs del treball es detalla una optimització del procés productiu que porta a terme l’empresa Aurensis, que tracta de construir una base de dades i suport cartogràfic d’actuacions a petición de client. Es produiran beneficis en el resultat final i en el transcurs del mateix amb millores d’automatització, seqüenciació i la conseqüent reducción de temps. Per a això s’ha creat un aplicatiu dintre de l’entorn de treball ArcMap amb components ArcToolbox i ús de llibreries ArcObjects utilitzant el llenguatge Visual Basic for Applications (VBA).

La programació al servei de la matemàtica

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. La programació al servei de la matemàtica és un programa informàtic fet amb Excel i Visual Basic. Resol equacions de primer grau, equacions de segon grau, sistemes d'equacions lineals de dues equacions i dues incògnites, sistemes d'equacions lineals compatibles determinats de tres equacions i tres incògnites i troba zeros de funcions amb el teorema de Bolzano. En cadascun dels casos, representa les solucions gràficament. Per a això, en el treball s'ha hagut de treballar, en matemàtiques, amb equacions, nombres complexos, la regla de Cramer per a la resolució de sistemes, i buscar la manera de programar un mètode iteratiu pel teorema de Bolzano. En la part gràfica, s'ha resolt com fer taules de valors amb dues i tres variables i treballar amb rectes i plans. Per la part informàtica, s'ha emprat un llenguatge nou per l'alumne i, sobretot, ha calgut saber decidir on posar una determinada instrucció, ja que el fet de variar-ne la posició una sola lí­nea ho pot canviar tot. A més d'això, s'han resolt altres problemes de programació i també s'ha realitzat el disseny de pantalles.

Traductor de especificaciones XML de redes de Petri coloreadas a un lenguaje para la resolución de problemas de optimización

Este proyecto presenta el desarrollo de una aplicación que permite traducir Redes de Petri Coloreadas diseñadas en CPN Tools a un lenguaje para la generación de ficheros de entrada a un simulador/optimizador de Redes de Petri Coloreadas. De esta manera se podrán optimizar modelos creados en CPN Tools ya que esta herramienta no facilita la optimización. Todo el proyecto se ha realizado en C++.

Les TIC a l'ensenyament de la modelització matemàtica en Ciències Econòmiques i en Ciències Experimentals

Aquest projecte proposa materials didàctics per a un nou plantejament de les assignatures de Matemàtiques dels primers cursos de Ciències Empresarials i d'Enginyeria Tècnica, més acord amb el procés de convergència europea, basat en la realització de projectes que anomenem “Tallers de Modelització Matemàtica” (TMM) en els quals: (1) Els alumnes parteixen de situacions i problemes reals per als quals han de construir per sí mateixos els models matemàtics més adients i, a partir de la manipulació adequada d’aquests models, poden obtenir la informació necessària per donar-los resposta. (2) El treball de construcció, experimentació i avaluació dels models es realitza amb el suport de la calculadora simbòlica Wiris i del full de càlcul Excel com a instruments “normalitzats” del treball matemàtic d’estudiants i professors. (3) S’adapten els programes de les assignatures de matemàtiques de primer curs per tal de poder-les associar a un petit nombre de Tallers que parteixen de situacions adaptades a cada titulació. L’assignatura de Matemàtiques per a les Ciències Empresarials s’articula entorn de dos tallers independents: “Matrius de transició” pel que fa a l’àlgebra lineal i “Previsió de vendes” per a la modelització funcional en una variable. L’assignatura de Matemàtiques per a l’Enginyeria s’articula entorn d’un únic taller, “Models de poblacions”, que abasta la majoria de continguts del curs: successions i models funcionals en una variable, àlgebra lineal i equacions diferencials. Un conjunt d’exercicis interactius basats en la calculadora simbòlica WIRIS (Wiris-player) serveix de suport per al treball tècnic imprescindible per al desenvolupament de les dues assignatures. L’experimentació d’aquests tallers durant 2 cursos consecutius (2006/07 i 2007/08) en dues universitats catalanes (URL i UAB) ha posat en evidència tant els innegables avantatges del nou dispositiu docent per a l’aprenentatge dels estudiants, així com les restriccions institucionals que actualment dificulten la seva gestió i difusió.