Efficient knowledge retrieval to calibrate input variables in forest fire prediction

Forest fires are a serious threat to humans and nature from an ecological, social and economic point of view. Predicting their behaviour by simulation still delivers unreliable results and remains a challenging task. Latest approaches try to calibrate input variables, often tainted with imprecision, using optimisation techniques like Genetic Algorithms. To converge faster towards fitter solutions, the GA is guided with knowledge obtained from historical or synthetical fires. We developed a robust and efficient knowledge storage and retrieval method. Nearest neighbour search is applied to find the fire configuration from knowledge base most similar to the current configuration. Therefore, a distance measure was elaborated and implemented in several ways. Experiments show the performance of the different implementations regarding occupied storage and retrieval time with overly satisfactory results.

Estudi d'un sistema integrat en una empresa tecnològica

El projecte que es presenta és l’estudi de diferents sistemes integrats (ERP) per a la seva implementació en una empresa de desenvolupament de software. Els sistemes integrats són sistemes de gestió de la informació que integren i automatitzen moltes de les pràctiques del negoci d’una empresa per a facilitar-ne l’intercanvi d’informació entre les diferents parts. El projecte ha estat desenvolupat seguint la metodologia METRICA per a la implementació de software, i a partir d’aquesta metodologia s’han estudiat les característiques de l’empresa i posteriorment s’ha fet un anàlisi dels diferents sistemes integrats que podrien ser bones opcions per a implementar-los en l’empresa estudiada. Finalment, s’ha escollit el sistema integrat que més requisits acomplia per a ser instal·lat en l’empresa.

Empresa Davantis: seguimiento de personas y vehículos por videovigilancia inteligente

Este proyecto, desarrollado en la empresa Davantis, tiene como objetivo encontrar posibles mejoras a su actual sistema de videovigilancia, el Daview. El proyecto está dedicado al estudio del algoritmo de seguimiento Mean Shift para la elaboración de un sistema de tracking. Para ello se han desarrollado y evaluado tres implementaciones diferentes, mediante las cuales se han encontrado mejoras que complementan al módulo de tracking del Daview. También se ha estudiado la utilidad de un sistema de evaluación manual frente a uno de automático.

Fast numerical algorithms for the computation of invariant tori in Hamiltonian systems

In this paper, we develop numerical algorithms that use small requirements of storage and operations for the computation of invariant tori in Hamiltonian systems (exact symplectic maps and Hamiltonian vector fields). The algorithms are based on the parameterization method and follow closely the proof of the KAM theorem given in [LGJV05] and [FLS07]. They essentially consist in solving a functional equation satisfied by the invariant tori by using a Newton method. Using some geometric identities, it is possible to perform a Newton step using little storage and few operations. In this paper we focus on the numerical issues of the algorithms (speed, storage and stability) and we refer to the mentioned papers for the rigorous results. We show how to compute efficiently both maximal invariant tori and whiskered tori, together with the associated invariant stable and unstable manifolds of whiskered tori. Moreover, we present fast algorithms for the iteration of the quasi-periodic cocycles and the computation of the invariant bundles, which is a preliminary step for the computation of invariant whiskered tori. Since quasi-periodic cocycles appear in other contexts, this section may be of independent interest. The numerical methods presented here allow to compute in a unified way primary and secondary invariant KAM tori. Secondary tori are invariant tori which can be contracted to a periodic orbit. We present some preliminary results that ensure that the methods are indeed implementable and fast. We postpone to a future paper optimized implementations and results on the breakdown of invariant tori.

Creació d'una ràdio musical participativa amb difusió online i FM

Aquest projecte té com a propòsit crear una ràdio musical participativa amb difusió online i FM on a partir d’una interfície web l’usuari pugui participar-hi activament votant les cançons que hi sonaran. A més a més els usuaris registrats gaudiran d’una xarxa social on podran fer amistats i deixa’ls-hi comentaris. Primer de tot faig una ràpida introducció a l’estat de l’art de les ràdios actuals, a continuació analitzo els requeriments, especifico el comportament desitjat del sistema, explico detalladament el disseny i l’ implementació i, per últim, faig un seguit de proves de les quals n’extrec les conclusions.

Optimització i implementació en Simulink de l'adquisició d'un senyal GPS amb blocs FFT

Aquest projecte es tracta de la optimització i la implementació de l’etapa d’adquisició d’un receptor GPS. També inclou una revisió breu del sistema GPS i els seus principis de funcionament. El procés d’adquisició s’ha estudiat amb detall i programat en els entorns de treball Matlab i Simulink. El fet d’implementar aquesta etapa en dos entorns diferents ha estat molt útil tant de cara a l’aprenentatge com també per la comprovació dels resultats obtinguts. El principal objectiu del treball és el disseny d’un model Simulink que es capaç d’adquirir una senyal capturada amb hardware real. En realitat, s’han fet dues implementacions: una que utilitza blocs propis de Simulink i l’altra que utilitza blocs de la llibreria Xilinx. D’aquesta manera, posteriorment, es facilitaria la transició del model a la FPGA utilitzant l’entorn ISE de Xilinx. La implementació de l’etapa d’adquisició es basa en el mètode de cerca de fase de codi en paral·lel, el qual empra la operació correlació creuada mitjançant la transformada ràpida de Fourier (FFT). Per aquest procés es necessari realitzar dues transformades (per a la senyal entrant i el codi de referència) i una antitransformada de Fourier (per al resultat de la correlació). Per tal d’optimitzar el disseny s’utilitza un bloc FFT, ja que tres blocs consumeixen gran part dels recursos d’una FPGA. En lloc de replicar el bloc FFT, en el model el bloc és compartit en el temps gràcies a l’ús de buffers i commutadors, com a resultat la quantitat de recursos requerits per una implementació en una FPGA es podria reduir considerablement.

Fonaments i actuacions de lideratge sistèmic d'un equip de bàsquet professional i futures aplicacions

El treball de recerca “Fonaments i actuacions de lideratge sistèmic d’un equip de bàsquet professional i futures aplicacions” fa l’anàlisi d’una experiència real vinculada al món de l’esport professional. Es pretén donar a conèixer com l’estructuració del coneixement de l’entrenador pot afavorir el bon funcionament de l’equip. L’estructuració ens genera criteri i coherència a l’hora de prendre decisions.Es reconeix a l’entrenador com una persona treballadora, apassionada per la seva feina i en constant creixement individual. Valors com la humilitat, l’entusiasme, el compromís, la generositat i l’autoexigència es converteixen en adjectius fonamentals del nostre entrenador.L’estudi en l’autoconeixement en conceptes com lideratge, nivells neurològics, talent i motivació esdevenen el pal de paller en la construcció de l’equip. Un equip amb identitat pròpia, on el benefici pel bé comú (equip) està per sobre de tot, cooperatiu, compromès, i on la figura de l’entrenador intuïtiu amb coneixement influeix més per convenciment que per autoritat.El treball del dia a dia de l’entrenador i de l´equip es fonamenta en l’organització dels pilars de l’entrenador: flexibilitat, creixement de l’entrenador, equip, marges col·lectiu i individual són els motors del bon funcionament del col·lectiu. En el treball presentat, es destaca la importància de saber diferenciar, en el rendiment d’un equip, dues vessants: una més objectiva (tècnica, tàctica, estratègia i física) i l’altra on el factor humà és determinant. La investigació aprofundeix en aquest segon factor i el reconeix com a preferent. Per acabar es presenten tot un seguit d’actuacions utilitzades al llarg de la investigació amb la finalitat de generar, mantenir i millorar l’equip al mateix temps que es mostren diferents eines per tal d’optimitzar l’eficiència de les actuacions. La investigació pretén ser una experiència útil i enriquidora a l’hora d’estructurar el coneixement per tal de poder ser utilitzat en futures aplicacions.

Prevención, seguimiento y evaluación de la descontaminación de percloroetileno en suelo y aguas subterráneas en un terreno industrial

La contaminación de suelos y aguas subterráneas es uno de los problemas ambientales más extendidos en gran parte de los terrenos industriales de Cataluña. En este proyecto se ha analizado el proceso de gestión de la contaminación: caracterización, remediación y seguimiento de la descontaminación en suelos y aguas subterráneas por un caso de afección por organoclorados (percloroetileno) y otros contaminantes (hidrocarburos, selenio y cromo) en un emplazamiento industrial situado en una zona agroforestal (superficie de 81.462 m2). A partir de la implantación en la empresa del sistema de gestión ISO 14.001 en 1.996, se abrieron diferentes proyectos de gestión para los posibles contaminantes. Por las mismas fechas, también se detectó una afección por selenio en aguas subterráneas, ajena a la empresa de estudio. Por el momento, el único contaminante que ha requerido de un proceso de descontaminación ha sido el percloroetileno. En suelos se emplea el método “soil vapor extraction” y en aguas subterráneas el método “airstripping”. Finalmente, se ha llevado a cabo una comparación de los costes reales derivados del proceso de descontaminación del percloroetileno en contra de los costes que se hubiesen derivado la implantación de medidas de prevención de la contaminación. El resultado de la valoración indica que la descontaminación de éste compuesto requiere de una inversión económica importante, unas 10 veces más elevada que los costes derivados de las medidas de prevención.

RADIC: un middleware de tolerancia a fallos que preserva el rendimiento

La tolerancia a fallos es una línea de investigación que ha adquirido una importancia relevante con el aumento de la capacidad de cómputo de los súper-computadores actuales. Esto es debido a que con el aumento del poder de procesamiento viene un aumento en la cantidad de componentes que trae consigo una mayor cantidad de fallos. Las estrategias de tolerancia a fallos actuales en su mayoría son centralizadas y estas no escalan cuando se utiliza una gran cantidad de procesos, dado que se requiere sincronización entre todos ellos para realizar las tareas de tolerancia a fallos. Además la necesidad de mantener las prestaciones en programas paralelos es crucial, tanto en presencia como en ausencia de fallos. Teniendo en cuenta lo citado, este trabajo se ha centrado en una arquitectura tolerante a fallos descentralizada (RADIC – Redundant Array of Distributed and Independant Controllers) que busca mantener las prestaciones iniciales y garantizar la menor sobrecarga posible para reconfigurar el sistema en caso de fallos. La implementación de esta arquitectura se ha llevado a cabo en la librería de paso de mensajes denominada Open MPI, la misma es actualmente una de las más utilizadas en el mundo científico para la ejecución de programas paralelos que utilizan una plataforma de paso de mensajes. Las pruebas iniciales demuestran que el sistema introduce mínima sobrecarga para llevar a cabo las tareas correspondientes a la tolerancia a fallos. MPI es un estándar por defecto fail-stop, y en determinadas implementaciones que añaden cierto nivel de tolerancia, las estrategias más utilizadas son coordinadas. En RADIC cuando ocurre un fallo el proceso se recupera en otro nodo volviendo a un estado anterior que ha sido almacenado previamente mediante la utilización de checkpoints no coordinados y la relectura de mensajes desde el log de eventos. Durante la recuperación, las comunicaciones con el proceso en cuestión deben ser retrasadas y redirigidas hacia la nueva ubicación del proceso. Restaurar procesos en un lugar donde ya existen procesos sobrecarga la ejecución disminuyendo las prestaciones, por lo cual en este trabajo se propone la utilización de nodos spare para la recuperar en ellos a los procesos que fallan, evitando de esta forma la sobrecarga en nodos que ya tienen trabajo. En este trabajo se muestra un diseño propuesto para gestionar de un modo automático y descentralizado la recuperación en nodos spare en un entorno Open MPI y se presenta un análisis del impacto en las prestaciones que tiene este diseño. Resultados iniciales muestran una degradación significativa cuando a lo largo de la ejecución ocurren varios fallos y no se utilizan spares y sin embargo utilizándolos se restablece la configuración inicial y se mantienen las prestaciones.

Optimització d'una aplicació bioinformàtica d'aliniament de seqüències executada en processadors many-core (GPUs)

Las herramientas de análisis de secuencias genómicas permiten a los biólogos identificar y entender regiones fundamentales que tienen implicación en enfermedades genéticas. Actualmente existe una necesidad de dotar al ámbito científico de herramientas de análisis eficientes. Este proyecto lleva a cabo una caracterización y análisis del rendimiento de algoritmos utilizados en la comparación de secuencias genómicas completas, y ejecutadas en arquitecturas MultiCore y ManyCore. A partir del análisis se evalúa la idoneidad de este tipo de arquitecturas para resolver el problema de comparar secuencias genómicas. Finalmente se propone una serie de modificaciones en las implementaciones de estos algoritmos con el objetivo de mejorar el rendimiento.

StatusDroid : aplicació d'accés a la xarxa StatusNet per Android

Actualment en el món de les xarxes i el de les aplicacions mòbils està en contínua evolució i cada dia sorgeixen noves idees e implementacions que aprofundeixen en aquests aspectes. Aquest projecte uneix en un mateix desenvolupament tots dos punts presentant una aplicació Android per a connectar-se a la xarxa de microblogging lliure StatusNet.

Estudi de la seguretat i privadesa dels historials mèdics en format electrònic

El PFC s'emmarca dins de l'àrea de seguretat informàtica. D'acord amb la legislació, la informació de caràcter personal ha de ser protegida ja que es tracta d'informació molt sensible.Cal aplicar mesures que garanteixin la seguretat i privadesa de la informació.En el cas específic de la informació relativa a les dades de salut de les persones, el nivell de protecció ha de ser encara més elevat.A més, en el cas dels historials mèdics electrònics la informació es transmet per xarxes de comunicacions per la qual cosa cal aplicar mesures addicionals de seguretat per tal de garantir la seguretat i privadesa de la informació.L'objectiu d'aquest PFC és estudiar la legislació actual i extreure els requeriments de seguretat i privadesa exigits, per tal de determinar el grau de compliment d'aquests requeriments per part de les implementacions existents.

WMR navigation using local potential field corridors and narrow local occupancy grid perception

Path planning and control strategies applied to autonomous mobile robots should fulfil safety rules as well as achieve final goals. Trajectory planning applications should be fast and flexible to allow real time implementations as well as environment interactions. The methodology presented uses the on robot information as the meaningful data necessary to plan a narrow passage by using a corridor based on attraction potential fields that approaches the mobile robot to the final desired configuration. It employs local and dense occupancy grid perception to avoid collisions. The key goals of this research project are computational simplicity as well as the possibility of integrating this method with other methods reported by the research community. Another important aspect of this work consist in testing the proposed method by using a mobile robot with a perception system composed of a monocular camera and odometers placed on the two wheels of the differential driven motion system. Hence, visual data are used as a local horizon of perception in which trajectories without collisions are computed by satisfying final goal approaches and safety criteria

Dynamic price competition with fixed capacities

Many revenue management (RM) industries are characterized by (a) fixed capacities in theshort term (e.g., hotel rooms, seats on an airline flight), (b) homogeneous products (e.g., twoairline flights between the same cities at similar times), and (c) customer purchasing decisionslargely influenced by price. Competition in these industries is also very high even with just twoor three direct competitors in a market. However, RM competition is not well understood andpractically all known implementations of RM software and most published models of RM donot explicitly model competition. For this reason, there has been considerable recent interestand research activity to understand RM competition. In this paper we study price competitionfor an oligopoly in a dynamic setting, where each of the sellers has a fixed number of unitsavailable for sale over a fixed number of periods. Demand is stochastic, and depending on howit evolves, sellers may change their prices at any time. This reflects the fact that firms constantly,and almost costlessly, change their prices (alternately, allocations at a price in quantity-basedRM), reacting either to updates in their estimates of market demand, competitor prices, orinventory levels. We first prove existence of a unique subgame-perfect equilibrium for a duopoly.In equilibrium, in each state sellers engage in Bertrand competition, so that the seller withthe lowest reservation value ends up selling a unit at a price that is equal to the equilibriumreservation value of the competitor. This structure hence extends the marginal-value conceptof bid-price control, used in many RM implementations, to a competitive model. In addition,we show that the seller with the lowest capacity sells all its units first. Furthermore, we extendthe results transparently to n firms and perform a number of numerical comparative staticsexploiting the uniqueness of the subgame-perfect equilibrium.

First principles LDA+U and GGA+U study of cerium oxides: Dependence on the effective U-parameter

The electronic structure and properties of cerium oxides (CeO2 and Ce2O3) have been studied in the framework of the LDA+U and GGA(PW91)+U implementations of density functional theory. The dependence of selected observables of these materials on the effective U parameter has been investigated in detail. The examined properties include lattice constants, bulk moduli, density of states, and formation energies of CeO2 and Ce2O3. For CeO2, the LDA+U results are in better agreement with experiment than the GGA+U results whereas for the computationally more demanding Ce2O3 both approaches give comparable accuracy. Furthermore, as expected, Ce2O3 is much more sensitive to the choice of the U value. Generally, the PW91 functional provides an optimal agreement with experiment at lower U energies than LDA does. In order to achieve a balanced description of both kinds of materials, and also of nonstoichiometric CeO2¿x phases, an appropriate choice of U is suggested for LDA+U and GGA+U schemes. Nevertheless, an optimum value appears to be property dependent, especially for Ce2O3. Optimum U values are found to be, in general, larger than values determined previously in a self-consistent way.