Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

Integration of knowledge-based, qualitative and numeric tools for real time dynamic systems supervision

The proposal presented in this thesis is to provide designers of knowledge based supervisory systems of dynamic systems with a framework to facilitate their tasks avoiding interface problems among tools, data flow and management. The approach is thought to be useful to both control and process engineers in assisting their tasks. The use of AI technologies to diagnose and perform control loops and, of course, assist process supervisory tasks such as fault detection and diagnose, are in the scope of this work. Special effort has been put in integration of tools for assisting expert supervisory systems design. With this aim the experience of Computer Aided Control Systems Design (CACSD) frameworks have been analysed and used to design a Computer Aided Supervisory Systems (CASSD) framework. In this sense, some basic facilities are required to be available in this proposed framework: ·

Portal web per la localitzacó de restaurants

Desenvolupament,anàlisi, disseny i implementació d’un portal web, tipus cercador, per la recerca i localització d’establiments tipus restaurant, bars, bufets, etc,. Per altra banda es pretén oferir un sistema de gestió d’informació on les empreses del sector gastronòmic puguin mostrar la seva informació i la seva oferta

AutoGest, aplicació de gestió per a empresaris autònoms

L’ objectiu principal d’ aquest projecte és dissenyar una aplicació o una base de dades que permeti: gestionar els diferents objectes que interaccionen en una empresa, gestionar els serveis o productes que s’ofereixen a la venda, gestionar la facturació de l’ empresa, gestionar les compres a empreses externes, controlar els estocs dels diferents articles i poder fer consultes sobre les dades i obtenir-ne llistats, per comprovar si l’empresa té beneficis o dèficit

Implementació i validació en una PIME d’un sistema assistit aplicat a la planificació del procés de peces de mecanitzat

Aquest projecte consisteix en implementar l’aplicació PAPOM (Programa Assistit a la Planificació de procés i producció en Operacions de Mecanitzat) en una PIME. Aquest programa l’ha desenvolupat el grup de recerca de la UdG GREP i té com a principal objectiu ajudar a gestionar la planificació de processos de mecanitzat. La filosofia del programa és la de donar una solució personalitzada a cada PIME facilitant el desenvolupament d’aquesta. En aquest sentit, és on aquest treball pren una gran importància ja que s’ha treballat conjuntament amb una empresa del sector, Mecanitzats Privat, S.L., per tal d’ajustar el programa a la realitat, i determinar quins són els camps i paràmetres susceptibles de ser adaptats a cada empresa. Amb aquesta finalitat s’han determinat quins mòduls poden modificar-se sense afectar al funcionament intern del software, per tal de fer l’ús del programa més pràctic i àgil per a cada taller en concret. En aquest punt s’ha personalitzat el programa per a Mecanitzats Privat, S.L. i s’han marcat unes línies futures de treball per seguir fent el programa més adaptable, fent-ne de la personalització filosofia i valor del programa. A més a més, en aquesta relació entre el departament i l’empresa, a nivell de comercial i client s’han elaborat unes fitxes d’instal•lació. Aquestes pretenen ser una eina que ajudi a la presentació del PAPOM a les empreses a fi d’agilitzar el procés d’obtenció d’informació d’un petit sector de l’empresa per tal de realitzar una demostració ajustada a cada taller

A Negotiation Style Recommender Based on Computational Ecology in Open Negotiation Environments

The system described herein represents the first example of a recommender system in digital ecosystems where agents negotiate services on behalf of small companies. The small companies compete not only with price or quality, but with a wider service-by-service composition by subcontracting with other companies. The final result of these offerings depends on negotiations at the scale of millions of small companies. This scale requires new platforms for supporting digital business ecosystems, as well as related services like open-id, trust management, monitors and recommenders. This is done in the Open Negotiation Environment (ONE), which is an open-source platform that allows agents, on behalf of small companies, to negotiate and use the ecosystem services, and enables the development of new agent technologies. The methods and tools of cyber engineering are necessary to build up Open Negotiation Environments that are stable, a basic condition for predictable business and reliable business environments. Aiming to build stable digital business ecosystems by means of improved collective intelligence, we introduce a model of negotiation style dynamics from the point of view of computational ecology. This model inspires an ecosystem monitor as well as a novel negotiation style recommender. The ecosystem monitor provides hints to the negotiation style recommender to achieve greater stability of an open negotiation environment in a digital business ecosystem. The greater stability provides the small companies with higher predictability, and therefore better business results. The negotiation style recommender is implemented with a simulated annealing algorithm at a constant temperature, and its impact is shown by applying it to a real case of an open negotiation environment populated by Italian companies

Integració a la plataforma webDTI de tècniques de clustering de fibres i visualització de clústers

Estudi, disseny i implementació de diferents tècniques d’agrupament de fibres (clustering) per tal d’integrar a la plataforma DTIWeb diferents algorismes de clustering i tècniques de visualització de clústers de fibres de forma que faciliti la interpretació de dades de DTI als especialistes

Sistema d'anàlisi financer: tresoreria amb eines Business Intelligence

El projecte tracte d' implementar una solució de Business Intelligence sota la plataforma Microsoft.Aquest projecte va destinat al Departament de Comptabilitat de l' Ajuntament de Cambrils, i està relacionat amb la funció del control de les despeses i els ingressos

Projecte HIFA: xarxa dinamitzadora i fomentadora del tercer sector

El Projecte Hifa és una xarxa dinamitzadora del tercer sector (entitats, associacions, fundacions, etc.) i fomentadora de la participació ciutadana des d'aquest àmbit. Té una marcada transversalitat d'àmbits d'actuació, ja que cada entitat treballa sobre el tema que l'incumbeix. Tot i això, el motor de la xarxa son les entitats naturalistes, conservacionistes i totes aquelles que directe o indirectament treballin en temes ambientals, per tal que, a mesura que s'estableixin relacions amb entitats d'altres àmbits, les vagin influenciant i ambientalitzant, enriquint-se al seu torn amb les experiències que els ofereixin aquestes. Per tal d'agilitzar la implementació de la xarxa, el mètode més eficaç és acotant l'àmbit geogràfic a un nivell que generi quantitats d’informació fàcilment gestionable, i a partir d'aquí, anar creixent de forma horitzontal, no jeràrquica, creant cèl•lules noves en altres parts del territori i connectant-les entre elles. El Projecte Hifa comença per establir-se a la comarca del Gironès, ja que és una comarca on conviuen àmbits rurals amb urbans, però amb un marcat desequilibri en favor de l'últim. Això permet englobar els dos àmbits dins de la xarxa, amb l’al•licient que les dades són comparables i es poden generar estudis de diferenciació entre 3r sector rural i 3r sector urbà

Pre-procés i segmentació en imatges d’ultrasons 2D i 3D de la pròstata

Aquest projecte s'ha dut a terme amb el Grup de visió per computador del departament d'Arquitectura i Tecnologia de Computadors (ATC) de la Universitat de Girona. Està enfocat a l'anàlisi d'imatges mèdiques, en concret s'analitzaran imatges de pròstata en relació a desenvolupaments que s'estan realitzant en el grup de visió esmentat. Els objectius fixats per aquest projecte són desenvolupar dos mòduls de processamentm d'imatges els quals afrontaran dos blocs important en el tractament d'imatges, aquests dos mòduls seran un pre-processat d'imatges, que constarà de tres filtres i un bloc de segmentació per tal de cercar la pròstata dintre de les imatges a tractar. En el projecte es treballarà amb el llenguatge de programació C++, concretament amb unes llibreries que es denominen ITK (Insight Toolkit ) i són open source enfocades al tractament d'imatges mèdiques. A part d'aquesta eina s'utilitzaran d'altres com les Qt que és una biblioteca d'eines per crear entorns gràfics

Sistema informàtic d’ajut a la detecció i al seguiment del melanoma

Mitjançant les tècniques de visió per computador aquest projecte pretén desenvolupar una aplicació capaç de segmentar la pell, detectar nevus (pigues i altres taques) i poder comparar imatges de pacients amb risc de contreure melanoma preses en moments diferents. Aquest projecte pretén oferir diferents eines informàtiques als dermatòlegs per a propòsits relacionats amb la investigació. L’ objectiu principal d’ aquest projecte és desenvolupar un sistema informàtic que proporcioni als dermatòlegs agilitat a l’hora de gestionar les dades dels pacients amb les sevesimatges corresponents, ajudar-los en la realització de deteccions dels nevus d’aquestes imatges, i ajudar-los en la comparació d’exploracions (amb les deteccions realitzades)de diferents èpoques d’un mateix pacient

Programari creador i consultor de genealogia familiar

Aquest projecte es centre en el disseny d’ un programari creador i consultor de genealogia familiar. Es tracta d'un programari per a ús individual, no col.lectiu, i sense ànim de lucre, on les dades més importants són les dels familiars. Qualsevol usuari pot crear diverses famílies (en un mateix sistema) i associar-hi familiars. Es poden introduir molts tipus de dades personals, a més de poder vincular-hi els arxius i events que es desitgin. Un event és un aconteixament en la vida d'una o diverses persones. D'aquesta manera l'usuari pot agregar molts tipus d'esdeveniments diferents als familiars i també hi ha la opció, que diferencia l'aplicació de moltes altres ja existents, d'agregar esdeveniments als events. També cal destacar que a cada familiar, arxiu i event pot associar-se un lloc (poblacio, regió i estat) i d'aquesta forma la informació total que es pot generar, encara és encara més completa. La possibilitat de crear llocs nous és força àmplia. Finalment l'usuari podrà associar els diferents familiars segons parentesc i d'aquesta forma obtenir un arbre genealògic de tota la família. Un dels aspectes més treballats a l'aplicació, ha estat que totes les dades anteriorment esmentades, poguessin ser visualitzades fàcil i ràpidament per l'usuari final. La navegació entre pantalles i les diferents opcions, han estat pensades i dissenyades, perquè l'usuari final no tingui cap dificultat, sigui quin sigui el seu nivell. D'aquesta manera, a més de la gestió possible de dades de familiars, arxius, events i llocs; la utilització de le mateixes i la creació de multitud de vistes i cerques diferents, ajuden a que el programari sigui força complet

Visualització de models fusionats

L’objectiu principal d’aquest projecte era implementar la visualització 3D de models fusionats i aplicar totes les tècniques possibles per realitzar aquesta fusió. Aquestes tècniques s’integraran en la plataforma de visualització i processament de dades mèdiques STARVIEWER. Per assolir l’ objectiu principal s’ han definit els següents objectius específics:1- estudiar els algoritmes de visualització de models simples i analitzar els diferents paràmetres a tenir en compte. 2- ampliació de la tècnica de visualització bàsica seleccionada per tal de suportar els models fusionats. 3- avaluar i compar tots els mètodes implementats per poder determinar quin ofereix les millors visualitzacions

Discurs del Dr. Joan Bertran Rusca com a doctor honoris causa per la Universitat de Girona

Discurs pronunciat pel Dr. Juan Bertran Rusca (1931), en el decurs de l'acte d'investidura de Doctors Honoris Causa, celebrat a la Universitat de Girona l'octubre de 2004. El seu discurs versa sobre el desenvolupament de la química teòrica a Catalunya

Muntatge d’una memòria en el sistema microprocessat Olorim

Aquest projecte parteix d'un projecte anterior realitzat per un company d'escola, en el qual es pretenia muntar un sistema per obtenir un diagnòstic dels pacients que pateixen bruxisme. El sistema que aquest company va muntar constava de dos subsistemes: el sistema de captura, encarregat de capturar el senyal mitjançant sensors i pretractar el senyal i el sistema de processament de dades, encarregat de rebre les dades provinents del sistema de captura mitjançant una ràdio sintonitzada a la freqüència 432,95MHz, que després s'envien al convertidor A/D de l'Olorim i s'emmagatzemen a la memòria interna de l'Olorim. Aquest projecte pretén millorar l'apartat de capacitat per a les dades i oferir major portabilitat mitjançant una targeta SD. Per dur a terme aquesta millora es recullen les dades emmagatzemades a la memòria interna del sistema microprocessat i s’emmagatzemen en una memòria SD. Les dades s'emmagatzemen a la targeta SD dins un fitxer creat prèviament amb l'ordinador, el qual ha de ser el primer fitxer que es crea a la targeta, ja que ha d'estar en sectors consecutius. En aquest fitxer s'aniran emmagatzemant les dades que ens proporcioni el sistema de captura en format RAW