Agent based simulation to optimise emergency departments

Nowadays, many of the health care systems are large and complex environments and quite dynamic, specifically Emergency Departments, EDs. It is opened and working 24 hours per day throughout the year with limited resources, whereas it is overcrowded. Thus, is mandatory to simulate EDs to improve qualitatively and quantitatively their performance. This improvement can be achieved modelling and simulating EDs using Agent-Based Model, ABM and optimising many different staff scenarios. This work optimises the staff configuration of an ED. In order to do optimisation, objective functions to minimise or maximise have to be set. One of those objective functions is to find the best or optimum staff configuration that minimise patient waiting time. The staff configuration comprises: doctors, triage nurses, and admissions, the amount and sort of them. Staff configuration is a combinatorial problem, that can take a lot of time to be solved. HPC is used to run the experiments, and encouraging results were obtained. However, even with the basic ED used in this work the search space is very large, thus, when the problem size increases, it is going to need more resources of processing in order to obtain results in an acceptable time.

Predictive and distributed routing balancing (PR-DRB): high speed interconnection networks

Current parallel applications running on clusters require the use of an interconnection network to perform communications among all computing nodes available. Imbalance of communications can produce network congestion, reducing throughput and increasing latency, degrading the overall system performance. On the other hand, parallel applications running on these networks posses representative stages which allow their characterization, as well as repetitive behavior that can be identified on the basis of this characterization. This work presents the Predictive and Distributed Routing Balancing (PR-DRB), a new method developed to gradually control network congestion, based on paths expansion, traffic distribution and effective traffic load, in order to maintain low latency values. PR-DRB monitors messages latencies on intermediate routers, makes decisions about alternative paths and record communication pattern information encountered during congestion situation. Based on the concept of applications repetitiveness, best solution recorded are reapplied when saved communication pattern re-appears. Traffic congestion experiments were conducted in order to evaluate the performance of the method, and improvements were observed.

Modelo de red de interconexión basado en enlace

La computación de altas prestaciones es una área de la informática que evoluciona rápidamente, en la que actualmente aparecen nuevos computadores que llegan a los petaflops. Al principio del trabajo, se estudian los distintos tipos de redes de interconexión y los modelos de red que se utilizan para medir su latencia. El objetivo de este trabajo, es el diseño, implementación y simulación de un modelo de red de interconexión basado en enlace, que tiene en cuenta la información de topología y enrutamiento de la red de interconexión. Teniendo en cuenta que los modelos son una abstracción del sistema, en éste trabajo se hace la verificación y validación del modelo, para asegurar que éste se aproxima a lo planteado en el diseño y también que se parece al sistema que se quiere modelar.

Posicionamiento en redes WiMAX: implementación de una solución real

Aquest projecte estudia la implantació d’un sistema de posicionament a l’interior d’un edifici que compti amb una xarxa WiMAX. Per començar, s’analitzaran les característiques principals d’aquesta tecnología, la configuració de la xarxa amb la que treballarem i s’explicaran els mètodes de posicionament existents avui en dia. Més endavant s’estudiaran els aspectes més importants de la nostra aplicació: l’escenari, l’estimació de la distancia i l’estimació de la posició. Finalment, després d’analitzar els resultats de diverses mesures, es dissenyaran tres mètodes pel càlcul de la posició i s’aplicarà el nostre procediment en més de 15 escenaris de posicionament diferents, amb l’objectiu de comparar els resultats i definir quin dels mètodes aconsegueix un posicionament més precís.

Dinàmica de sistemes mesoscòpics amb correlacions quàntiques mitjançant la formulació de de Broglie-Bohm

Per a determinar la dinàmica espai-temporal completa d’un sistema quàntic tridimensional de N partícules cal integrar l’equació d’Schrödinger en 3N dimensions. La capacitat dels ordinadors actuals permet fer-ho com a molt en 3 dimensions. Amb l’objectiu de disminuir el temps de càlcul necessari per a integrar l’equació d’Schrödinger multidimensional, es realitzen usualment una sèrie d’aproximacions, com l’aproximació de Born–Oppenheimer o la de camp mig. En general, el preu que es paga en realitzar aquestes aproximacions és la pèrdua de les correlacions quàntiques (o entrellaçament). Per tant, és necessari desenvolupar mètodes numèrics que permetin integrar i estudiar la dinàmica de sistemes mesoscòpics (sistemes d’entre tres i unes deu partícules) i en els que es tinguin en compte, encara que sigui de forma aproximada, les correlacions quàntiques entre partícules. Recentment, en el context de la propagació d’electrons per efecte túnel en materials semiconductors, X. Oriols ha desenvolupat un nou mètode [Phys. Rev. Lett. 98, 066803 (2007)] per al tractament de les correlacions quàntiques en sistemes mesoscòpics. Aquesta nova proposta es fonamenta en la formulació de la mecànica quàntica de de Broglie– Bohm. Així, volem fer notar que l’enfoc del problema que realitza X. Oriols i que pretenem aquí seguir no es realitza a fi de comptar amb una eina interpretativa, sinó per a obtenir una eina de càlcul numèric amb la que integrar de manera més eficient l’equació d’Schrödinger corresponent a sistemes quàntics de poques partícules. En el marc del present projecte de tesi doctoral es pretén estendre els algorismes desenvolupats per X. Oriols a sistemes quàntics constituïts tant per fermions com per bosons, i aplicar aquests algorismes a diferents sistemes quàntics mesoscòpics on les correlacions quàntiques juguen un paper important. De forma específica, els problemes a estudiar són els següents: (i) Fotoionització de l’àtom d’heli i de l’àtom de liti mitjançant un làser intens. (ii) Estudi de la relació entre la formulació de X. Oriols amb la aproximació de Born–Oppenheimer. (iii) Estudi de les correlacions quàntiques en sistemes bi- i tripartits en l’espai de configuració de les partícules mitjançant la formulació de de Broglie–Bohm.

L'impacte dels sistemes multinivell en els sistemes de partits

Imaginemos que un observador quiere analizar el sistema político de los países de Europa Occidental. Si compara el sistema de partidos que hay a nivel nacional con los presentes en cada uno de los distritos de esta elección, apreciará notables diferencias entre países. Por ejemplo, si repara en Alemania, verá como los mismos cinco partidos presentes en el Bundestag compiten también en todos los distritos. Si por otra parte se fija en España, comprobará como en las Elecciones Generales españolas algunos partidos se presentan en todas las circunscripciones pero otros sólo lo hacen en una o en un puñado de ellas. Por lo tanto, mientras que en el primer caso tenemos que el sistema político nacional se reproduce de manera idéntica en cada distrito, en el segundo hay diferencias entre los partidos a nivel nacional y los presentes en determinados distritos. ¿Por qué existen estas divergencias? ¿Qué es lo que explica que esta situación sea estática o que cambie a lo largo del tiempo? En este anexo presento una memoria para justificar los principales avances en la investigación doctoral durante el periodo en que he disfrutado de la beca FI.

Configuración de la entrada/salida paralela para el cómputo de altas prestaciones

La E/S Paralela es un área de investigación que tiene una creciente importancia en el cómputo de Altas Prestaciones. Si bien durante años ha sido el cuello de botella de los computadores paralelos en la actualidad, debido al gran aumento del poder de cómputo, el problema de la E/S se ha incrementado y la comunidad del Cómputo de Altas Prestaciones considera que se debe trabajar en mejorar el sistema de E/S de los computadores paralelos, para lograr cubrir las exigencias de las aplicaciones científicas que usan HPC. La Configuración de la Entrada/Salida (E/S) Paralela tiene una gran influencia en las prestaciones y disponibilidad, por ello es importante “Analizar configuraciones de E/S paralela para identificar los factores claves que influyen en las prestaciones y disponibilidad de la E/S de Aplicaciones Científicas que se ejecutan en un clúster”. Para realizar el análisis de las configuraciones de E/S se propone una metodología que permite identificar los factores de E/S y evaluar su influencia para diferentes configuraciones de E/S formada por tres fases: Caracterización, Configuración y Evaluación. La metodología permite analizar el computador paralelo a nivel de Aplicación Científica, librerías de E/S y de arquitectura de E/S, pero desde el punto de vista de la E/S. Los experimentos realizados para diferentes configuraciones de E/S y los resultados obtenidos indican la complejidad del análisis de los factores de E/S y los diferentes grados de influencia en las prestaciones del sistema de E/S. Finalmente se explican los trabajos futuros, el diseño de un modelo que de soporte al proceso de Configuración del sistema de E/S paralela para aplicaciones científicas. Por otro lado, para identificar y evaluar los factores de E/S asociados con la disponibilidad a nivel de datos, se pretende utilizar la Arquitectura Tolerante a Fallos RADIC.

Eines interactives per l'aprenentatge de la dinàmica i el control dels convertidors de potència

El projecte s'ha centrat en el disseny i desenvolupament de laboratoris virtuals per a la docència del dispositius i mètodes de gestió d’energia. Això s’ha realitzat a dos nivells clarament diferenciats, el primer grup de laboratoris correspon als convertidors electrònics de potencia i el segon grup de laboratoris correspon a un conjunt de casos d’aplicacions concretes. En el primer grup es descriu el detall del funcionament dels diferents elements mentre que en el segon els descriuen les idees i conceptes bàsics de funcionament. Els laboratoris virtuals de convertidors electrònics de potència inclouen el convertidor elevador (boost), el convertidor reductor (buck), i convertidors acobladors magnèticament. Aquestes permeten estudiar el comportament dinàmica des d’un punt de vista commutat o bé promitjat, les aplicacions incorporen també la possibilitat de sintonitzar els controladors. Aquestes aplicacions han estat desenvolupades per ser un complement per les sessions de pràctiques presencials. Els laboratoris virtuals d’aplicacions, inclouen els sistema de transport metropolità, el vehicle híbrid i els sistemes de gestió de talls transitoris en el subministrament d’energia principalment. Aquestes laboratoris permeten introduir els estudiants de forma qualitativa en els diferents conceptes i tècniques emprades en els sistemes de generació, transport i transformació d’energia. Totes les aplicacions han estat desenvolupades emprant Easy JAVA Simulations, aquesta eina permet desenvolupar laboratoris multiplataforma fàcilment distribuïbles a través d’internet.

Consolidació de la Plataforma COMalaWEB com a eina Web d'autoaprenentatge per a l'EEES

La plataforma d’e-learning: COMalaWEB és una eina multimedia de suport a l’estudi, l’experimentació i l’adquisició de tècniques d’autoaprenentatge. COMalaWEB s’ofereix com a punt de trobada entre estudiants, professors i altres professionals relacionats amb el mon de les telecomunicacions i/o de la docència universitària. Mitjançant el present projecte s’ha dut a terme la consolidació de la plataforma COMalaWEB com a eina WWW d'autoaprenentatge per a l'EEES (Estudis de Bachelor i de Màster): Dins de la plataforma s’hi ha integrat un Laboratori Virtual per a comunicacions analògiques i digitals (LaViCAD) que ofereix activitats experimentals amb un gran ventall de possibilitats que van des de les demostracions teòriques fins a l’emulació de sistemes de comunicacions quotidians com per exemple la televisió digital o el sistema Wifi dels sistemes WLAN. L’altre gran component de la plataforma es la base de dades de continguts empaquetada en unitats bàsiques anomenades objectes de coneixement, organitzada en cursos, integren tant continguts teòrics com un conjunt d’exercicis proposats per a aprofundir cadascun dels temes tractats. Amb l’actual projecte s’ha treballat en les següents línies d’actuació: - Integració dels simuladors del laboratori LAVICAD a la plataforma d’autoaprenentatge. - Creació de base de dades de recursos docents basats en paquets SCORM per a oferir materials docents de tipus teòric i col·leccions d’exercicis resolts en el marc de les diferents assignatures participants en el projecte. - Creació de base de dades de tipus qüestionari per a oferir exercicis a treballar en el marc de les diferents assignatures participants en el projecte. - Inserció de metodologies docents basades en els anteriors recursos en diferents assignatures d’estudis d’enginyeria i de màster.

Projecte pilot d'innovació docent de l'assignatura Estructura de Computadors I

L'objectiu del projecte ha estat la millora de la qualitat docent de l'assignatura Estructura de Computadors I, impartida a la Facultat d'Informàtica de Barcelona (UPC) dins els estudis d'Enginyeria Informàtica, Enginyeria Tècnica en Informàtica de Sistemes i Enginyeria Tècnica en Informàtica de Gestió. S'ha treballat en quatre línies d'actuació: (i) aplicació de tècniques d'aprenentatge actiu a les classes; (ii) aplicació de tècniques d'aprenentage cooperatiu no presencials; (iii) implantació de noves TIC i adaptació de les ja emprades per tal d'habilitar mecanismes d'autoavaluació i de realimentació de la informació referent a l'avaluació; i (iv) difusió de les experiències derivades de les diferents actuacions. Referent a les dues primeres mesures s'avalua l'impacte de metodologies docents que afavoreixen l'aprenentatge actiu tant de forma presencial com no presencial, obtenint-se clares millores en el rendiment respecte a altres metodologies utilitzades anteriorment enfocades a la realització de classes del tipus magistral, en què únicament es posa a l'abast dels alumnes la documentació de l'assignatura per a què puguin treballar de forma responsable. Les noves metodologies fan especial èmfasi en el treball en grup a classe i la compartició de les experiències fora de classe a través de fòrums de participació. La mesura que ha requerit més esforç en aquest projecte és la tercera, amb el desenvolupament d'un entorn d'interfície web orientat a la correcció automàtica de programes escrits en llenguatge assemblador. Aquest entorn permet l'autoavaluació per part dels alumnes dels exercicis realitzats a l'assignatura, amb obtenció d'informació detallada sobre les errades comeses. El treball realitzat dins d'aquest projecte s'ha publicat en congressos rellevants en l'àrea docent tant a nivell estatal com internacional. El codi font de l'entorn esmentat anteriorment es posa a disposició pública a través d'un enllaç a la web.

3W : eines de comunicació per a la millora de la docència

El projecte pretèn conceptualitzar, dissenyar, aplicar i avaluar l'ús de determinades eines tecnològiques (weblogg, wiki, WebQuest) en els processos d'ensenyament-aprenentatge d'assignatures que es desenvolupen, total o parcialment, en entorns virtuals d'educació superior. Avaluar els resultats d'aquesta aplicació des del punt de vista dels objectius docents, l'adquisició de competències dels estudiants i de l'adequació d'aquest tipus d'eines segons la doble perspectiva d'estudiants i docents. Les aportacions del projecte són, d'una banda, la innovació i la millora d'un nombre determinat d'assignatures per mitjà de la introducció d'aquestes eines en la seva docència. D'altra banda, l'obtenció d'una sèrie de criteris per a l'ús apropiat d'aquestes eines, amb finalitats educatives i, en tercer lloc, una relació contrastada de beneficis que es poden obtenir mitjançant el seu ús.

Utilització del robot mòbil com a eina d'aprenentatge en ensenyaments tècnics

En aquest Projecte de Millora de la Qualitat Docent es descriu el disseny, la construcció i la utilització d’un robot mòbil com a eina docent en titulacions d’Enginyeria. El robot mòbil té com a element de control un PC portàtil convencional per tal de facilitar el procés d’aprenentatge de l’alumnat estigui centrat en l’objectiu de les pràctiques i no en el funcionament i control del robot. A més a més, el robot disposa d’un elevat nombre de sensors i actuadors per tal d’oferir un elevat grau d’interdisciplinaritat.

Desenvolupament de problemes virtuals i interactius per a l’aprenentatge de la Microbiologia

La finalitat del projecte ha estat desenvolupar un espai virtual teòric-pràctic per a l’aprenentatge de la Microbiologia. Aquest espai virtual, basat en l'aprenentatge a través de problemes, s’ha anomenat “Microbiologia Interactiva” i proposa a l’alumne les següents àrees temàtiques: Introducció a les tècniques de la Microbiologia; Estructura i funció de la cèl.lula microbiana; Creixement i control microbià; Microbiologia molecular; Fisiologia i metabolisme microbians; Virologia; Ecologia Microbiana; Diversitat microbiana. Per a cada temàtica s’han definit unes competències a assolir a través de la resolució de problemes teòrics o pràctics. En aquest darrer cas, se li proposa a l’alumne que entri en el laboratori virtual per a la resolució dels casos pràctics plantejats. A més, per a la resolució dels problemes, l’alumne disposa d’un seguit de recursos per a cada temàtica. Finalment, també s’inclouen activitats de relació i d’ampliació per tal d’estimular la discussió, l’esperit crìtic, el treball en grup i la recerca bibliogràfica. A més, per tal de facilitar el seu ús, el web disposa també d'un tutorial. El web “Microbiologia Interactiva” es va introduir de forma pilat en l’ensenyament de l'assignatura de Microbiologia de la Llicenciatura de Biologia i de la de Microbiologia I de la llicenciatura de Biotecnologia de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) durant el curs 2007-08. Al llarg d'aquest curs es va valorar la seva utilitat i acceptació per part dels alumnes mitjançant enquestes. Els bons resultats obtinguts van aconsellar que aquesta eina fora ja utilitzada en totes les assignatures generals de Microbiologia de les llicenciatures de Biologia, Biotecnologia, Bioquímica, Química, Enginyeria Química, Ciències Ambientals i Ciència i Tecnologia dels Aliments de la UAB. Actualment el web s’està també utilitzant amb molt bons resultats a les assignatures de Microbiologia dels nous graus que ofereix la Facultat de Biociències de la UAB. Així doncs, en aquest projecte s’han assolit amb escreix els objectius previstos. Es pot consultar el web desenvolupat a l’adreça http://microbiologia.uab.cat//Microbiologia_Interactiva_Web/.

Disseny i optimització metològica de sistemes telemàtics interactius per a la millora de la docència universitària : l'entorn BSCW i nous recursos docents

Aquest projecte de dos anys de durada, ha tingut com a objectius: el disseny i la creació de recursos multimèdia, així com, l’optimització de metodologies d'aplicació de sistemes telemàtics interactius per a la millora de la docència universitària. Com a entorn telemàtic s’ha utilitzat la plataforma de treball cooperatiu BSCW (Basic Support for Cooperative Work). S'ha dissenyat i produït un recurs multimèdia enfocat a l'alumnat de l'assignatura troncal Ciències naturals i la seva didàctica de la diplomatura de Mestre d'Educació Primària, que porta per títol 'Alimentació i nutrició humanes i la seva didàctica’ i es pot consultar a: http://www.ub.edu/didactica_ciencies/mqd06/. Aquest material està format per dues unitats: a) Alimentació i nutrició; b) L'ensenyament-aprenentatge de la digestió humana des d'una perspectiva constructivista. Les unitats s'han orientat a la millora de la formació inicial dels futurs mestres i tenen un enfocament de clar caire constructivista, amb exercicis interactius de detecció de concepcions alternatives, així com organitzadors previs, posteriors nodes expositius i d'obtenció d'informació, exercicis interactius destinats al canvi conceptual i una interactivitat d'avaluació final amb un cert caràcter sumatiu. Cada unitat es tanca amb un mapa conceptual dels continguts tractats. La metodologia emprada en la seva elaboració és una evolució de la que l'equip de la Universitat Pompeu Fabra va encetar en la web ‘Aracné. Ciència en xarxa’: http://www.edu365.com/aulanet/aracne/ (usuari i contrasenya: guest100), i va perfeccionar a 'Idees i vincles en el segle XX. La ciència': http://www.xtec.es/aulanet/seglexx/ (cal permetre que s'obrin finestres emergents), en ambdós casos hi ha col·laborat professorat del nostre grup d'innovació docent de la UB.

Estudio para la implantación de un ERP en una empresa de venta al detalle

En este proyecto se realiza el estudio de la organización de una empresa con el fin de encontrar los requerimientos de esta, posteriormente se realiza un estudio de tres sistemas ERP para acabar encontrando la solución que mejor se adapta a las necesidades de la empresa.