Ti Cs Al Alcance De La Mano Explora 2009

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charla presentada en el Complejo Educacional de Lumaco para estudiantes de enseñanza media en el contexto del programa 1000 CIentíficos-1000 Aulas de EXPLORA-CONICYT
Octubre 2009

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Ti Cs Al Alcance De La Mano Explora 2009

  1. 1. Programa EXPLORA 2009, "1000Científicos-1000Aulas" Tecnologías de Información y Comunicaciones (TICs) al alcance de la mano: cómo las estamos usando? Departamento Ingeniería de Sistemas Jaime Bustos G, Ph.D. [email_address] www.fica.ufro.cl 6 de octubre de 2009
  2. 2. Contenidos de la Presentación <ul><li>TICs </li></ul><ul><ul><li>Hardware, software: breve historia </li></ul></ul><ul><li>El desafío de la aplicación </li></ul><ul><ul><li>La búsqueda de la “eficiencia” </li></ul></ul><ul><li>Aplicaciones en la UFRO </li></ul><ul><ul><li>Proyecto Metro </li></ul></ul><ul><ul><li>Proyecto Manejo Electrónico de Ganado </li></ul></ul><ul><ul><li>Proyecto Feria Electrónica de Ganado </li></ul></ul><ul><ul><li>Proyectos Redes Inalámbricas </li></ul></ul><ul><li>Conclusiones y desafíos </li></ul>
  3. 3. Antecedentes biográficos <ul><li>1965-70 ... Puerto Dominguez, 1º básico </li></ul><ul><li>71-77 ... Escuela 10-Llaima de Temuco </li></ul><ul><li>78-81 ... Liceo A 28-Pablo Neruda </li></ul><ul><li>82-88 ... UFRO ... Ing. Industrial- Informática </li></ul><ul><li>88-93 ... Trabajo en UFRO, Temuco </li></ul><ul><li>93-2001 ... Magister y Doctorado en USA </li></ul><ul><li>2001-??? ... UFRO-Temuco </li></ul><ul><ul><ul><li>Docencia ... Investigación ... Administración ... Difusión ... </li></ul></ul></ul>
  4. 4.
  5. 5.
  6. 6. Antecedentes: Matemáticas … breve historia <ul><li>Algunos hitos </li></ul><ul><ul><ul><li>Aritmética </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Geometría </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cálculo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cálculo diferencial e integral </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Matemáticas discretas </li></ul></ul></ul>
  7. 7. Año 1000 a 1499
  8. 8. Siglo XVI …
  9. 9.
  10. 10.
  11. 11. Cálculos automáticos? <ul><li>Sistemas de mayor tamaño </li></ul><ul><ul><ul><li>Mayor complejidad </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mayor cantidad de datos </li></ul></ul></ul><ul><li>Velocidad de respuesta relevante </li></ul><ul><li>Fuentes de información distribuidas </li></ul>
  12. 12. Computación, informática y telecomunicaciones <ul><li>Telefonía … 1900s </li></ul><ul><li>Primeros computadores .. 1940s </li></ul><ul><li>Mainframes … 60s </li></ul><ul><li>PC … 80s </li></ul><ul><li>Internet … 80s </li></ul><ul><li>Laptops … 90s </li></ul><ul><li>Celulares, comunicación inalámbrica … 90s </li></ul><ul><li>Parallel Computers, Clusters, Mega clusters … 90s </li></ul><ul><li>Web 2.0 … 2000s </li></ul><ul><li>Weareable computers … en desarrollo </li></ul>
  13. 13.
  14. 14.
  15. 15.
  16. 16.
  17. 17.
  18. 18. Hitos recientes <ul><li>2008 </li></ul><ul><ul><ul><li>Apple lanza al mercado la MacBook Air la cual al parecer es la laptop más delgada del mundo. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Apple lanza el móvil más revolucionario de la historia el iPhone 3G en toda Europa y América </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Google, contrarresta a Apple lanzando el G1 con su nuevo sistema Android para moviles </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Lanzamiento del navegador Google Chrome </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Lanzamiento de KDE 4.0. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>El supercomputador Roadrunner es el primero en superar el PetaFLOP alcanzando el número 1 en la lista TOP500 . </li></ul></ul></ul><ul><li>2009 </li></ul><ul><ul><ul><li>Debian GNU/Linux 5.0 </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>KDE 4.2 RC </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se espera el lanzamiento de Windows 7 </li></ul></ul></ul><ul><li>2010 </li></ul><ul><ul><ul><li>Se espera el lanzamiento de Google Chrome OS , un sistema operativo creado por la empresa Google y basado en Linux. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se espera el lanzamiento de USB 3.0, que representa un avance en velocidad de transmisión de datos entre el aparato y la computadora. </li></ul></ul></ul>
  19. 19. El desafío de la Innovación <ul><li>Por que impulsar la innovación? </li></ul><ul><ul><li>Recursos escasos </li></ul></ul><ul><ul><li>Necesidad de desarrollo </li></ul></ul><ul><ul><li>Mejora en calidad de vida </li></ul></ul>
  20. 20. Los pilares del desarrollo: Chile 2020
  21. 21. Por qué multidisciplinariedad? <ul><li>Los grandes problemas reales en la práctica NO SON monodisciplinarios </li></ul><ul><ul><ul><li>Educación </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Pedagogía, tecnología </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Salud </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Especialidad, tecnología </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Transporte </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>tecnología </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Previsión social </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Toma de decisiones, simulación, tecnología </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  22. 22. El matrimonio … <ul><li>Sistemas integrados de monitoreo, optimización, control, gestión … </li></ul><ul><ul><ul><li>90s … </li></ul></ul></ul>
  23. 23. Ejemplos de aplicaciones en la UFRO <ul><ul><li>Proyecto Metro </li></ul></ul><ul><ul><li>Proyecto Manejo Electrónico de Ganado </li></ul></ul><ul><ul><li>Proyecto Feria Electrónica de Ganado </li></ul></ul><ul><ul><li>Proyectos Redes Inalámbricas </li></ul></ul><ul><ul><li>Secuenciamiento Genómico de plantas: CGNA </li></ul></ul>
  24. 24. Conclusiones y desafíos <ul><li>La innovación en aplicaciones científico-tecnológicas es uno de los grandes desafíos de las próximas décadas </li></ul><ul><li>Es FUNDAMENTAL la educación de calidad </li></ul><ul><li>Ejemplos mostrados indican de SI SE PUEDE !!!! </li></ul><ul><li>Todos estamos invitados a sumar … </li></ul>
  25. 25. Muchas gracias …
  26. 26.
  27. 27. Proyecto Fondef-Ufro-Metro-Conecta <ul><li>Un sistema automatizado optimizante, capaz de ahorrar energía eléctrica en metros sin afectar la calidad de servicio a los usuarios finales </li></ul>
  28. 28. El problema <ul><li>Motores eléctricos de trenes consumen grandes cantidades de energía </li></ul><ul><li>Velocidad de circulación es determinante en el consumo </li></ul><ul><li>Demanda de servicio es no homogénea en el día (semana, mes) </li></ul><ul><li>Calidad de servicio obliga a circular “lo más rápido que se pueda” </li></ul>
  29. 29. OPTIMIZADOR Diagrama General Resumido METRO REGULADOR Modelos de Tráfico de trenes, pasajeros, consumo y parámetros de operación Solución Decisiones finales de operación PROCEDIMIENTOS DE ANALISIS DE DATOS Datos de variables monitoreadas MANEJO DE DATOS EN LÍNEA Instancia a optimizar Eventos disruptores PROCEDIMIENTOS COMPLEMENTARIOS Información en línea, no monitoreada
  30. 30.
  31. 31. 1.3 Líneas de Trabajo <ul><li>Instrumentación y Monitoreo en Línea </li></ul><ul><li>Modelación de Procesos </li></ul><ul><ul><ul><li>Consumos de Energía </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Afluencia y Tráfico Pasajeros </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tráfico Trenes </li></ul></ul></ul><ul><li>Optimización de Tráfico de Trenes </li></ul><ul><ul><ul><li>Motor de Optimización </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Interfaces a Fuentes de Datos y Controlador </li></ul></ul></ul><ul><li>Validación de Impactos </li></ul><ul><li>Transferencia Tecnológica </li></ul><ul><ul><ul><li>Productos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Plan de Negocios </li></ul></ul></ul>
  32. 32. Despliegue de sensores completado Voltaje Corriente Solo en coches con motores Distancia un coche por convoy Presión 2 por coche RadioModem Unidad de Procesamiento Fuente de Poder
  33. 33. Ubicación de los equipos en un coche
  34. 34. Instalación de gabinete (fuente, unidad de proceso y comunicación) y cuenta vueltas
  35. 35.
  36. 36. Sistema de comunicaciones <ul><li>Propuesta original </li></ul><ul><ul><li>Desplegar red Wi-Fi </li></ul></ul><ul><ul><li>Pruebas piloto en talleres y LH </li></ul></ul><ul><li>Propuesta en implementación </li></ul><ul><ul><li>Uso de radio modems y sistema de comunicaciones disponible en Metro </li></ul></ul><ul><li>Ventajas: </li></ul><ul><ul><li>Menor perturbación potencial de sistemas existentes </li></ul></ul><ul><ul><li>Rapidez de despliegue e implementación </li></ul></ul>
  37. 37.
  38. 38. Sistema de Comunicaciones: Cableado de Carros Carro operativo Carro desmantelado para cableado Dificultades: 28 Trenes sin reserva de cables 17 Trenes con RadioModem no instalado
  39. 39. Tendido de cables para comunicaciones
  40. 40. Modelo y Pronóstico de Consumo Eléctrico
  41. 41. <ul><li>Potencia y velocidad para dos marchas diferentes (AP y NP) </li></ul>
  42. 42. 6/6
  43. 43. Perfiles según marcha en vacío
  44. 44. <ul><li>Modelos lineales de energía vs peso transportado </li></ul><ul><li>Clara diferenciación por marchas </li></ul><ul><li>Consumo promedio es buena aproximación para optimización </li></ul>
  45. 45. Modelo y Motor de Optimización Procesos de Tráfico de Trenes y Pasajeros Automatización de procesos de optimización
  46. 46. Panel de despliegue y Comandos
  47. 47. <ul><li>Perfiles de variables principales para cada caso Incorporadas vía archivos </li></ul><ul><li>Comunicación con sistema vía archivos “csv” </li></ul><ul><li>Frecuencia de “muestreo” 1 Hz </li></ul><ul><li>Lee archivo externo con decisiones del “regulador” </li></ul><ul><li>Baja calidad de recepción de datos </li></ul>archivo de variables “monitoreadas” coche; presión; v; i; cuentas; ubicación
  48. 48. Archivos de datos para tren específico
  49. 49. OPTIMIZADOR Modelo InstanciaH.txt Decisiones sugeridas DATOS Y PARÁMETROS + Instanciador Metaheurística evolutiva Intérprete
  50. 50. Prototipo del Sistema en terreno (Integración) Comunicación en línea HMI de operaciones Políticas de Control
  51. 51. Sala de control
  52. 52. HMI Operaciones <ul><li>Recibe decisiones sugeridas desde optimizador </li></ul><ul><li>Despliega decisiones en el futuro cercano para uso del Regulador </li></ul><ul><li>Acepta confirmación de decisiones o modificaciones </li></ul>
  53. 53. Políticas de Control <ul><li>Regulación diferenciada según vía y segmento </li></ul><ul><ul><li>Grandes variaciones en patrones de afluencias determinados por la hora del día, día de la semana, mes del año </li></ul></ul><ul><ul><li>Vía 1 (subida) consumo aprox 2.5 veces el de Vía 2 </li></ul></ul><ul><ul><li>Atención a “pocos críticos” </li></ul></ul>
  54. 54. <ul><li>Se ha demostrado la funcionalidad del Prototipo del Sistema instalado y probado en terreno </li></ul><ul><li>El prototipo puede ser escalado a un producto comercial </li></ul>3. Conclusiones Generales
  55. 55. Manejo electrónico de ganado
  56. 56.
  57. 57. Predicción de crecimiento de Arándanos
  58. 58.
  59. 59. Bio-informática Figure 1. Typical network topology used on Computer Clusters. http://www.uriel-law.com/
  60. 60.
  61. 61.
  62. 62.
  63. 63.
  64. 64. <ul><li>Maria zulema espinoza </li></ul>

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