Recent Multicast Routing Protocols in VANET: Classification and Comparison

الشبكة المخصصة للسيارات (VANET) صنفت باعتبارها واحدة من أهم فئات شبكات الجيل التالي التي طورت في السنوات الأخيرة بسرعة بالنسبة للمركبات وعمليات نقل الطرق. هذه الشبكه يمكن أن تساعد في تنفيذ مجموعة كبيرة من التطبيقات المتعلقة بالمركبات، اشارة المرور، ازدحام المرور، السائقين، الركاب، الإسعاف، الشرطة، سيارات الإطفاء وحتى المشاة. التوجيه هو المشكلة الأبرز في نقل المعلومات في الـ VANET وهناك العديد من وسائط النشر: البث الاحادي، البث المتعدد و البحث في منطقه جغرافيه معينه (geocast). في هذه المقاله سوف نركز فقط على الإرسال المتعدد الذي يشير إلى عملية إرسال معلومات من عقدة واحدة (تسمى المركبة المصدر) إلى مجموعة من العقد الموجودة في مواقع مختلفة (تسمى المركبات الهدف). والغرض من هذه المقالة هو دراسة بروتوكولات توجيه الإرسال المتعدد الموجودة في الـ VANET وإنتاج دراسه جيد عنها وتحديد مزايا وعيوب كل منها وكذلك تصنيفها إلى فئات مختلفة استنادا إلى بعض العوامل المؤثرة مثل نوعية الخدمة، مسار المركبة وما إلى ذلك. وبعد تحليل بروتوكولات التوجيه هذه وجدنا أن هناك حاجة ملحة لإنتاج بروتوكول توجيه متعدد الإرسال فعال لهذه الشبكة لتقليل استهلاك الموارد وتحسين الأداء العام.Vehicular Ad Hoc Network (VANET) classified as one of the most important classes of next generation networks that developed in recent years rapidly for vehicles and road transmissions. It can help in implementing a large set of applications related to vehicles, traffic light, traffic jam, drivers, passengers, ambulance, police, fire trucks and even pedestrians. Routing is the most prominent problem in the transmission of information in VANETs and there are many modes of dissemination: unicast, broadcast, multicast and geocast. In this paper, we will focus only on the multicast that is referring to a process of sending information from one node (called source vehicle) to a group of nodes that found in different locations (called destination vehicles). The purpose of this paper is to study the existing multicast routing protocols in VANET and produce good survey about them and determine the advantages and disadvantages of each one as well as classify them into different categories based on some effected parameters such as quality of service, vehicle trajectory and etc. After analyzing these routing protocols we concluded that there is persistent need to produce efficient multicast routing protocol in this network to decrease the resource consumption and improve the overall performance

The adaptation of the harmony search algorithm to the ATSP with the evaluation of the influence of the pitch adjustment place on the quality of results

The paper is an extended version of the conference article, which presents a modification of the Harmony Search algorithm, adapted to the effective resolution of the asymmetric case of the Traveling Salesman Problem. The efficacy of the proposed approach was measured with benchmarking tests and in a comparative study based on the results obtained with the Nearest Neighbor Algorithm, Greedy Local Search and Hill Climbing. The discussion also embraced the study of the convergence of the proposed algorithm and the analysis of the impact of the pitch adjustment place on the quality of the solutions

Hybrid harmony search algorithm for continuous optimization problems

Harmony Search (HS) algorithm has been extensively adopted in the literature to address optimization problems in many different fields, such as industrial design, civil engineering, electrical and mechanical engineering problems. In order to ensure its search performance, HS requires extensive tuning of its four parameters control namely harmony memory size (HMS), harmony memory consideration rate (HMCR), pitch adjustment rate (PAR), and bandwidth (BW). However, tuning process is often cumbersome and is problem dependent. Furthermore, there is no one size fits all problems. Additionally, despite many useful works, HS and its variant still suffer from weak exploitation which can lead to poor convergence problem. Addressing these aforementioned issues, this thesis proposes to augment HS with adaptive tuning using Grey Wolf Optimizer (GWO). Meanwhile, to enhance its exploitation, this thesis also proposes to adopt a new variant of the opposition-based learning technique (OBL). Taken together, the proposed hybrid algorithm, called IHS-GWO, aims to address continuous optimization problems. The IHS-GWO is evaluated using two standard benchmarking sets and two real-world optimization problems. The first benchmarking set consists of 24 classical benchmark unimodal and multimodal functions whilst the second benchmark set contains 30 state-of-the-art benchmark functions from the Congress on Evolutionary Computation (CEC). The two real-world optimization problems involved the three-bar truss and spring design. Statistical analysis using Wilcoxon rank-sum and Friedman of IHS-GWO’s results with recent HS variants and other metaheuristic demonstrate superior performance

Algoritmos evolutivos multiobjetivo con codificación Dandelion para el trazado de estrategias de descarga de tráfico oportunista en redes multioperador

Telekomunikazio operadoreen hazkuntzarekin, bai operadore handiak, azpiegitura, antena eta irrati espektro propioak dituztenak, bai operadore birtualak zerbitzuak aurrekoei baliabideak alokatuz eskaintzen dituztenak, gaur egun, operadore asko daude azalera geografiko berean zerbitzuak ematen. Bakoitzak bere politika eta estrategia propioekin, bezeroei zein prezioei dagokionez. Gaur egungo merkatuan, operadore guztiak elkarrekin lehiatzen dute ahalik eta bezero kopuru handiena lortzeko asmotan eduki dezaketen errekurtso muga kontuan hartu gabe. Bezero bat operadorearen estaldura eremuan sartzen denean, automatikoki beharrezko baliabideak erreserbatzen dira berarentzat eta konexioa uneoro mantentzen da nahiz eta erabilera konstantea ez izan. Proiektu honetan, dispositibo edo gailuen konexio modu berri bat aurkezten da: operadoreak hasitako tethering-a. Tethering-a, errekurtsoen banaketa estrategia bat da, zeinak dispositibo bat tarte nodo bezala funtzionatzea ahalbidetzen duen. Modu honetan, operadoreak kudeatuta gailu bakarrarentzat errekurtso erreserba egin daiteke nahiz eta gehiago zerbitzatu. Gainera, content catching mekanismoak gehituta, tarteko dispositiboak cache bezala erabiltzea ahalbidetu dezake sareko edukiak bezeroengana hurbilduz. Proiektu honetan operadoreek euren artean aplikatzen dituzten erlazio-politika ezberdinen efektua aztertzen da, operadoreak izango dituen irabazietan eta tethering konexioen eraginez erabiltzaileak jasandako kalitate murrizketan. Politika hauek sortutako sarea eta emaitzak baldintzatzen dituzte, aztertutako bi parametroetan. Koalizio eta konpetentzia erlazioak zehaztuko dira hauei zuzenean erlazionatutako eta optimizazio multiobjetibo algoritmo baten bidez, Harmony Search, lortutako pareto-optimoak diren sare topologia ezberdinak proposatuko dira.Con el aumento en el número de operadores de telecomunicaciones, tanto grandes operadores que cuentan con infraestructuras propias y espectro de radio con licencia, como operadores virtuales que explotan las infraestructuras de los primeros para ofrecer servicios, actualmente varios ofrecen servicios simultáneamente en la misma área geográfica. Cada uno de ellos, con sus propias políticas y estrategias en cuanto a clientes y precios. En el mercado actual, todos los operadores compiten entre sí para conseguir el mayor número de clientes posible, sin tener en cuenta la limitación que puedan tener en los recursos disponibles, ya que cada usuario conectado a la red, supone reservar un ancho de banda específico y mantener esa conexión a pesar de que no esté en uso constante. En este proyecto, se plantea una nueva manera de conexión de dispositivos; tethering iniciado por el operador. El tethering es una estrategia de compartición de recursos, en la que se permite que un nodo se conecte a través de otro a la red, reservando así únicamente el ancho de banda necesario para uno de ellos. Además, añadiéndole el mecanismo content catching permite que el dispositivo intermedio pueda funcionar a modo de caché, acercando ciertos contenidos a los usuarios. En este proyecto, se estudia el efecto que las diferentes políticas relacionales de los operadores tienen tanto en los beneficios de los propios operadores como en la calidad de servicio recibida en los clientes. Estas políticas aplicadas, condicionarán los resultados obtenidos, tanto económicamente como en la degradación de la calidad de servicio debida al tethering. Se establecen relaciones de coalición y de competencia entre operadores y se proponen diferentes topologías Pareto-óptimas vinculadas a ellas, obtenidas mediante un algoritmo de optimización multiobjetivo: Harmony Seach.With the increase of the number of telecommunication operators, nowadays there are many operators offering services over the same geographical area, those operators can be big ones, who have physical infrastructure and spectrum license, or virtual operators who offer services exploiting the infrastructures of the big operators. Each one has its own politics and strategies regarding to clients and pricing. In the actual market, all the operators fight with each other for achieving the maximum number of clients as possible, without taking into account the physical resources limitations due to the maintenance of the connection of each user in spite of they aren’t using it constantly. In this Project a new connection way is laid out; operator started tethering connection. Tethering is a connection sharing strategy in which a node is allowed to reach the net thought other node’s connection saving this way the resources needed for one of the nodes. Besides, it allows the intermediate node work as a cache, bringing closer some contents to other users. In this work the application of bi-objective heuristics for the design of Pareto-optimal network topologies is studied depending of the different relational policies applied by the operators. This policies, will condition the obtained results, influencing the revenue of the incumbent operators in the scenario and the quality of service degradation experienced by the end users as a result of tethering Coalition and competition relationships are established between operators and different network topologies are proposed. These topologies will be obtained by the heuristic Harmony Search Algorithm

Algoritmos evolutivos multiobjetivo con codificación Dandelion para el trazado de estrategias de descarga de tráfico oportunista en redes multioperador

Telekomunikazio operadoreen hazkuntzarekin, bai operadore handiak, azpiegitura, antena eta irrati espektro propioak dituztenak, bai operadore birtualak zerbitzuak aurrekoei baliabideak alokatuz eskaintzen dituztenak, gaur egun, operadore asko daude azalera geografiko berean zerbitzuak ematen. Bakoitzak bere politika eta estrategia propioekin, bezeroei zein prezioei dagokionez. Gaur egungo merkatuan, operadore guztiak elkarrekin lehiatzen dute ahalik eta bezero kopuru handiena lortzeko asmotan eduki dezaketen errekurtso muga kontuan hartu gabe. Bezero bat operadorearen estaldura eremuan sartzen denean, automatikoki beharrezko baliabideak erreserbatzen dira berarentzat eta konexioa uneoro mantentzen da nahiz eta erabilera konstantea ez izan. Proiektu honetan, dispositibo edo gailuen konexio modu berri bat aurkezten da: operadoreak hasitako tethering-a. Tethering-a, errekurtsoen banaketa estrategia bat da, zeinak dispositibo bat tarte nodo bezala funtzionatzea ahalbidetzen duen. Modu honetan, operadoreak kudeatuta gailu bakarrarentzat errekurtso erreserba egin daiteke nahiz eta gehiago zerbitzatu. Gainera, content catching mekanismoak gehituta, tarteko dispositiboak cache bezala erabiltzea ahalbidetu dezake sareko edukiak bezeroengana hurbilduz. Proiektu honetan operadoreek euren artean aplikatzen dituzten erlazio-politika ezberdinen efektua aztertzen da, operadoreak izango dituen irabazietan eta tethering konexioen eraginez erabiltzaileak jasandako kalitate murrizketan. Politika hauek sortutako sarea eta emaitzak baldintzatzen dituzte, aztertutako bi parametroetan. Koalizio eta konpetentzia erlazioak zehaztuko dira hauei zuzenean erlazionatutako eta optimizazio multiobjetibo algoritmo baten bidez, Harmony Search, lortutako pareto-optimoak diren sare topologia ezberdinak proposatuko dira.Con el aumento en el número de operadores de telecomunicaciones, tanto grandes operadores que cuentan con infraestructuras propias y espectro de radio con licencia, como operadores virtuales que explotan las infraestructuras de los primeros para ofrecer servicios, actualmente varios ofrecen servicios simultáneamente en la misma área geográfica. Cada uno de ellos, con sus propias políticas y estrategias en cuanto a clientes y precios. En el mercado actual, todos los operadores compiten entre sí para conseguir el mayor número de clientes posible, sin tener en cuenta la limitación que puedan tener en los recursos disponibles, ya que cada usuario conectado a la red, supone reservar un ancho de banda específico y mantener esa conexión a pesar de que no esté en uso constante. En este proyecto, se plantea una nueva manera de conexión de dispositivos; tethering iniciado por el operador. El tethering es una estrategia de compartición de recursos, en la que se permite que un nodo se conecte a través de otro a la red, reservando así únicamente el ancho de banda necesario para uno de ellos. Además, añadiéndole el mecanismo content catching permite que el dispositivo intermedio pueda funcionar a modo de caché, acercando ciertos contenidos a los usuarios. En este proyecto, se estudia el efecto que las diferentes políticas relacionales de los operadores tienen tanto en los beneficios de los propios operadores como en la calidad de servicio recibida en los clientes. Estas políticas aplicadas, condicionarán los resultados obtenidos, tanto económicamente como en la degradación de la calidad de servicio debida al tethering. Se establecen relaciones de coalición y de competencia entre operadores y se proponen diferentes topologías Pareto-óptimas vinculadas a ellas, obtenidas mediante un algoritmo de optimización multiobjetivo: Harmony Seach.With the increase of the number of telecommunication operators, nowadays there are many operators offering services over the same geographical area, those operators can be big ones, who have physical infrastructure and spectrum license, or virtual operators who offer services exploiting the infrastructures of the big operators. Each one has its own politics and strategies regarding to clients and pricing. In the actual market, all the operators fight with each other for achieving the maximum number of clients as possible, without taking into account the physical resources limitations due to the maintenance of the connection of each user in spite of they aren’t using it constantly. In this Project a new connection way is laid out; operator started tethering connection. Tethering is a connection sharing strategy in which a node is allowed to reach the net thought other node’s connection saving this way the resources needed for one of the nodes. Besides, it allows the intermediate node work as a cache, bringing closer some contents to other users. In this work the application of bi-objective heuristics for the design of Pareto-optimal network topologies is studied depending of the different relational policies applied by the operators. This policies, will condition the obtained results, influencing the revenue of the incumbent operators in the scenario and the quality of service degradation experienced by the end users as a result of tethering Coalition and competition relationships are established between operators and different network topologies are proposed. These topologies will be obtained by the heuristic Harmony Search Algorithm

Algoritmos evolutivos multiobjetivo con codificación Dandelion para el trazado de estrategias de descarga de tráfico oportunista en redes multioperador

Telekomunikazio operadoreen hazkuntzarekin, bai operadore handiak, azpiegitura, antena eta irrati espektro propioak dituztenak, bai operadore birtualak zerbitzuak aurrekoei baliabideak alokatuz eskaintzen dituztenak, gaur egun, operadore asko daude azalera geografiko berean zerbitzuak ematen. Bakoitzak bere politika eta estrategia propioekin, bezeroei zein prezioei dagokionez. Gaur egungo merkatuan, operadore guztiak elkarrekin lehiatzen dute ahalik eta bezero kopuru handiena lortzeko asmotan eduki dezaketen errekurtso muga kontuan hartu gabe. Bezero bat operadorearen estaldura eremuan sartzen denean, automatikoki beharrezko baliabideak erreserbatzen dira berarentzat eta konexioa uneoro mantentzen da nahiz eta erabilera konstantea ez izan. Proiektu honetan, dispositibo edo gailuen konexio modu berri bat aurkezten da: operadoreak hasitako tethering-a. Tethering-a, errekurtsoen banaketa estrategia bat da, zeinak dispositibo bat tarte nodo bezala funtzionatzea ahalbidetzen duen. Modu honetan, operadoreak kudeatuta gailu bakarrarentzat errekurtso erreserba egin daiteke nahiz eta gehiago zerbitzatu. Gainera, content catching mekanismoak gehituta, tarteko dispositiboak cache bezala erabiltzea ahalbidetu dezake sareko edukiak bezeroengana hurbilduz. Proiektu honetan operadoreek euren artean aplikatzen dituzten erlazio-politika ezberdinen efektua aztertzen da, operadoreak izango dituen irabazietan eta tethering konexioen eraginez erabiltzaileak jasandako kalitate murrizketan. Politika hauek sortutako sarea eta emaitzak baldintzatzen dituzte, aztertutako bi parametroetan. Koalizio eta konpetentzia erlazioak zehaztuko dira hauei zuzenean erlazionatutako eta optimizazio multiobjetibo algoritmo baten bidez, Harmony Search, lortutako pareto-optimoak diren sare topologia ezberdinak proposatuko dira.Con el aumento en el número de operadores de telecomunicaciones, tanto grandes operadores que cuentan con infraestructuras propias y espectro de radio con licencia, como operadores virtuales que explotan las infraestructuras de los primeros para ofrecer servicios, actualmente varios ofrecen servicios simultáneamente en la misma área geográfica. Cada uno de ellos, con sus propias políticas y estrategias en cuanto a clientes y precios. En el mercado actual, todos los operadores compiten entre sí para conseguir el mayor número de clientes posible, sin tener en cuenta la limitación que puedan tener en los recursos disponibles, ya que cada usuario conectado a la red, supone reservar un ancho de banda específico y mantener esa conexión a pesar de que no esté en uso constante. En este proyecto, se plantea una nueva manera de conexión de dispositivos; tethering iniciado por el operador. El tethering es una estrategia de compartición de recursos, en la que se permite que un nodo se conecte a través de otro a la red, reservando así únicamente el ancho de banda necesario para uno de ellos. Además, añadiéndole el mecanismo content catching permite que el dispositivo intermedio pueda funcionar a modo de caché, acercando ciertos contenidos a los usuarios. En este proyecto, se estudia el efecto que las diferentes políticas relacionales de los operadores tienen tanto en los beneficios de los propios operadores como en la calidad de servicio recibida en los clientes. Estas políticas aplicadas, condicionarán los resultados obtenidos, tanto económicamente como en la degradación de la calidad de servicio debida al tethering. Se establecen relaciones de coalición y de competencia entre operadores y se proponen diferentes topologías Pareto-óptimas vinculadas a ellas, obtenidas mediante un algoritmo de optimización multiobjetivo: Harmony Seach.With the increase of the number of telecommunication operators, nowadays there are many operators offering services over the same geographical area, those operators can be big ones, who have physical infrastructure and spectrum license, or virtual operators who offer services exploiting the infrastructures of the big operators. Each one has its own politics and strategies regarding to clients and pricing. In the actual market, all the operators fight with each other for achieving the maximum number of clients as possible, without taking into account the physical resources limitations due to the maintenance of the connection of each user in spite of they aren’t using it constantly. In this Project a new connection way is laid out; operator started tethering connection. Tethering is a connection sharing strategy in which a node is allowed to reach the net thought other node’s connection saving this way the resources needed for one of the nodes. Besides, it allows the intermediate node work as a cache, bringing closer some contents to other users. In this work the application of bi-objective heuristics for the design of Pareto-optimal network topologies is studied depending of the different relational policies applied by the operators. This policies, will condition the obtained results, influencing the revenue of the incumbent operators in the scenario and the quality of service degradation experienced by the end users as a result of tethering Coalition and competition relationships are established between operators and different network topologies are proposed. These topologies will be obtained by the heuristic Harmony Search Algorithm

Advanced meta-heuristic approaches and their application to operational optimization in forest wildfire management

La última década ha sido testigo de un aumento vertiginoso de la cantidad y frecuencia de desastres a gran escala, principalmente debido a los fenómenos devastadores derivados de paradigmas climatológicos y ambientales a gran escala como el calentamiento global. De entre ellos son las inundaciones, huracanes y terremotos los desastres de mayor frecuencia de aparición y fatales consecuencias durante este período, tal como certifican los más de 20.000 muertos a consecuencia de un terremoto en la región de Gujarat (India) en 2001, o las 230.000 y 316.000 pérdidas humanas de los terremotos de Indonesia y Haití en 2004 y 2010, respectivamente. En este contexto, el enfoque de esta tesis se centra en una casuística concreta de desastre a media-gran escala cuya frecuencia y severidad han crecido de manera igualmente preocupante en los últimos tiempos: los incendios, definidos como un fuego de grandes dimensiones no voluntariamente iniciado por el ser humano, y que afecta a aquello que no está destinado a quemarse. Pese a la diversidad de iniciativas, campañas y procedimientos orientados a la minimización del impacto y las consecuencias de los incendios, varios sucesos fatales acontecidos en los últimos años han puesto en duda la efectividad de las políticas actuales de gestión de recursos contra incendios como aeronaves, vehículos terrestres, equipamiento de comunicaciones radio, logística de abastecimiento y las brigadas desplegadas en el área afectada. Un ejemplo manifiesto de esta falta de eficacia es la muerte de once bomberos ocurrida en un incendio de 130 kilómetros cuadrados en la zona de Guadalajara (España) en 2005, oficialmente atribuida a una deficiente coordinación entre el puesto de mando y los equipos de extinción debida, fundamentalmente, a problemas de cobertura en los sistemas de radiocomunicación. Aunque la causa de esta falta de coordinación ha sido cuestionada por las autoridades y los agentes involucrados desde entonces, lo cierto es que este suceso supone un ejemplo evidente de la necesidad de estudiar y desarrollar herramientas algorítmicas que ayuden al personal de comandancia a ejecutar óptimamente sus tareas de coordinación y control. Desafortunadamente la coyuntura de crisis económica mundial que azota con especial fuerza los países del Sur de Europa ha mermado dramáticamente las partidas presupuestarias para la prevención y extinción de incendios en beneficio de programas nacionales de reducción de déficit. A consecuencia de estos recortes, el coste ha irrumpido con fuerza como un criterio de extrema relevancia en la planificación operativa de este tipo de desastres: desde la perspectiva de un problema de optimización, los recursos contra incendios son actualmente gestionados con el objetivo fundamental de maximizar su efectividad contra incendios, sujeto a la restricción de que el coste agregado asociado a las decisiones tomadas no supere un determinado umbral presupuestario. Pese a que estas restricciones de coste están bien acotadas, en la práctica la mayoría de los procedimientos de gestión de recursos contra incendios están fuertemente determinados por la capacidad limitada del ser humano para tomar decisiones ágiles en escenarios de elevada complejidad y heterogeneidad. Por los motivos anteriormente expuestos, la presente Tesis doctoral propone la adopción de algoritmos meta-heurísticos para solventar eficientemente problemas de optimización que modelan procesos de gestión de recursos contra incendios. Esta familia de algoritmos de optimización es capaz de explorar el espacio solución de un problema dado merced a la aplicación iterativa de mecanismos inteligentes de búsqueda explorativa y explotativa, produciendo soluciones que sacrifican calidad por una complejidad computacional menor en comparación con la resultante de procesos determinísticos de búsqueda exhaustiva. En particular la Tesis plantea la búsqueda por harmonía (del inglés Harmony Search) como la técnica meta-heurística de optimización común a las herramientas diseñadas para la gestión de recursos en dos escenarios diferentes: ? El primer escenario analizado contempla el despliegue óptimo de redes de comunicación inalámbrica para la coordinación de equipos de extinción en incendios forestales de gran escala. Desde el punto de vista formal, el problema del despliegue dinámico de retransmisores que caracteriza matemáticamente este escenario consiste en estimar el número y localización de los retransmisores radio que deben ser desplegados en el área afectada por el incendio, de tal modo que el número de nodos móviles (i.e. recursos) con cobertura radio es maximizado a un coste del despliegue mínimo. A fin de reflejar la diversidad de equipamiento de retransmisión radio existente en la realidad, este problema es reformulado para considerar modelos de retransmisor con diferentes características de cobertura y coste. El problema resultante es resuelto de manera eficiente mediante sendos algoritmos mono- y bi-objetivo que conjugan 1) la Búsqueda por Harmonía como método de búsqueda global; y 2) una versión modificada del algoritmo de agrupación K-means como técnica de búsqueda local. El desempeño de los métodos propuestos es evaluado mediante experimentos numéricos basados en datos estadísticos reales de la Comunidad de Castilla la Mancha (España), merced a cuyos resultados queda certificada su practicidad a la hora de desplegar infraestructura de comunicación en este tipo de desastres. ? El segundo escenario bajo estudio se concentra en el despliegue y planificación óptima de vehículos aéreos de extinción de incendios basados en estimaciones predictivas del riesgo de incendio de una cierta área geográfica. De manera enunciativa, el problema subyacente busca la asignación de recursos a aeródromos y aeropuertos con restricciones de capacidad que maximice la utilidad de dichos recursos en relación al riesgo de incendio y minimice, a su vez, el coste de ejecutar dicha asignación. La formulación de este problema también considera, dentro de la definición de dicha función de utilidad, la distancia relativa entre aeropuerto, punto de potencial riesgo de incendio y el recurso acuífero (lago, río o mar) más cercano. Para su resolución eficiente se propone el uso de algoritmos de optimización basados, de nuevo, en la Búsqueda por Harmonía, incorporando además métodos voraces de reparación capacitiva. La aplicabilidad práctica de estos métodos es validada mediante experimentos numéricos en escenarios sintéticos y un caso práctico que incluye valores reales del riesgo de incendio, posiciones de recursos acuíferos e instalaciones aeroportuarias. En resumen, esta Tesis evidencia, desde un punto de vista práctico, que la meta-heurística moderna supone una solución algorítmica computacionalmente eficiente para tratar problemas de gestión de recursos contra incendios sujetos a restricciones de coste

Designing periodic and aperiodic structures for nanophotinic devices.

330 p.Future all--optical networks will require to substitute the present electronic integrated circuitry by optical analogous devices that satisfy the compactness, throughput, latency and high transmission efficiency requirements in nanometer scale dimensions, outperforming the functionality of current networks. Thereby, existing dielectric materials do not confine light in a sufficiently small scale and so the physical size of these links and devices becomes unacceptable. In fact, if the optical chip does not exist in the liking of the electronic chip, photonic crystals have recently led to great hopes for a large-scale integration of optoelectronic components. Two-dimensional photonic crystals slabs obtained through periodic structuring of a planar optical waveguide, feature many characteristics which bring them closer to electronic micro-and nanostructures. This thesis explores non-trivial periodic and aperiodic dielectric nano-structures and to do so, we pose a photonic crystal design process guided by non-convex combinatory optimization techniques. In addition, this thesis proposes some novel coupling devices optimized to minimize insertion losses between silicon-on-insulator integrated waveguides and single mode optical fibers. Last but not least, this thesis explores periodic arrangements from a new perspective and reports on the first experimental evidence of topologically protected waveguiding in silicon. Furthermore, we propose and demonstrate that, in a system where topological and trivial defect modes coexist, we can probe them independently. Tuning the configuration of the interface, we observe the transition between a single topological defect and a compound trivial defect state