Load forecasting on the user‐side by means of computational intelligence algorithms

Nowadays, it would be very difficult to deny the need to prioritize sustainable development through energy efficiency at all consumption levels. In this context, an energy management system (EMS) is a suitable option for continuously improving energy efficiency, particularly on the user side. An EMS is a set of technological tools that manages energy consumption information and allows its analysis. EMS, in combination with information technologies, has given rise to intelligent EMS (iEMS), which, aside from lending support to monitoring and reporting functions as an EMS does, it has the ability to model, forecast, control and diagnose energy consumption in a predictive way. The main objective of an iEMS is to continuously improve energy efficiency (on-line) as automatically as possible. The core of an iEMS is its load modeling forecasting system (LMFS). It takes advantage of historical information on energy consumption and energy-related variables in order to model and forecast load profiles and, if available, generator profiles. These models and forecasts are the main information used for iEMS applications for control and diagnosis. That is why in this thesis we have focused on the study, analysis and development of LMFS on the user side. The fact that the LMFS is applied on the user side to support an iEMS means that specific characteristics are required that in other areas of load forecasting they are not. First of all, the user-side load profiles (LPs) have a higher random behavior than others, as for example, in power system distribution or generation. This makes the modeling and forecasting process more difficult. Second, on the user side --for example an industrial user-- there is a high number and variety of places that can be monitored, modeled and forecasted, as well as their precedence or nature. Thus, on the one hand, an LMFS requires a high degree of autonomy to automatically or autonomously generate the demanded models. And on the other hand, it needs a high level of adaptability in order to be able to model and forecast different types of loads and different types of energies. Therefore, the addressed LMFS are those that do not look only for accuracy, but also adaptability and autonomy. Seeking to achieve these objectives, in this thesis work we have proposed three novel LMFS schemes based on hybrid algorithms from computational intelligence, signal processing and statistical theory. The first of them looked to improve adaptability, keeping in mind the importance of accuracy and autonomy. It was called an evolutionary training algorithm (ETA) and is based on adaptivenetwork-based-fuzzy-inference system (ANFIS) that is trained by a multi-objective genetic algorithm instead of its traditional training algorithm. As a result of this hybrid, the generalization capacity was improved (avoiding overfitting) and an easily adaptable training algorithm for new adaptive networks based on traditional ANFIS was obtained. The second scheme deals with LMF autonomy in order to build models from multiple loads automatically. Similar to the previous proposal, an ANFIS and a MOGA were used. In this case, the MOGA was used to find a near-optimal configuration for the ANFIS instead of training it. The LMFS relies on this configuration to work properly, as well as to maintain accuracy and generalization capabilities. Real data from an industrial scenario were used to test the proposed scheme and the multi-site modeling and self-configuration results were satisfactory. Furthermore, other algorithms were satisfactorily designed and tested for processing raw data in outlier detection and gap padding. The last of the proposed approaches sought to improve accuracy while keeping autonomy and adaptability. It took advantage of dominant patterns (DPs) that have lower time resolution than the target LP, so they are easier to model and forecast. The Hilbert-Huang transform and Hilbert-spectral analysis were used for detecting and selecting the DPs. Those selected were used in a proposed scheme of partial models (PM) based on parallel ANFIS or artificial neural networks (ANN) to extract the information and give it to the main PM. Therefore, LMFS accuracy improved and the user-side LP noising problem was reduced. Additionally, in order to compensate for the added complexity, versions of self-configured sub-LMFS for each PM were used. This point was fundamental since, the better the configuration, the better the accuracy of the model; and subsequently the information provided to the main partial model was that much better. Finally, and to close this thesis, an outlook of trends regarding iEMS and an outline of several hybrid algorithms that are pending study and testing are presented.En el contexto energético actual y particularmente en el lado del usuario, el concepto de sistema de gestión energética (EMS) se presenta como una alternativa apropiada para mejorar continuamente la eficiencia energética. Los EMSs en combinación con las tecnologías informáticas dan origen al concepto de iEMS, que además de soportar las funciones de los EMS, tienen la capacidad de modelar, pronosticar, controlar y supervisar los consumos energéticos. Su principal objetivo es el de realizar una mejora continua, lo más autónoma posible y predictiva de la eficiencia energética. Este tipo de sistemas tienen como núcleo fundamental el sistema de modelado y pronóstico de consumos (Load Modeling and Forecasting System, LMFS). El LMFS está habilitado para pronosticar el comportamiento futuro de cargas y, si es necesario, de generadores. Es sobre estos pronósticos sobre los cuales el iEMS puede realizar sus tareas automáticas y predictivas de optimización y supervisión. Los LMFS en el lado del usuario son el foco de esta tesis. Un LMFS en el lado del usuario, diseñado para soportar un iEMS requiere o demanda ciertas características que en otros contextos no serían tan necesarias. En primera estancia, los perfiles de los usuarios tienen un alto grado de aleatoriedad que los hace más difíciles de pronosticar. Segundo, en el lado del usuario, por ejemplo en la industria, el gran número de puntos a modelar requiere que el LMFS tenga por un lado, un nivel elevado de autonomía para generar de la manera más desatendida posible los modelos. Por otro lado, necesita un nivel elevado de adaptabilidad para que, usando la misma estructura o metodología, pueda modelar diferentes tipos de cargas cuya procedencia pude variar significativamente. Por lo tanto, los sistemas de modelado abordados en esta tesis son aquellos que no solo buscan mejorar la precisión, sino también la adaptabilidad y autonomía. En busca de estos objetivos y soportados principalmente por algoritmos de inteligencia computacional, procesamiento de señales y estadística, hemos propuesto tres algoritmos novedosos para el desarrollo de un LMFS en el lado del usuario. El primero de ellos busca mejorar la adaptabilidad del LMFS manteniendo una buena precisión y capacidad de autonomía. Denominado ETA, consiste del uso de una estructura ANFIS que es entrenada por un algoritmo genético multi objetivo (MOGA). Como resultado de este híbrido, obtenemos un algoritmo con excelentes capacidades de generalización y fácil de adaptar para el entrenamiento y evaluación de nuevas estructuras adaptativas basadas en ANFIS. El segundo de los algoritmos desarrollados aborda la autonomía del LMFS para así poder generar modelos de múltiples cargas. Al igual que en la anterior propuesta usamos un ANFIS y un MOGA, pero esta vez el MOGA en vez de entrenar el ANFIS, se utiliza para encontrar la configuración cuasi-óptima del ANFIS. Encontrar la configuración apropiada de un ANFIS es muy importante para obtener un buen funcionamiento del LMFS en lo que a precisión y generalización respecta. El LMFS propuesto, además de configurar automáticamente el ANFIS, incluyó diversos algoritmos para procesar los datos puros que casi siempre estuvieron contaminados de datos espurios y gaps de información, operando satisfactoriamente en las condiciones de prueba en un escenario real. El tercero y último de los algoritmos buscó mejorar la precisión manteniendo la autonomía y adaptabilidad, aprovechando para ello la existencia de patrones dominantes de más baja resolución temporal que el consumo objetivo, y que son más fáciles de modelar y pronosticar. La metodología desarrollada se basa en la transformada de Hilbert-Huang para detectar y seleccionar tales patrones dominantes. Además, esta metodología define el uso de modelos parciales de los patrones dominantes seleccionados, para mejorar la precisión del LMFS y mitigar el problema de aleatoriedad que afecta a los consumos en el lado del usuario. Adicionalmente, se incorporó el algoritmo de auto configuración que se presentó en la propuesta anterior para hallar la configuración cuasi-óptima de los modelos parciales. Este punto fue crucial puesto que a mejor configuración de los modelos parciales mayor es la mejora en precisión del pronóstico final. Finalmente y para cerrar este trabajo de tesis, se realizó una prospección de las tendencias en cuanto al uso de iEMS y se esbozaron varias propuestas de algoritmos híbridos, cuyo estudio y comprobación se plantea en futuros estudios

Relationship between jumping abilities and skeletal muscle architecture of lower limbs in humans: Systematic review and meta-analysis.

No procede.The aim of this study was to examine the influence of skeletal muscle architecture (SMA) features measured by 2-D ultrasonography on jumping performance in humans. A systematic review and meta-analysis was conducted, registry number: CRD42016043602. The scientific literature was systematically searched in eight databases, last run on March 14th, 2017. Cross-sectional studies focused on the association between SMA features and vertical jumping performance were selected. A random-effects model was used to analyze the influence of lower-limb SMA and maximal jump height. A total of 11 studies were included in the qualitative synthesis and 6 studies were selected for meta-analysis. 250 correlations were reviewed across studies. The vast majority were either not statistically significant (185; 74%), weak or very weak (169; 68%) for different jump modalities; counter-movement jump (CMJ), squat jump (SJ), and drop jump. There was insufficient data to perform meta-analysis on muscles other than vastus lateralis for CMJ and SJ. The meta-analyses did not yield any significant association between vastus lateralis SMA and SJ height. Only a significant overall association was shown between vastus lateralis thickness and CMJ height (summary-r = 0.28; 95% confidence interval (CI) = -0.05 to 0.48; p = .059) for a 90% CI level. No differences were found between summary-r coefficients for SMA parameters and jump height during both jumps (CMJ: χ2 = 2.43; df   = 2; p = .30; SJ: χ2 = 0.45; df = 2; p = .80) with a low heterogeneity ratio. Current evidence does not suggest a great influence of lower-limb SMA on vertical jumping performance in humans.No.Actividad Física y DeporteTerapia y Rehabilitació

Reconstruction of tree branching structures from UAV-LiDAR data

The reconstruction of tree branching structures is a longstanding problem in Computer Graphics which has been studied over several data sources, from photogrammetry point clouds to Terrestrial and Aerial Laser Imaging Detection and Ranging technology. However, most data sources present acquisition errors that make the reconstruction more challenging. Among them, the main challenge is the partial or complete occlusion of branch segments, thus leading to disconnected components whether the reconstruction is resolved using graph-based approaches. In this work, we propose a hybrid method based on radius-based search and Minimum Spanning Tree for the tree branching reconstruction by handling occlusion and disconnected branches. Furthermore, we simplify previous work evaluating the similarity between ground-truth and reconstructed skeletons. Using this approach, our method is proved to be more effective than the baseline methods, regarding reconstruction results and response time. Our method yields better results on the complete explored radii interval, though the improvement is especially significant on the Ground Sampling Distance In terms of latency, an outstanding performance is achieved in comparison with the baseline method.Junta de Andalucia 1381202-GEU PYC20-RE-005-UJAEuropean Commission Spanish Government PID2021-126339OB-I00 FPU17/01902 FPU19/0010

Energy management systems by means of computational intelligence algorithms

This work pretends to take advantage of powerful capabilities of computational intelligence to improve the actual features of modeling, prognosis, diagnosis and optimization of load demand for EMS. This work gives a potent complement to the rising new paradigms about renewable energies, distributed generation, micro-grids and smart grids in general, which are in focusing in the optimization or improving of how the energy is generated and not how the energy is used.Peer ReviewedPostprint (published version

Derecho del Trabajo e integración. Entrevista a Néstor De Buen

Los días 11 y 12 de mayo del presente año, se llevó a cabo en el Auditorium "José León Barandiarán" del Colegio de Abogados de Lima, un seminario organizado por la Sociedad Peruana del Derecho del Trabajo y de la Seguridad Social.Este evento contó con la participación de destacados laboralistas de América Latina y España, como Néstor De Buen, Osear Ermida Uriarte, Fernando Suárez González, Emilio Morgado Valenzuela y Luis Aparicio Valdez, quienes en susexposiciones trataron los aspectos laborales contenidos en los tratados de integración que se vienen ejecutando en nuestro continente -Pacto Andino, MERCO SUR, Tratado de Libre Comercio-, así como el bastante avanzado proceso de integración europeo.En esta oportunidad, sostuvimos una interesante conversación con el doctor Néstor de Buen, catedrático de Derecho del Trabajo de la Universidad Autónoma de México y Presidente de la Academia Iberoamericana de Derecho del Trabajo y de la Seguridad Social, quien, además, fue una de las personas que negoció, en representación de su país, los aspectos laborales del Tratado de Libre Comercio (TLC).La presente entrevista, realizada y editada por Juan José Cárdenas Mares, miembro de nuestra Revista, versó principalmente sobre la vinculación entre el Derecho del Trabajo y los procesos de integración que vienen llevándose a caboactualmente, específicamente en el caso del TLC suscrito entre México, Canadá y los Estados Unidos de América; además, el doctor De Buen nos ofreció sus opiniones respecto de otros temas como la flexibilización del Derecho del Trabajo.Agradecemos a los doctores Mario Paseo Cosmópolis -miembro de nuestro Comité Consultivo Nacional- y Oscar Ermida Uriarte -miembro de nuestro Comité Consultivo Internacional-, sin cuya colaboración hubiera resultado imposible la realización de esta entrevista

Monitorear el sistema de gestión para el manejo de residuos sólidos y potabilización de agua para la empresa municipal oibana de servicios públicos del municipio de Oiba, Santander

Las actividades desarrolladas durante el periodo de pasantía en la empresa municipal de servicios públicos Oibana E.S.P, estuvieron enfocadas en el cumplimiento a los objetivos establecidos en el plan de trabajo y su desarrollo como opción de grado para el programa de Ingeniería Ambiental, inicialmente se hizo el análisis de la situación actual del sistema de gestión integral de residuos sólidos, a través de un estudio diagnóstico de la generación de residuos y de la proyección establecida para los siguientes años, tomando variables como producción per cápita del municipio, dinamismo poblacional y el crecimiento de usuarios registrados, en conjunto con la vigilancia a las rutas de recolección, aseo y el barrido para la zona urbana; en consiguiente con la formulación de un proyecto alterno con la dependencia comercial para fortalecimiento del sistema de gestión y el aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos a través de la técnica de compostaje y la presentación de informes sobre resultados periódicos y de seguimiento a dicha técnica; A su vez realizando seguimiento al proceso de tratamiento de agua potable por parte de la empresa, se hace la inspección estructural de la planta, documentando detalladamente cada una de las etapas y el seguimiento y control de los parámetros establecidos por la normatividad vigente decreto 1575 y resolución 2115 de 2007, para lo cual en conjunto con el operario designado se toman las muestras de agua estableciendo periodos de mayor frecuencia para el control de las variaciones en la calidad del agua para facilitar la toma de decisiones en el fortalecimiento y adquisición de nuevos equipos de medición para dicho control.Universidad Libre Seccional Socorro -- Facultad de Ingenierías y Ciencias Agropecuarias -- Ingeniería AmbientalThe activities developed during the internship period at the municipal public services company Oibana E.S.P, were focused on meeting the objectives established in the work plan and its development as a degree option for the Environmental Engineering program, initially the analysis of the current situation of the integrated solid waste management system, through a diagnostic study of waste generation and the projection established for the following years, taking variables such as per capita production of the municipality, population dynamism and the growth of registered users, in conjunction with surveillance of collection routes, cleaning and sweeping for the urban area; consequently with the formulation of an alternative project with the commercial unit to strengthen the management system and the use of organic solid waste through the composting technique and the presentation of reports on periodic results and follow-up to said technique; In turn, monitoring the drinking water treatment process by the company, the structural inspection of the plant is carried out, documenting in detail each of the stages and the monitoring and control of the parameters established by the current regulations, decree 1575 and resolution 2115 of 2007, for which, together with the designated operator, water samples are taken, establishing more frequent periods to control variations in water quality to facilitate decision-making in the strengthening and acquisition of new equipment measurement for said control