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Browsing by Author "Ávila Angulo, Miguel Antonio"

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  • Deteccion de Valores Extremos e Imputación de Valores Faltantes para la Calidad de Agua en Series de Tiempo de Absorbancia UV-VIS

    Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas

    Revista: Ingeniería

    Autores: Plazas-Nossa, Leonardo; Ávila Angulo, Miguel Antonio; Torres, Andres

    Fecha de publicación en la Revista: 2017-01-30

    Fecha de cosecha en Ciencia Nacional: 2024-08-21

    Contexto: El registro de la absorbancia UV-Vis mediante captores ópticos en línea para la detección de la calidad del agua, en donde se pueden presentar valores atípicos o valores faltantes. Por lo tanto, el pre-procesamiento para corregir dichas anomalías es necesario para un mejor análisis de los datos de monitoreo. El objetivo de este estudio es proponer un método para detectar e imputar valores extremos  como también completar valores faltantes en series de tiempo.Método: La detección de valores atípicos utiliza el procedimiento de enventaneo y la aplicación de la Transformada Discreta de Fourier (DFT –Discrete Fourier Transform) y la inversa de la Transformada Rápida de Fourier (IFFT–Inverse of Fast Fourier Transform) para completar las series de tiempo. Estas herramientas fueron utilizadas para un caso de estudio compuesto por tres sitios en Colombia (i) PTAR-Salitre (Planta de Tratamiento de Aguas Residuales) Bogotá D.C., afluente; (ii) Estación´ Elevadora de Gibraltar Bogotá D.C.; y (iii) PTAR-San Fernando, área metropolitana de Medellín, afluente) analizados mediante espectros UV-Vis (Ultravioleta y Visible).Resultados: La detección de valores atípicos con el método propuesto obtiene resultados prometedores cuando los valores de los parámetros de la ventana son pequeños y auto-similares, esto  a pesar de que las tres series de tiempo utilizadas presentan diferentes tamaños y comportamientos. Para validar la metodología propuesta, sub-conjuntos continuos (una sección) de las series de tiempo de absorbancia sin valores ausentes o atípicos, fueron removidos de las series original obteniéndose  tasas de error de 12 % en promedio para todos los tres sitios de estudio.Conclusiones: La aplicación de la DFT y la IIFT, utilizando el 10 % de los harmónicos más importantes de los valores útiles es crucial para su posterior uso en diferentes aplicaciones, específicamente para series de tiempo de calidad y cantidad de agua en sistema de saneamiento urbano. Una posible aplicación podría ser la comparación de los efectos de clima seco respecto a temporadas de lluvia, mediante la detección de valores que corresponden a comportamiento inusual  en una serie de tiempo. Además, los resultados indican potencial aplicación  futura en la corrección de otras series de tiempo hidrológicas.
  • Estimación del exponente de HURST y dimensión fractal para el análisis de series de tiempo de absorbancia UV-VIS

    Institución: Universidad Militar Nueva Granada

    Revista: Ciencia e Ingeniería Neogranadina

    Autores: Plazas Nossa, Leonardo; Ávila Angulo, Miguel Antonio; Moncada Méndez, Germán

    Fecha de publicación en la Revista: 2014-12-01

    Fecha de cosecha en Ciencia Nacional: 2024-04-30

    El objetivo de este trabajo es estimar el exponente o parámetro de Hurst y la dimensión fractal para el análisis de series de tiempo de espectrometría UV-Vis, utilizando el análisis de componentes principales PCA (Principal Component Analysis). El análisis se realiza para comprender si las series de tiempo de absorbancia UV-Vis son persistentes, anti-persistentes, determinísticas o si son ruido blanco.  Se utilizaron tres diferentes series de tiempo de absorbancia UV-Vis para tres diferentes sitios de estudio: (i) Planta de tratamiento de aguas residuales Salitre (PTAR) en Bogotá; (ii) Estación elevadora de Gibraltar en Bogotá (EEG); y (iii) Planta de tratamiento de aguas residuales San Fernando (PTAR) en Itagüí (sur de Medellín). Cada una de las series de tiempo tiene igual número de muestras (5705). Se redujo la dimensionalidad de los espectros de absorbancia, dada su alta correlación, con PCA y se utilizó para cada sitio de estudio la primera componente principal. Esta componente principal explicó entre el 82% al 94% de la variabilidad para los tres sitios de estudio. Se determinaron los exponentes de Hurst: (i) 0.8 para PTAR Salitre; (ii) 0.85 para EEG; y (iii) 0.89 para PTAR San Fernando. A partir de los valores de los exponentes de Hurst se determinan las dimensiones fractales para las tres series de tiempo de absorbancia UV-Vis en los tres sitios de estudio y se obtiene en promedio una dimensión fractal de 1153. Las tres series de tiempo de absorbancia UV-Vis son persistentes y con alta auto-similitud, dado que el exponente de Hurst es mayor a 0.5.
  • Estimación Espectral de Series de Tiempo de Absorbancia Uv-Vis para el Monitoreo de Calidad de Aguas

    Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas

    Revista: Ingeniería

    Autores: Plazas-Nossa, Leonardo; Ávila Angulo, Miguel Antonio; Torres, Andres

    Fecha de publicación en la Revista: 2017-05-05

    Fecha de cosecha en Ciencia Nacional: 2024-08-21

    Contexto: las señales registradas como de series de tiempo por sensores de espectrometría UV-Vis en diferen-tes instalaciones de saneamiento urbano, pueden ser no estacionarias, lo cual complica el análisis del monito-reo de la calidad del agua. Este trabajo propone realizar la estimación espectral aplicando la transformación de Box-Cox y la diferenciación con el fin de obtener series de tiempo estacionarias en sentido amplio y reducir su dimensionalidad con base en el análisis de componentes principales (PCA, por sus siglas en inglés).Método: la metodología se aplica a series de tiempo de absorbancia UV-Vis para tres sitios de estudio en Co-lombia: (i) Planta para el tratamiento de agua residual (PTAR) El-Salitre (Bogotá); (ii) Estación de Bombeo Gi-braltar (EBG) (Bogotá); y (iii) Planta para el tratamiento de agua residual (PTAR) San-Fernando (Itagüí). Las series de tiempo de absorbancia UV-Vis se registran con igual tamaño de 5705 muestras. Se realiza la estimación de la densidad espectral mediante el promedio de periodogramas modificados con ventana rectangular con un traslape del 50%, utilizando en el procedimiento DFT (Discrete Fourier Transform) e IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) con los veinte armónicos más relevantes.Resultados: al reducir la dimensionalidad de las series de tiempo de absorbancia con PCA, se obtienen para cada sitio de estudio seis, ocho y siete componentes principales respectivamente, explicando en conjunto más del 97% de la variabilidad. Para los tres sitios de estudio, se obtuvieron valores de diferencias inferiores al 30% para el rango UV, mientras que para el rango visible se obtiene máximas diferencias de: (i) 35% para El-Salitre; (ii) 61% para EBG; y (iii) 75% para San-Fernando.Conclusiones: con la transformación de Box-Cox y el proceso de diferenciación aplicado a tres series de tiempo de absorbancia UV-Vis para los sitios propuestos de estudio, se logra reducir la varianza y se elimina la tenden-cia de las series de tiempo. Se recomienda realizar un pre-procesamiento de las series de tiempo de absorban-cia UV-Vis para detectar y remover los valores extremos y posteriormente aplicar el proceso propuesto para la estimación espectral.Idioma: Español 
  • Aproximación de la calidad de voz y cobertura en una red GSM de emergencia

    Institución: Universidad Militar Nueva Granada

    Revista: Ciencia e Ingeniería Neogranadina

    Autores: Gaona García, Elvis Eduardo; Ávila Angulo, Miguel Antonio; Muskus Rincón, Elkin Gabriel

    Fecha de publicación en la Revista: 2014-12-01

    Fecha de cosecha en Ciencia Nacional: 2024-04-30

    En este documento se muestran los resultados obtenidos al medir los parámetros de calidad de voz en una solución propuesta de telecomunicaciones para la atención de desastres en situaciones de emergencia, haciendo uso de software libre para interconectar llamadas, protocolos de comunicaciones empleados en las redes GSM (Global System Mobile) en la banda DCS-1800 (Digital Cellular Service - 1800MHz), que facilita el uso de cualquier terminal móvil comercial, utilizando un USRP (Universal Software Radio Peripheral) en conjunto con sistema de telefonía IP basado en Asterisk. El USRP se encarga de emular la operación de una BTS (Base Transceiver Station) al ejecutar las funciones de un PBX (Private Branch Exchange), permitiendo la coordinación de las entidades responsables de responder y atender este tipo de emergencias. Las mediciones del desempeño de la red se realizaron a partir de tres parámetros probabilísticos: GoS (Grade of service), DCR (Dropped Call Rate) y MOS (Mean Opinion Score). Con el uso de 8 terminales y escogiendo un GoS del 2% se generó un tráfico de hasta 3,6 Erlang. Esta medición se realizó empleando modelos probabilísticos de Erlang B. Se realiza el comparativo de la cobertura de la red aplicando el modelo Okumura-Hata sin el uso de amplificadores.
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