Sistemas de Soporte de Decisiones DSS y Sistemas

Sistemas de Soporte de Decisiones (DSS) y Sistemas Inteligentes UNIVERSIDAD DE GRANADA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA DOCTORADO EN COMPUTACIÓN Y SISTEMAS INTELIGENTES “Sistemas Soporte a la Decisión: Aplicación para la Gestión de la Contaminación en la Ciudad de Santiago de Chile ” PROFESORES TUTORES DR. MIGUEL DEGADO CALVO-FLORES DR. DANIEL SANCHEZ FERNANDEZ ALUMNO SANTIAGO ZAPATA CACERES INVESTIGACION TUTELADA

REFLEXIÓN w Ackoff dijo en 1972: “Creo que está terminado una era cultural y tecnológica y empezando otra; creo que estamos en las primeras etapas de un profundo cambio en nuestra concepción del mundo, un cambio en nuestra manera de pensar acerca de él y un cambio en la tecnología que desarrollamos con el objeto de satisfacer nuestros propósitos”, esta nueva etapa Ackoff la llamo la “Era de Sistemas”. w R. L. Ackoff “Science and the Systems Age: Beyond I. E. , O. R. and M. S. ”. Operations Research, May-June 1973. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 2

TEMARIO PARTE I: CURSOS DEL DOCTORADO PARTE II: INVESTIGACION TUTELADA DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 3

PARTE I: CURSOS DEL DOCTORADO w 1. INTERNET: Búsqueda de Recursos, WEB, WEB CT n n La Recuperación de Información: Conceptos Básicos y Terminología Recursos de Información en Internet. Herramientas de Búsqueda en la Web WEB CT 2. Análisis de Datos: Introducción al “Data warehousing” y al Diseño de Experimentos en SPSS n n n Fundamentos teóricos Análisis practico y herramientas Diseño de experimentos con SPSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 4

PARTE I: CURSOS DEL DOCTORADO w 3. Comercio Electrónico. Innovación y Aplicaciones n n E-commerce: Nuevas tecnologías aplicadas al comercio Agentes Inteligentes Modelos de comercio electrónico Seguridad y Medios de Pago 4. Aprendizaje Automático: Web Mining y aplicaciones a e-business n n n n Conceptos básicos en Aprendizaje Automático Técnicas Estadísticas de Clasificación Aprendizaje Basado en Instancias Arboles de Clasificacion Aprendizaje de Conjunto de Reglas Aprendizaje de Redes Bayesianas Técnicas de ajuste DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 5

PARTE I: CURSOS DEL DOCTORADO w 5. n n n Redes Neuronales y Sistemas Neurodifusos Análisis y Diseño Avanzado de RNA. Hibridación. Sistemas Neurodifusos Aplicaciones 6. Incertidumbre en Bases de Datos n n n Representación de la Información imprecisa e incierta en bases de datos. Extracción de conocimiento en bases de datos mediante técnicas de computación flexible. Aplicaciones en informática médica. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 6

PARTE I: CURSOS DEL DOCTORADO w 7. Programación Avanzada: Java y w computación flexible con MATLAB n n Gramática y elementos básicos de Java. Sintaxis, tipos, variables, operadores, construcción de clases, instanciación, tratamiento de excepciones, uso de clases fundamentales. Diseño de la interfaz de usuario. AWT y Swing. Estructura de componentes, descripción y uso de las clases más importantes, gestión de eventos. Programación con Mat. Lab. Aplicaciones. Computación Flexible con Mat. Lab DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 7

PARTE II INVESTIGACION TUTELADA DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 8

Sistemas de Apoyo a las Decisiones (DSS) CAPITULO 1: ESTADO DEL ARTE DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 9

Que necesitan quienes toman Decisiones Conocimiento Información Datos DW Gerentes Directorio, Adm. Fin, Comercial, mandos medios Sistema de análisis Sistema de producción Adm. operaciones Analistas Fin. , O&M, Marketing Captura de datos OLTP, POS, ATMs, etc, . . . DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 10

Que necesitan quienes toman Decisiones Conocimiento Información “Cuál será el volumen de ventas de pólizas XYZ del próximo mes? ” Venta de pólizas XYZ del mes Datos DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM póliza XYZ de $ 11

SOLUCIONES Knowledge Discovery Data (KDD) y Decision Support Systems (DSS) DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 12

Proceso de Descubrimiento del Conocimento en Bases de Datos Dominio Específico Recoleción de información Evaluación, Interpretación de patrones Selección Datos Minería de Datos Patrones Encontrados Conocimiento Conjunto de Datos Preparación de Datos Transformación de Datos Información formateada y estructurada Datos limpios Preparados Aplicaciones del Conocimiento DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 13

Sistemas de Soporte de Decisiones (Decision Support Systems DSS) w Def. 1, Scott Morton , 1970: “Sistemas interactivos basados en computadores que ayudan a quienes toman decisiones en la utilización de datos y modelos para resolver problemas no estructurados”. w Def. 2, Keen y Scott, 1978: “Los DSS acoplan los recursos intelectuales de los individuos con las capacidades de las computadoras para mejorar la calidad de las decisiones de quienes se enfrentan a problemas semiestructurados” DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 14

Decision Support Systems DSS Visión de un DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 15

Executive Information Systems EIS Visión de un EIS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 16

. Sistemas de Soporte de Decisiones Grupales ( Group DSS GDSS) Base de Datos Software de GDSS Base de Modelos Procesador (hardware) Facilitador Interfase con el usuario Operador Pantalla Pública Participantes DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 17

Sistemas de Información Geográficos (GIS) Es un sistema computacional para la captura, almacén, verificación, integración, manipulación, y despliegue de datos usando mapas digitalizados. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 18

Sistemas basados en IA Sistemas Experto Experticia Usuarios Recomendaciones Consultas Sistema Experto DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 19

Arquitectura de un DSS Componentes básicos de un D. S. S. Base de Modelos Base de Datos SABD SAM SAD Software Decisor go a i nt a S Orientados a los Lan C datos hile $ 1. 567, 00 Orientados a los modelos Orientados a la presentación DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 20

. Arquitectura de un DSS SAM – Administración de Modelosy Modelo de programación lineal 4 x + 2 y = 40 3 x + 4 y = 48 Maximiza Z = $8 x + $7 y Sujeto a 4 x + 2 y = 40 3 x + 4 y = 48 x SAD – Estilos de presentación 8 x + 7 y = Z max. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 21

Sistemas de Apoyo a las Decisiones (DSS) CAPITULO 2: APLICACIONES 2. 1. MEDIO AMBIENTE 2. 2. PLANIFICACION TERRITORIAL DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 22

2. 1. Air. Ware (DSS for Urban Air Quality Assesment and Management) DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 23

2. 2. DSS para la Produccion Ganadera de la Provincia de Rio Negro, Argentina DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 24

Sistemas de Apoyo a las Decisiones (DSS) CAPITULO 3: SITUACION ACTUAL CONTAMINACION EN LA CIUDAD DE SANTIAGO LIMPIO SANTIAGO CONTAMINADO DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 25

Red MACAM Lo Barnechea Pudahuel Santiago (Interior Parque O’higgins) Cerrillos DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM CO : Monóxido de Carbono. SO 2 : Dióxido de Azufre. NO : Óxido de Nitrógeno. MP 10 : Material Particulado. 26

Red MACAM –Red de Monitoreo Automático de Calidad de Aire y Meteorología. –Puesto en marcha en 1988 con 5 estaciones de medición. –Hoy en día consta con alrededor de 10 estaciones de medición. –Las estaciones están conectadas en forma remota con el SESMA y CONAMA. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 27

Gestión actual de la contaminación Red MACAM Datos día X Modelo Cassmassi Datos Posibles Decisión Alerta Día X + 1 DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 28

Modelo Predictivo de J. Cassmassi w El SESMA oficializó la primera aplicación de un modelo de pronóstico de calidad de aire en la ciudad de Santiago a partir de julio de 1998. w En al año 1999 CONAMA encargó un estudio para mejorar la metodología de pronóstico de calidad de aire en la Región Metropolitana, el resultado fue el modelo Cassmassi. w Este modelo fue desarrollado a partir de información de calidad de aire medida por la red MACAM-2 y de la información meteorológica de altura de la zona central del país. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 29

Modelo Predictivo de J. Cassmassi (cont. ) Técnicas estadísticas de regresión múltiple - Relaciona variables predictivas y a predecir - La predicción requiere de : - variables meteorológicas observadas - índices de condiciones meteorológicas observadas y pronosticadas - concentraciones de contaminantes observadas - índices de variaciones esperadas de emisiones Entrega el valor máximo de material particulado respirable PM 10 para el día siguiente DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 30

Modelo Predictivo de J. Cassmassi (cont. ) w Índices de Contaminación DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 31

Modelo Predictivo de J. Cassmassi (cont. ) Fallas del modelo: - baja confiabilidad - nula actualización - reduccionista - decisiones - costos errores DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 32

Propuesta DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 33

WEKA n. WEKA –Significa: Waikato Environment for Knowledge Analysis. –Fue desarrollado en la Universidad de Waikato, Nueva Zelanda en lenguaje JAVA y es de distribución gratuita. –Implementa algoritmos de DATAMINING para procesar los datos. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 34

WEKA Visualización de los datos Imágenes Software WEKA Ventana con los algoritmos DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM Ventana cuando se ejecuta por primera vez 35

PROTOTIPO w Visualización Ejecutar DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 36

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 37

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 38

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 39

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 40

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 41

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 42

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 43

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 44

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 45

Prototipo DSS DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 46

CONCLUSIONES w Contaminación afecta salud, ecosistema, economía w Gran parte es generada por PM 10 w Ubicación geográfica cuenca de Santiago w Red MACAM w Modelo Cassmassi DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 47

CONCLUSIONES w Polinomio matematico w Errores w Soluciones alternativas w Aporte de los DSS w Minería de Datos w Mejores decisiones DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 48

Bibliografia Turban Efraim and Jay E. Aronson, Decision Support Systems and Intelligent Systems , Fifth Edition, John Wiley and Sons, 1999. George Marakas, Decision Support Systems in the 21° Ceentury, Ed. Mc. Graw Hill, 2000. DOCTORADO EN COMPUTACION Y SISTEMAS INTELIGENTES UNIVERSIDA DE GRANADA UTEM 49