Proyecto CICyT TAP99-0747 (1999-2002)

METODOLOGÍAS HÍBRIDAS PARA EL ANÂLISIS DE FALLOS EN SISTEMAS DINÂMICOS COMPLEJOS

Duración: del 1 de enero de 1999 al 31 de diciembre de 2002
INVESTIGADOR RESPONSABLE: Ángela Nebot Castells
PALABRAS CLAVE:
Sistemas dinámicos complejos; análisis y predicción de series temporales; razonamiento inductivo borroso; redes neuronales heterogéneas; redes neuronales delta; monitorización de fallos; red de distribución de agua;
RESUMEN:
Partiendo de la experiencia del grupo en Razonamiento Inductivo borroso (FIR), Anñalisis de Reconstrucción (RA), Redes Neuronales Heterogéneas (RNH) y Redes Neuronales Delta (RND), el proyecto tiene por objetivo realizar un estudio comparativo de dichas metodologías de modelización y previsión, detectar los puntos fuertes de cada una e integrarlos en una metodología híbrida para el análisis de fallos y su posible predicción. Los resultados se experimentarán sobre "benchmarks", maquetas de laboratorio y finalmente se aplicarán al modelo de una red de distribución de agua.
PARTICIPANTES:
Investigadores de las siguientes instituciones:
  • Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos (UPC)
  • Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (UPC)
  • Departamento de Estadística e Investigación Operativa (UPC)
  • Instituto de Robótica e Informática Industrial (UPC)
  • Department of Information Technology (National Research Council of Canada)
  • Department of Electrical and Computer Engineering (University of Arizona)
PUBLICACIONES:
  • En Revistas
  • Valdés, J.J., Ll. Belanche and R. Alquézar (2000), "Fuzzy Heterogeneous Neurons 
    for Imprecise Classification Problems", International Journal of Intelligent 
    Systems,Vol. 15, No. 3, March 2000, pp. 265-276, ISSN 0884-8173. 
    
    Belanche, Ll., J.J. Valdés, J. Comas, I. Roda and M. Poch (2000), "Prediction of 
    the bulking phenomenon in Wastewater Treatment Plants", Artificial Intelligence 
    in Engineering,Vol. 14, pp. 307-317, ISSN 0954-1810.
    
    [Mirats, J.M., F.E., Cellier, R.H., Huber, S.J., Qin, 2000], "On the selection 
    of variables for Qualitative Modelling of Dynamical Systems", International 
    Journal of General Systems,Vol. 31, n¦5, October 2002; pp.435-467.
    
    [Mirats, J.M., F.E., Cellier, R.H., Huber, 2000], "Variable selection procedures 
    and efficient suboptimal mask search algorithms in Fuzzy Inductive Reasoning", 
    International Journal of General Systems, Vol.31, n¦5, October 2002; pp. 
    469-498.
    
    Velázquez-Lerma, S.A. y R. Alquézar (2001), "Solving Partially Observable Markov 
    Decision Processes by Optimization Neural Networks", International Journal of 
    Knowledge-Based Intelligent Engineering Systems, 5(3):163-170.	
    
    Selva, A., T. Mijares, R. Solans, M. Labrador, E. Romero, J.M. Sopena and M. 
    Vilardell (2002), "The Neural Network as a Predictor of Cancer in Patients with 
    Inflamatory Myopathies", Arthritis and Rheumatism, 46 (9), 2547-2548.
    
    P. Gómez, A. Nebot, S. Ribeiro, R. Alquézar, F. Mugica  and F. Wotawa (2003), 
    "Local maximum ozone concentration prediction using soft computing 
    methodologies", Systems Analysis - Modelling - Simulation, pendiente de 
    publicación.	
    
    Romero, E., L. Màrquez and X. Carreras (2003), "Margin Maximization with 
    Feed-forward Neural Networks: A Comparative Study with Support Vector Machines 
    and AdaBoost", Neurocomputing, en proceso de revisión.
    
    Romero E. Y R. Alquézar (2003), "Function Approximation: A General Sequential 
    Method and a Particular Algorithm with Feed-forward Neural Networks", Connection 
    Science, en proceso de revisión.
    
    A. Nebot, F. Mugica, F.E. Cellier, M. Vallverdú (2003), "Modeling and Simulation 
    of the Central Nervous System Control with Generic Fuzzy Models", Simulation, 
    aceptado para su publicación. 
    
  • Capítulos de libro
  • Belanche, Ll., Valdés, J.J. (1999). Fuzzy Inputs and Missing Data in 
    Similarity-Based Heterogeneous Neural Networks. Engineering Applications of 
    Bio-Inspired Artificial Neural Networks. Mira, Sánchez-Andrés (Eds.) Lecture 
    Notes in Computer Science LNCS-1607, pp.863-873. Springer-Verlag.
    
    Mugica, F., C. Gómez and A. Nebot (2000), "CARFIR: A new methodology for the 
    automatic construction of rules in Fuzzy Inductive Reasoning", Advances in 
    Computer Cybernetics, Volume III, Editor G.E. Lasker,  pp. 32-42, ISBN 
    0-921836-98-8.
    
    Nebot, A., F. Mugica and C. Gómez (2000), "Systems' prediction using CARFIR 
    methodology", Advances in Computer Cybernetics, Volume III, Editor G.E. Lasker, 
    pp. 43-52, ISBN 0-921836-98-8.
    
    Negri, S., Belanche, Ll. (2001). Heterogeneous Kohonen Networks. Connectionist 
    Models of Neurons, Learning Processes and Artificial Intelligence. Mira, Prieto 
    (Eds.) Lecture Notes in Computer Science LNCS 2084, pp. 243-252. 
    Springer-Verlag. 
    
    Molina, L.C., Ll. Belanche and A. Nebot (2002), "Evaluating Feature Selecction 
    Algorithms", Lecture Notes in Artificial Intelligence.,M.T. Escrig, F. Toledo, 
    E. Golobardes Eds., Springer, pp.216-227, ISBN 3-540-00011-9.
    
    Ribeiro, S. and R. Alquézar (2002), "Incremental Construction of LSTM Recurrent 
    Neural Network", Reconocimiento de Patrones, Avances y Perspectivas, J.L. Díaz 
    de León y C. Yáñez Eds., IPN México, pp. 171-184, ISBN 970189476-6.
    
    Belanche, Ll. (2002). Evolutionary Optimization of Heterogeneous Problems. En 
    Parallel Problem Solving from Nature. Merelo, Adamidis, Beyer, Fernßndez, 
    Schwefel (Eds.) Lecture Notes in Computer Science LNCS-2439, pp. 475-484. 
    Springer-Verlag. ISBN: 3-540-66069-0.
    
  • En Congresos
  • Escobet, A., R. Huber, A. Nebot, F.E. Cellier (2000), "Enhanced Equal Frequency 
    Partition Method for the Identification of a Water Demand System", Proceedings 
    of the AI, Simulation and Planning Conference (AIS'00), Tucson, Arizona, 6-8 
    marzo 2000, pp. 209-215.
    
    Mirats, J.M. and R. Verde (2000), "Subsystem identification within a complex 
    system", Proceedings of the 14th European Simulation Multiconference (ESM'00), 
    Ghent, Belgium, May 23-26, pp. 773-777, ISBN 1-56555-204-0. 
    
    Belanche, Ll. (2000), "Heterogeneous Neuron Models based on Similarity", 
    Proceedings of the 17th  National Conference on Artificial Intelligence 
    (AAAI'00),  California, USA, July 30 - August 3, pp. 1063, ISBN 0-262-51112-6.
    
    Belanche, Ll. (2000), "Similarity-based Heterogeneous Neuron Models", 
    Proceedings of the 14th  European Conference on Artificial Intelligence 
    (ECAI'00), Berlin, Germany, August 20-25, pp. 271-274, ISBN 1-58603-013-2.
    
    Valdés, J.J., L.C. Molina and S. Espinosa (2000), "Behavior analysis of fractal 
    features for texture description in digital images: an experimental study", 
    Proceedings of the 15th International Conference on Pattern Recognition 
    (ICPR'00), Barcelona, Spain, September 3-7, pp. 917-920, ISBN 0-7695-0750-6.
    
    Mijares, T., A. Selva, E. Romero, J. M. Sopena, R. Solans, M. Labrador, J. A. 
    Bosch y M. Vilardell (2001), "Predicción de neoplasia y muerte en pacientes con 
    miopatía inflamatoria idiopática mediante redes neuronales", Proceedings of the 
    9è Congrés Català-Balear de Medicina Interna, 30 mayo 2001-1 junio 2001, 
    Barcelona, Spain.
    
    Negri, S. and Ll. Belanche (2001), "Heterogeneous Kohonen Networks", Proceedings 
    of the 6th International work-conference on Artificial and Natural Neural 
    Networks (IWANN'01), Granada, Spain, 13-15 de junio 2001, pp. 243-252, ISBN 
    3-540-42235-8.
    
    Ribeiro, S. y R. Alquézar (2001), "A comparative study on a signal forecasting 
    task aplying long short-term memory (LSTM) recurrent neural networks", 
    Proceedings del VI Simposio Iberoamericano de Reconocimiento de Patrones 
    (SIARP'01), Florianopolis, Brasil, 11-13 de octubre 2001, pp. 113-119.
    
    Gómez, P., A. Nebot, F. Mugica y F. Wotawa (2001), "Fuzzy Inductive Reasoning 
    for the Prediction of Maximum Ozone Concentration", Proceedings of the 13th 
    European Simulation Symposium (ESS'01), Marseille, France, 18-20 de octubre 
    2001, pp. 535-542, ISBN 90-77039-02-3.
    
    Molina, L.C., L. A. Belanche y A. Nebot (2001), "Caracterización de Algoritmos 
    de Selección de Variables", Proceedings del 4t. Congrés Català d'Intel.ligència 
    Artificial (CCIA'01), Barcelona, Spain, 22-24 de octubre 2001, pp.16-23.
    
    Nebot, A., F. Mugica y P. Gómez (2001), "Long term prediction of maximum ozone 
    concentration using fuzzy inductive reasoning", Proceedings of the European 
    Symposium on Intelligent Technologies, Hybrid Systems and their implementation 
    on Smart Adaptive Systems (EUNITE'01), Tenerife, Spain, 13-15 de diciembre 2001, 
    aceptado para su publicación.
    
    Molina, L.C. y S. Ribeiro (2001), "Obteniendo Novillos de Gran Peso usando 
    Técnicas de Data Mining", Proceedings de la IX Conferencia de la Asociación 
    Española para Inteligencia Artificial (CAEPIA'01), Gijón, Spain, noviembre 2001, 
    pp. 303-312.
    
    Molina, L.C. y S. Ribeiro (2001), "Descubriendo Conocimiento para ek 
    Mejoramiento Genético Bovino usando Técnicas de Data Mining", Proceedings del 
    4t. Congrés Català d'Intel.ligència Artificial (CCIA'01), Barcelona, Spain, 
    22-24 de octubre 2001, pp.123-130.
    
    Molina, L.C., Ll. Belanche and A. Nebot (2002), "Evaluación de Algoritmos de 
    Selección de Atributos", Actas del 5to. Congreso Catalan de Inteligencia 
    Artificial (CCIA'02), Castellón, Spain, 24-25 octubre, pp. 251-258.
    
    Molina, L.C., Ll. Belanche and A. Nebot (2002), "Feature Selection Algorithms: A 
    survey and experimental evaluation", Proceedings of the IEEE International 
    Conference on Data Mining (ICDM'02),  Japan, 9-12 december, pp.306-313.
    
    A. Nebot and F. Mugica (2002), "Modeling and Design of Controllers using Fuzzy 
    Inductive Reasoning: A review", Preceedings of the 4th International Conference 
    on Control, Virtual Instrumentation and Digital Systems (CICINDI'02), Pachuca, 
    Mexico, 26-30 august, 15 pag.
    
    Gomez, P., A. Nebot and F. Mugica (2002), "Automatic construction of fuzzy rules 
    for modelling and prediction of the central nervous system", Proceedings of the 
    Workshop de mineria de datos y aprendizaje automßtico en el marco de la 8th 
    Iberoamerican Conference on Artificial Intelligence (Iberamia'02), Sevilla, 
    Spain, 12-15 november, 23-32.
    
    Belanche, Ll. (2002) "Evolutionary Optimization of Heterogeneuos Problems", 
    Proc. of 7th International Conference of Parallel Problem Solving from Nature 
    (PPSN VII). LNCS 2439. J.J. Merelo G., P. Adamidis, H-G. Beyer, J.L. 
    Fernßndez-Villaca±as M., H-P. Schwefel (eds.), ISBN 3-540-44139-5, ISSN 
    0302-9743, pp. 475-484,  Granada, Spain, Springer, September 7-11, 2002.
    
    Molina, L. C., S. Oliveire and Ll. Belanche (2002), "Characterizing Geological 
    Behaviour based in Knowledge Acquisition", Proc. of the 1st Joint International 
    Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 3rd International 
    Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS'02), Session: Intelligent 
    Systems in Petroleum Industry, Tsukuba, pp. 23B4-1, Japan, Oct.
    
    Romero, E. and R. Alquézar (2002), "Maximizing the margin with feed-forward 
    neural networks", INNS-IEEE International Joint Conference on Neural Networks,  
    (IJCNN-2002),  pp. 743-748, Honolulu, Hawaii  (Estados Unidos). 
    
    Romero, E. and R. Alquézar (2002), "A new incremental method for function 
    approximation using feed-forward neural networks", Procee. INNS-IEEE 
    International Joint Conference on Neural Networks  (IJCNN-2002), pp. 1968-1973, 
    Honolulu, Hawaii  (Estados Unidos). 
    
    Orozco, J. (2002), "Predicción de Ozono mediante Redes Neuronales Heterogéneas", 
    Proceedings of the Workshop de mineria de datos y aprendizaje automático en el 
    marco de la 8th Iberoamerican Conference on Artificial Intelligence 
    (Iberamia'02), Sevilla, Spain, 12-15 november, 23-32.
    
    Ribeiro, S. y R. Alquézar (2002), "Local maximum ozone concentration prediction 
    using LSTM recurrent neural networks", Proceedings 3rd Int. NAISO Symposium on 
    Engineering of Intelligent Systems (EIS'2002), Málaga, España, 24-27 de 
    Septiembre 2002, 100030-04-SR-091.
    
  • Reportes de Investigación
  • 
    Romero, E., J.M. Sopena, R. Alquézar and J.L. Moliner (2000), "Neural networks 
    with periodic and monotonic activation functions: a comparative study in 
    classification problems", Reporte técnico del Departamento de Lenguajes y 
    Sistemas Informáticos; LSI-00-12-R (UPC).
    
    Romero, E. (2000), "Function Approximation in Hilbert Spaces: A General 
    Sequential Method and a Particular Implementation with Neural Network", Reporte 
    técnico del Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos; LSI-00-13-R 
    (UPC).
    
    Belanche, Ll. (2000), "A Theory for Heterogeneous Neuron Models based on 
    Similarity", Reporte técnico del Departamento de Lenguajes y Sistemas 
    Informáticos; LSI-00-06-R (UPC).  
    
    Molina, L.C. y J.J. Valdés (2001), "Characterizing Fractal Features for Texture 
    Description in Digital Images: an Experimental Study", Reporte de investigación 
    del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos LSI-01-15-R (UPC).
    
    Escobet A. y A. Nebot (2001), "Detecció i identificació de falles en una xarxa 
    de distribució d'aigües", Reporte de investigación del departamento de Lenguajes 
    y Sistemas Informáticos LSI-01-20-R (UPC).
    
    Romero, E. (2001), "Maximizing the margin with feed-forward neural networks", 
    Reporte de investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos 
    LSI-01-34-R (UPC).
    
    Gómez, P.; A. Nebot y F. Mugica (2001), "Predicción a largo plazo de la 
    concentración de ozono usando la metodología de Razonamiento Inductivo Difuso", 
    Reporte de investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos 
    LSI-01-40-R (UPC).
    
    Romero, E. (2001), "Function Approximation with SAOCIF: A General Sequential 
    Method and a Particular Algorithm with Feed-forward Neural Networks", Reporte de 
    investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos LSI-01-41-R 
    (UPC).
    
    Quartier, B. y Belanche (2001), "Algorithmes d'entraînement local de 
    RBF", Reporte de investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas 
    Informáticos LSI-01-42-R (UPC).
    
    Gómez, P.; A. Nebot y F. Mugica (2002), "Aplicación de algoritmos de clustering 
    desarrollados en el entorno FIR a la predicción de la concentración de ozono", 
    Reporte de investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos 
    LSI-02-46-R (UPC).
    
    Gómez, P.; A. Nebot y F. Mugica (2002), "Automatic construction of fuzzy rules 
    for modelling and prediction of the central nervous system", Reporte de 
    investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos LSI-02-50-R 
    (UPC).
    
    Molina, L.C.; Ll. Belanche y A. Nebot (2002), "Feature Selection Algorithms: A 
    Survey and Experimental Evaluation", Reporte de investigación del departamento 
    de Lenguajes y Sistemas Informáticos LSI-02-62-R (UPC).
    
    Acosta, J.; A. Nebot y R, Alquézar (2002), "Estudio del modelado de ozono en la 
    ciudad de México", Report de treball del departament d'Enginyeria de Sistemes, 
    Automàtica i Informàtica Industrial ESAII-RT-02-04 (UPC).
    
    Molina, L.C.; Ll. Belanche y A. Nebot (2002), "Contribuciones a la evaluación de 
    algoritmos de selección de atributos para problemas de aprendizaje inductivo", 
    Reporte de investigación del departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos 
    LSI-02-05-T (UPC).
    
  • Tesis doctorales finalizadas
  • Mirats, J.M. (2001), "Qualitative Modelling of Complex Systems by Means of Fuzzy 
    Inductive Reasoning", Tesis Doctoral, Universitat Politècnica de Catalunya, 
    Noviembre de 2001.
    
    Belanche, Ll. (2000), "Heterogeneous Neural Networks: Theory and Applications", 
    Tesis Doctoral, Universitat Politècnica de Catalunya, Junio de 2000.