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A Constraint programming approach for the preference tourist trip design problem
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-03) Riff Carrasco, Stephanie Karime; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
En la actualidad, los turistas buscan optimizar su tiempo a la hora de planificar un viaje a otro país para conocer atracciones y lugares que concuerden con sus gustos y preferencias. Entre estas preferencias, se encuentra el turismo lento o pausado, que implica considerar lugares cercanos, menos populares y con una idea de turismo consciente y con más holgura de tiempo. La programación lineal se ha utilizado en algunos estudios para resolver problemas de optimización de rutas turísticas, pero su uso es limitado debido a la complejidad de las restricciones en estos problemas. En contraste, la programación con restricciones puede manejar restricciones complejas de manera más natural, lo que permite una mejor modelización de las restricciones y una solución más eficiente del problema. En esta tesis, se aborda esta problemática mediante la utilización de técnicas de programación con restricciones para la optimización de rutas turísticas. La programación con restricciones se ha demostrado como una técnica efectiva para resolver problemas de optimización de rutas turísticas debido a su capacidad para modelar de manera natural restricciones complejas y conflictos en las soluciones. Los resultados obtenidos en esta tesis demuestran que la programación con restricciones mediante técnicas completas proporciona mejores resultados en comparación con la programación lineal. En particular, la técnica propuesta alcanzó la solución óptima para el 70% de las instancias probadas, superando los resultados obtenidos por estudios del estado del arte y destacándose su eficiencia en tiempo de ejecución. En resumen, se concluye que la programación con restricciones es una técnica más efectiva y eficiente que la programación lineal en la optimización de rutas turísticas debido a su capacidad para modelar de manera natural restricciones complejas y conflictos en las soluciones.
Ambiente grafico para mallas curriculares balanceadas
(2023-11) Olivares Fidalgo, Javier Ignacio; Hoffmann Nagel, Hubert; Hoffmann Nagel, Hubert; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
Análisis, diseño y desarrollo de un prototipo de un módulo de gestión de memorandos para la intranet del departamento de informática de la UTFSM
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-08) Bombín Sanhueza, Maximiliano José; Hevia Rodríguez, Luis; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
Actualmente, muchas organizaciones están digitalizando sus procesos y avanzando en su transformación digital. El Departamento de Informática (DI) de la UTFSM no es una excepción. Cuenta con un portal web, la Intranet, para ayudar a sus empleados a realizar sus tareas administrativas. El DI busca activamente áreas que se beneficiarían de la digitalización. Un proceso aún no digitalizado es el uso y la gestión de Memorandos, un proceso que, al analizarse, reveló oportunidades de mejora, muchas de las cuales fueron solicitadas por los propios miembros del DI. Estas oportunidades de mejora inspiran esta tesis. Corresponde a la oferta de un Sistema de Gestión de Memorandos Digital que facilita la creación, el envío, el almacenamiento, la autorización y la recuperación de Memorandos. El sistema se propone como un módulo especializado de la Intranet, digitalizando y centralizando la gestión en este portal web. El objetivo principal es facilitar el proceso para los colaboradores del DI, con el usuario como el centro y guía del desarrollo, facilitando su trabajo y contribuyendo a la gestión del DI. Esta tesis comienza con la investigación del contexto, luego presenta la solución propuesta, describiendo el diseño, los requisitos y los componentes; a continuación, detalla las funcionalidades de la solución. Finalmente, se ofrecen las conclusiones de la experiencia.
Aplicación móvil de mapa universitario, enfocado en accesibilidad, flexibilidad y eficiencia
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-09) Carrillo Naranjo, Esteban Alonso; Lezana Illesca, Pablo Andres; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
La infraestructura de Campus Casa Central Valparaíso de la Universidad Técnica Federico Santa María es compleja y extensa, lo que dificulta el traslado en sus instalaciones. Como no existen soluciones prácticas y eficientes de navegación, en esta tesis se desarrolla una aplicación móvil diseñada para optimizar el desplazamiento y orientación dentro de la universidad. Se investiga y diseña la estructura y formato del mapa de la aplicación, considerando cómo se incluyen rutas, puntos de interés, edificios y sus niveles, resolviendo el problema de tridimensionalidad en aplicaciones de navegación. También se incorporan preferencias de usuario que interactúan con las propiedades de los caminos como: áreas verdes, ascensores, escaleras, entre otros. El proyecto se desarrolla con el framework React Native y se escribe en lenguaje de programación TypeScript. Se proyecta que este trabajo quede disponible para futuras actualizaciones, adaptaciones y mejoras, promoviendo su desarrollo y perfeccionamiento continuo.
Decomposition-based Matheuristics for Green Vehicle Routing Problems
(2022-12) Fernández Gil, Alejandro; Riff Rojas, María Cristina; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
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Desarrollo de una plataforma de selección de ayudantes utilizando modelos basados en restricciones
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Cabrera Bruna, Jorge Francisco; Marti Lara, Jose Luis; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
Las universidades, en general buscan la ayuda de sus estudiantes en forma de asistentes de aprendizaje, comúnmente llamados ayudantes. Cada semestre inicia un proceso de búsqueda y selección de candidatos, donde cada coordinador elige según su propio criterio a sus ayudantes. De aquí nace el problema raíz ¿Cómo selecciono a un buen candidato? Este es un problema clásico de asignación, el cual ha sido modelado integrando diferentes posibles objetivos. Ahora nuestro dilema es como llevar este modelo teórico a la realidad, para ello utilizaremos herramientas de desarrollo de software para diseñar y crear una plataforma que permita recopilar todo lo necesario por este modelo teórico, así posteriormente utilizar un solver que nos entregue la solución de manera automática.
Distintos enfoques de modelamiento matemático para resolver problemas de optimización usando optimization Modulo Theories
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Jorquera Navarro, Ignacio Alejandro; Castro Valdebenito, Carlos; Departamento de Informática; Galvez Ramirez, Nicolas Sebastian
La optimización ha sido una parte fundamental de la humanidad desde sus orígenes, ya sea para administrar recursos o resolver problemas cotidianos. En esta tesis se abordan algunos problemas de optimización lineal y el impacto que tiene la decisión de diseño de elegir una lógica o dominio al momento de construir un modelo matemático. En particular, se modelan los problemas N-queens, Travelling Salesman Problem (TSP), Nurse Scheduling Problem (NSP), Balanced Academic Curriculum Problem (BACP) y Unbounded Knapsack Problem (UKP) usando las lógicas Closed linear formulas over Linear Integer Arithmetic (LIA), Closed linear formulas in Linear Real Arithmetic (LRA), Closed Quantifier-Free formulas over the theory of fixed-size BitVectors (QF_BV) y Closed Quantifier-Free formulas over the theory of Integer Arrays (QF_ALIA) definidas en la SMT-LIB, y luego se resuelven usando el solver para Optimization Modulo Theories (OMT) de Z3 con el objetivo de analizar y comparar cualitativa y cuantitativamente distintos enfoques matemáticos para conocer los beneficios y desventajas que presentan al momento de resolver problemas de OMT según el tipo de problema. En particular se busca: Modelar y resolver usando OMT al menos 3 problemas de satisfacción de restricciones usando al menos 3 lógicas distintas de Satisfiability Modulo Theories (SMT). Estudiar la opción de combinar distintas lógicas en un mismo problema para construir nuevos casos de estudio. Evaluar y comparar el rendimiento de los problemas resueltos. Dentro de lo logrado con esta propuesta se presenta evidencia empírica sobre diferencias en el desempeño al resolver Constraint Satisfaction Problems (CSP) y Constraint Satisfaction and Optimization Problems (CSOP) usando modelos basados en las lógicas mencionadas, sin embargo, la falta de patrones claros para determinar que lógica usar dependiendo del problema hace que este se vuelva un problema de ajustar parámetros para ver que lógica entrega mayores beneficios para el problema que se quiera resolver. También se presentan reglas para traducir problemas modelados con lógica LIA a LRA, QF_BV y QF_ALIA, lo que permite probar rápidamente cambios de dominio en modelos ya existentes para determinados CSP/CSOP.
“ESTUDIO DE CRITERIOS Y AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE ASIGNACIÓN DE AYUDANTES EN EL DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA
(2020-09) García Pereira, José Ignacio Marino; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos; Marti, Jose Luis
Estudio de modelos de asignación de recursos: asignación de profesores y memoristas
(2022-06) Solar Vargas, Bastián Alejandro; Hevia Rodríguez, Luis; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
Explorando estrategias de búsqueda para el problema de acoplamiento de proteínas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Gross Labbe, Raimundo; Castro Valdebenito, Carlos; Departamento de Informática; Galvez Ramirez, Nicolas Sebastian
Las proteínas son moléculas muy importantes para la vida debido a la gran cantidad de funciones que desarrollan dentro de las células, a través de interacciones con otras proteínas. El predecir estas interacciones permite un mejor entendimiento del funcionamiento celular, mejor desarrollo de medicinas, control de epidemias, entre otros. Debido a que aún hay muchas interacciones desconocidas, la predicción de acoplamiento de proteínas ha cobrado relevancia. Los principales trabajos desarrollados están basados en complementariedad geométrica y minimización de la energía libre del sistema. En esta memoria, se construyen dos algoritmos de búsqueda local basados en Hill Climbing para resolver el problema de acoplamiento con cuerpo rígido. Los resultados obtenidos indican que el algoritmo de búsqueda por ejes logra mejor detección de zonas de mayor contacto entre superficies y que una aproximación puramente geométrica no es suficiente para poder encontrar conformaciones cercanas a las nativas.
Generación automática de problemas de programación lineal
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-12) Rojas Vega , Ignacio Alejandro; Campos, Sergio; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
La presente memoria aborda el desarrollo de una herramienta automatizada para la generación de problemas de programación lineal (PL), diseñada específicamente para el ámbito educativo y de investigación en la Universidad Técnica Federico Santa María. La necesidad de esta herramienta surge del desafío que enfrentan tanto docentes como estudiantes en el curso de Optimización, donde la creación manual de problemas resulta un proceso laborioso y repetitivo. La solución propuesta emplea un algoritmo flexible capaz de generar problemas de PL con distintos niveles de complejidad y tipos de variables (continuas, enteras y binarias), permitiendo la creación de ejercicios personalizados. La herramienta, implementada en Python, utiliza la biblioteca OR-Tools para la optimización y se integra con solvers externos mediante formatos de exportación estándar como MPS, lp_solve y LINDO.
Hub de innovación agrícola en Osorno
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Abusleme Peñafiel, Valentina Paola; Departamento de Arquitectura; Carrasco Walburg, Carolina Andrea; Castro Valdebenito, Carlos
En un mundo cada vez más interconectado y dinámico, la innovación se ha convertido en un pilar fundamental para el desarrollo económico y social de las naciones. La inversión en innovación no solo impulsa la competitividad de las empresas y mejora la calidad de vida de las personas, sino que también es clave para abordar los desafíos globales y locales. En este contexto, la descentralización de los centros de innovación cobra una relevancia crucial, especialmente en países como Chile, donde la concentración tecnológica en las grandes capitales ha dejado a muchas regiones sin acceso equitativo a los avances científicos y tecnológicos. La creación de un Centro de Innovación en Osorno, una ciudad estratégica en la región de Los Lagos, representa una oportunidad única para revertir esta tendencia. Osorno, conocida por su destacada actividad agroindustrial y su creciente desarrollo turístico, necesita un impulso tecnológico que no solo potencie sus sectores productivos, sino que también genere soluciones adaptadas a sus particularidades locales. La implementación de tecnologías innovadoras y la promoción de una cultura de emprendimiento en esta ciudad pueden transformar la economía local, diversificar las oportunidades laborales y mejorar la calidad de vida de sus habitantes. Fomentar la innovación en regiones como Osorno es esencial para equilibrar el desarrollo económico del país. La desconcentración de la tecnología y del conocimiento permite aprovechar mejor los recursos y talentos dispersos a lo largo del territorio nacional. Además, las soluciones tecnológicas desarrolladas localmente tienden a ser más pertinentes y eficaces, ya que están diseñadas con un entendimiento profundo de las problemáticas y necesidades específicas de la región. Un aspecto fundamental de este proyecto es el respeto por la arquitectura local en el diseño del edificio del Centro de Innovación. Integrar elementos arquitectónicos tradicionales y características propias de Osorno no solo preserva la identidad cultural y patrimonial de la ciudad, sino que también crea un espacio que resuena con la comunidad y sus valores. Este enfoque arquitectónico asegura que el centro no sea visto como un ente ajeno, sino como una extensión natural del entorno urbano, fomentando un sentido de pertenencia y orgullo entre los habitantes.
MODELAMIENTO DE LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE SATISFACCIÓN DE RESTRICCIONES COMO UN PROCESO DE INFERENCIA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 1996) Castro Valdebenito, Carlos; Ciencias; Hoffmann Nagel, Hubert
Propuesta de un plan de estudios para la formación técnico - profesional en informática articulable con la educación superior
(2023-10) Delgado Alvarado, Andrés Armando; Lara Valenzuela, Cristian Antonio; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
Resource-constrained multi-project scheduling problem: taxonomy, variants, and approaches
(2023-03-27) Gómez Sánchez, Mariam; Riff Rojas, María Cristina; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
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SOME APPROACHES TO SOLVE MULTIPLE BALANCED ACADEMIC CURRICULUM PROBLEM
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) Gálvez Ramírez, Nicolás Sebastián; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos; Riff Rojas, María Cristina
En el siguiente trabajo se contrastan algunos enfoques de resolución para el Multiple Balanced Academic Curriculum Problem (MBACP), un problema de optimizaci ón y satisfacción de restricciones (Constraint Satisfaction Optimization Problem, CSOP) de complejidad NP-Dif??cil, que busca la planificación de los cursos que los estudiantes deben seguir de tal forma de balancear la carga académica en varias mallas curriculares simultáneamente, incluyendo los elementos que comparten. Este problema es una derivación del Balanced Academic Curriculum Problem (BACP), un tópico altamente abordado con diferentes técnicas de resoluci ón. Para lograr esto se definieron los siguientes objetivos: ? Implementar tres técnicas de resolución de CSOP: Programación Lineal Entera, Búsqueda Local y/o Metaheur??sticas, e Hibridación entre Programaci ón Lineal Entera y Metaheur??sticas. ? Definir un conjunto de instancias a resolver. ? Generación de métricas para la realización de benchmarking. Como resultado se obtienen el desempeo de las diversas técnicas aplicadas, las cuales son comparadas, demostrando la capacidad costo/desempeo de éstas con respecto a un problema de alta complejidad, a esto se le aade, un análisis del por qué de su comportamiento. También, se verifica la naturaleza compleja de MBACP. Finalmente, se generan cursos de acción para el inicio de trabajos futuros en la materia.
Un framework para la creación de instancias del problema de rutas de tránsito urbano
(2021) Díaz Urra, Roberto Nicolás; Gálvez Ramírez, Nicolás; Departamento de Informática; Castro Valdebenito, Carlos
Los sistemas de transporte son componentes críticos para las ciudades, impactando inmensamente la calidad de vida de sus ciudadanos, proveyendo alternativas de transporte, reduciendo drásticamente el tráfico vehicular y la contaminación atmosférica. Se requiere de una cuidadosa planificación para evitar usuarios descontentos y un sistema insostenible, siendo fundamental el correcto diseño de la red de rutas de buses. En consecuencia, el Urban Transit Routing Problem (UTRP) se enfoca en encontrar un conjunto de rutas de buses que minimiza el tiempo de viaje de los pasajeros y los costos al operador del sistema. Varios algoritmos han sido desarrollados para resolver el UTRP, pero la mayoría de las instancias del problema carecen de datos de demanda de la vida real, con las instancias más conocidas siendo muy pequeñas para los estándares actuales y/o generadas aleatoriamente. Las técnicas de relajación del estado del arte se basan en características inherentes de los sistemas de transporte urbano y no pueden reducir de manera significativa el orden de magnitud de instancias complejas. En este trabajo, se propone un framework para generar instancias de UTRP usando datos de demanda zonal de la vida real, que incluyen miles de ubicaciones de paraderos. Los algoritmos de clustering permiten al framework reducir la complejidad del problema generando una aproximación que mantiene el comportamiento de la demanda y la estructura de caminos manteniendo conectadas y representadas tanto ubicaciones centrales como periféricas. El framework se aplica al complejo sistema de transporte público de la ciudad de Santiago de Chile. Se generan instancias con un comportamiento similar de demanda al usar una cantidad suficiente de clústeres. Además, los diversos algoritmos de clustering probados muestran una alta similitud en su salida y rendimiento. Este framework es fácilmente aplicable a diferentes realidades y debería ayudar a futuros investigadores en el diseño de algoritmos de resolución, así como mejorar los modelos de aproximación de otras ciudades.

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