Algoritmos Genéticos

CONTROL EN EL SUMINISTRO DE AGUA
POTABLE EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ
Oscar Ivan Vivas Reinoso1, Fredy Moreno2
Maestría Ingeniería de Sistemas y Computación
E­mail: 1ovivas@javeriana.edu.co, 2fmorenom@javeriana.edu.co
1,2 

Resumen:  El  presente  informe  analiza  la  dificultad de mantener los niveles de agua adecuados en los tanques de
almacenamiento   que  suministran  el   agua  potable  en  Bogotá; con la finalidad  de evitar daños y cortes de servicio.
La  dificultad  se   presenta   porque  el   consumo  de  la  población  relacionada   al  tanque  varía  de  acuerdo  a  la
temporada  y  hora  del   día.  Para   este  problema  se  plantea buscar  los  valores adecuados de  suministro mediante eluso de algoritmos genéticos y el enfoque de los sistemas de clasificación de aprendizaje Pittsburg.
Palabras  Clave:  sistemas  de  clasificación   de  aprendizaje,  algoritmos   genéticos,  control  de  suministro,  Fitness,
patrones de aprendizaje.

I. MOTIVACIÓN Y CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA
El  acueducto  de  Bogotá  actualmente  debe  controlar  los  niveles  de  los  tanques  de  agua  que  abastecen  la  ciudad  de
Bogotá,  los  posibles  problemas  son:  un  muy bajo nivel que ocasiona falla en  el suministro del servicio y un muy alto
nivel que ocasiona pérdida de líquido y daños en la infraestructura.
El  problema  que  analizaremos  será  como  llevar  el  control  de  uno  de estos tanques  intermedios  que  suministra  el
agua  potable para el  sector  de SUBA. Hoy en día se utiliza la experiencia de los operadores para saber con qué caudalde entrada debe trabajar un tanque a determinada hora del día.

Figura 1. Atributos medidos en el tanque de almacenamiento de agua de SUBA

A. OBJETIVOS
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Generar patrones óptimos en el caudal de entrada para evitar daños en la infraestructura y fallas en el
suministro
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●
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Generar soluciones completas para el comportamiento de un día específico.Usar reglas fijas u objetivos fijos de nivel para el tanque, como criterio de evaluación de los resultados.

II. ESTADO DEL ARTE
En  la  actualidad  se  han  desarrollado  investigaciones  relacionadas  con  el  tema de  sistemas  de  control,  estudiando
cómo  actuar sobre  las  variables  intervinientes  en  el  proceso,  para que  estas  reaccionen  a  los cambios del ambiente;
considerando  dentro   del  proceso  variables de  tipo  económico,   medioambientales,  de  calidad,  de  seguridad  entre
otros  [2],  en  el  área  de  control  de  agua   se  han  utilizado  algoritmos  genéticos  y  redes  neuronales  para  calibrar
caudales  y  presiones  en  las  redes  [5],  pero  en  la  literatura   no   se  encontró  un  ejercicio  de  control  de  niveles  de
tanques  para  grandes   volúmenes,  existen bastantes   acercamientos  con  tanques  pequeños  [4],  pero  para  sistemas
reactivos,  es  decir  que  reaccionan  ante  estímulos  por  lo cual sus enfoques de solución son  diferentes a  la propuesta
planteada  ya que necesitamos soluciones más completas generando el comportamiento del  tanque en el tiempo [1][3],
por  lo  cual  este  trabajo  se  basa  en  técnicas  de algoritmos genéticos para predecir el comportamiento del tanque en 1
día.

III. ALGORITMO IMPLEMENTADO
Para  lograr  conseguir  los  objetivos  propuestos  se  plantea  utilizar  el  método de clasificación de reglas de aprendizaje
de  Pittsburgh,  donde  el  primer  paso  es  definir  adecuadamente  las  reglas  y  clasificadores de aprendizaje para llegar a
soluciones adecuadas [6][7].A. Selección de los atributos de las reglas
Para  que  el  algoritmo  genético  logre   los  objetivos  propuestos  se   analizaron  los  siguientes  atributos  o  reglas  que
permitirán diferenciar adecuadamente los individuos.

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Figura 2. Consumo Martes Festivo Vs Martes Laboral
En  la  figura  1  se  puede  demostrar claramente cómo el consumo de un agua potable...