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Solución al Problema del Agente Viajero usando un algoritmo de colonia de abejas

ABSTRACT The traveling salesman problem (tsp) is an optimization problem that seeks the shortest possible route for a tour of n cities, starting from an origin city (node zero), visiting each city, and returning to the city of departure. This article Present a solution to the traveling salesman problem is presented using an exact heuristic called 2-opt combined With a bee colony metaheuristic. This combination allows for finding high-quality solutions. Objective: To use the 2-opt heuristic and the Bee Colony metaheuristic algorithm to find solutions close to or equal to the optimum for the Traveling Salesman Problem. Methodology: The MTZ and 2-opt heuristics were employed to generate good-quality initial solutions, which were subsequently refined through the Bee Colony algorithm to improve performance and approach optimal results. Results: Using the MTZ and 2-opt heuristics, find good-quality initial solutions so that, when combined with the Bee Colony algorithm, they can be further improved and yield values close to or better than the optimum reported in the literature. Conclusions: Among the results obtained for the instances from TSPLIB, which include some well-known ones such as att48, berlin52, dantzig42, datasahara, oliver30, among others, when applying the Bee Colony metaheuris-tic, results above 10 percent of the optimum were obtained, which was not satisfactory. However, by combining it with the 2-opt heuristic, the solution was improved, reaching values close to the optimum in instances such as oliver30, dantzig42, and datashara.

Resumen El problema del agente viajero, o tsp por sus siglas en inglés (travelman salesman problem), es un problema de Optimización que consiste en hallar la ruta mínima para recorrer n ciudades, partiendo desde la ciudad de origen o Nodo cero, visitando todas las ciudades y retornando nuevamente al punto o ciudad de origen. Este artículo expone Una solución al problemautilizando la heurística exacta 2-opt, en combinación con una metaheurística de colonia De abejas, con el fin de obtener soluciones de buena calidad. Objetivo: Usar la heurística 2-opt y la metaheurística algoritmo Colonia de Abejas para encontrar soluciones cercanas al óptimo, o incluso iguales, para el problema del agente viajero. Metodología: Se emplearon las heurísticas MTZ y 2-opt para obtener soluciones iniciales de buena calidad, de tal forma que, al combinarlas con el algoritmo de Colonia de Abejas, estas estas pudieran mejorarse y tener valores cercanos o mejores que el óptimo reportado en la literatura. Resultados: Entre los resultados obtenidos para las instancias de TSPLIB, donde se agrupan casos conocido conocidas como att48, berlin52, dantzig42, datasahara, oliver30, entre otras, la aplicación la metaheurística de colonia de abejas se llegó a resultados por encima del 10 por ciento del óptimo, valor que no era adecuado, posteriormente al combinarse con la heurística 2-opt se mejoró dicha solución alcanzándose valores cercanos al óptimo en instancias como oliver30, dantzig42 y datashara. Conclusiones: Aunque el modelo MTZ es una heurística que, por su modelo matemático, ayuda a romper subtours y a encontrar buenas soluciones iniciales, presenta el inconveniente de que, a medida que se aumenta el número de ciudades, su complejidad polinómica hace difícil que se tenga un buen punto de partida para la solución final. Por esta razón, optamos por usar una heurística 2-opt que hace cambios en la misma ruta, logrando romper los subtours y encontrando soluciones de buena calidad mejoradas con la metaheurística Colonia de Abejas.

Determinación del índice de congestión vial para zonas urbanas por medio de velocidades obtenidas con la API de Google Maps

Resumen Objetivo: realizar la estimación del índice de congestión para vías urbanas en cinco ciudades capitales de Colombia, a partir de datos de velocidad extraídas de la API de Google Maps. Metodología: se efectuó la revisión de diferentes metodologías existentes para la estimación de índices de congestión, selección de la metodología más acorde a la información disponible (información de velocidades extraída de la interfaz de programación de aplicaciones [API, por su sigla en inglés] de Google Maps) de las cinco ciudades objeto de estudio. Se procedió con el cálculo del índice de congestión para cada link que conforma la red urbana arterial primaria y secundaria de las ciudades en análisis, por medio de herramientas espaciales. Por último, se compararon los resultados con el comportamiento real del tráfico de cada ciudad. Resultados: el índice de congestión representa de forma aceptable, tanto para la hora pico como para la hora valle, el nivel de congestión en la red urbana utilizada en las cinco ciudades de estudio. Conclusiones: el uso de una metodología de estimación de índice de congestión que no requiere de muchos inputs para su aplicación, y que permite obtener resultados consistentes y confiables, muestra un gran potencial en un contexto macro de ciudad, y permite detectar en diferentes momentos el grado de congestión de la red o de determinadas intersecciones. Incluso, para la planificación de ciudad contribuye a la toma de decisiones sobre cuáles corredores o intersecciones deberían priorizarse en estudios de mayor profundidad y en términos de inversión.

Abstract Objective: To estimate the Congestion Index for urban roads in five Colombian capital cities based on speed data retrieved from the Google Maps API. Methodology: Review of existing methods for estimating congestion indexes, selection of the approach most consistent with the available information (speed data retrieved from the Google Maps API) for the five cities under study, calculation of the congestion index for each link within the primary and secondary urban arterial networks using spatial analysis tools, and, finally, comparison of the results with the observed traffic behavior in each city. Results: The congestion index provides an acceptable representation of congestion levels in the urban networks of the five study cities, both during peak and off-peak hours. For the purposes of a research article, the analysis should be framed within a quantitative approach. Conclusions: The use of a congestion index estimation methodology that requires few inputs while providing consistent and reliable results highlights the potential of this tool in a metropolitan context. It enables the identification of congestion levels across the network or at specific intersections at different times of day, and, at the urban planning level, supports decision-making on which corridors or intersections should be prioritized for more detailed studies and targeted investments.

Análisis en el dominio del tiempo de la estabilidad estática en individuos con amputación unilateral transtibial

Abstract Objective: To evaluate static postural behavior in the time domain in individuals with unilateral transtibial amputation compared to non-amputated subjects. Methodology: Static postural behavior in the time domain was assessed in 10 individuals with transtibial amputation (SAT) and 10 non-amputated individuals (SNA) using piezoelectric instrumented insoles to measure the center of pressure (CP). Parameters analyzed included CP trajectory excursion, CP velocity, range, RMS value, average amplitude, and maximum and minimum amplitude calculated in both anteroposterior and mediolateral directions. Results: Significant differences were found between the SAT and SNA groups in all parameters and in both directions (p<0.05). Both groups showed a preference for variation in the anteroposterior direction; however, the TAA group exhibited high variability in measurements in this direction. Conclusions: These findings may provide valuable insights into how amputation and prosthetics can influence the stability and balance of individuals, which could be useful in rehabilitation processes and the design of prosthetics aimed at improving the quality of life of this population. Financing: This scientific research article derives from the research project "Application of clustering as a method for discriminating plantar pressure distribution in individuals with transtibial amputation," funded by Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia.

Resumen Objetivo: Evaluar el comportamiento postural estático en el dominio del tiempo en individuos con amputación unilateral transtibial en comparación con sujetos no amputados. Metodología: Se evaluó el comportamiento postural estático en el dominio del tiempo en 10 individuos con amputación transtibial (SAT) y 10 individuos no amputados (SNA) utilizando plantillas instrumentadas piezoeléctricas para medir el centro de presión (CP). Los parámetros analizados incluyeron la excursión de la trayectoria del CP, la velocidad del CP, el rango, el valor RMS, la amplitud media y las amplitudes máxima y mínima, calculadas tanto en la dirección anteroposterior como en la mediolateral. Resultados: Se encontraron diferencias significativas entre los grupos SAT y SNA en todos los parámetros y en ambas direcciones (p<0,05). Ambos grupos mostraron una preferencia por la variación en la dirección anteroposterior; sin embargo, el grupo SAT exhibió una alta variabilidad en las mediciones en esta dirección. Conclusiones: Estos hallazgos pueden proporcionar información valiosa sobre cómo la amputación y las prótesis pueden influir en la estabilidad y el equilibrio de los individuos, lo que podría ser útil en los procesos de rehabilitación y en el diseño de prótesis destinadas a mejorar la calidad de vida de esta población. Financiación: Este artículo de investigación científica deriva del proyecto de investigación "Aplicación de la agrupación (clustering) como método de discriminación de la distribución de la presión plantar en individuos con amputación transtibial", financiado por la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia.

Elaboración de pélets artesanales con aserrín obtenido de carpinterías disponibles a nivel local colombiano. Estudio preliminar

Resumen Contexto: en Colombia, el mercado de pélets y briquetas aún es un tema de exploración. Su industria forestal y maderera genera un volumen alto de residuos, el cual motiva el desarrollo de propuestas para su mitigación, y, además, puede evaluarse para la fabricación de pélets. Objetivo: realizar un estudio preliminar en la elaboración de pélets artesanales con aserrín obtenido como residuo de carpinterías locales del municipio de Palmira. Metodología: en este estudio, se usó como materia prima un residuo maderero, aserrín de carpintería, y se fabricaron pélets artesanales a nivel de laboratorio. Sus propiedades dimensionales, densidad aparente, resistencia a la compresión, resistencia a la tracción indirecta, durabilidad mecánica a partir del índice de friabilidad y del índice de resistencia al impacto, así como el tiempo de incineración, fueron evaluadas. Resultados: se elaboraron dos grupos de pélets, diferenciados por el tiempo de calentamiento a 105 °C (5 y 10 minutos, respectivamente). Los resultados son similares entre ambos grupos, excepto en las resistencias a compresión y a tracción indirecta. Sus propiedades físicas y mecánicas fueron comparadas con diversas normas internacionales. Se encontraron coincidencias de los resultados con estudios similares que elaboraron pélets con solo aserrín y aglomerantes. Conclusiones: los pélets artesanales elaborados con aserrín, residuo de carpintería, son acordes con los parámetros dimensionales de los pellets HP4-HP5 y D 25 de las normas DIN 51731 y EN 14961-2, respectivamente. Sin embargo, la densidad está por debajo de los valores recomendados. Los pélets elaborados acorde con los índices de friabilidad y de resistencia al impacto se clasifican como de alta durabilidad. La resistencia a la compresión está por encima de las normas. Este estudio abre una agenda futura para motivar nuevas investigaciones que evalúen la capacidad calorífica de los pélets, para así mejorar su densidad aparente y el diseño de estufas mejoradas para su uso.

Abstract Context: In Colombia, the pellet and briquette market are still a topic of exploration. Its forestry and wood industry generates a high volume of waste, which motivates the development of proposals for its mitigation. In these terms, this waste can be evaluated for the manufacture of pellets. Objective: Conduct a preliminary study on the production of artisanal pellets using sawdust obtained as waste from local carpentry shops in the Municipality of Palmira. Methodology: In this study, wood waste, carpentry sawdust, was used as raw material and artisanal pellets were manufactured at laboratory level. Their dimensional properties, apparent density, compressive strength, indirect tensile strength, mechanical durability from the friability index and the impact resistance index, as well as the incineration time, were evaluated. Results: Two groups of pellets were produced, differentiated by the heating time at 105 °C (5 and 10 minutes, respectively). The results show similar results between both groups, except for the compressive and indirect tensile strengths. Their physical and mechanical properties were compared with various international standards. The results were found to be in agreement with similar studies that produced pellets with only sawdust and binders. Conclusions: The artisanal pellets made from wood waste sawdust are in accordance with the dimensional parameters of HP4-HP5 and D 25 pellets of DIN 51731 and EN 14961-2 standards, respectively. However, the density is below the recommended values. The pellets made according to the Friability and Impact Resistance indices are classified as highly durable. The compressive strength is above the standards. This study opens a future agenda to motivate new research addressing the evaluation of the calorific capacity of the pellets, explorations to improve their apparent density, and the design of improved stoves for their use.

Desarrollo de una tecnología de bajo costo para la evaluación de la marcha humana y el movimiento clínico en poblaciones de edad avanzada en áreas remotas

Abstract This study presents a technological advancement and a methodological approach to adopt portable technology in the field of human function and disability assessment, specifically in the analysis of human gait. The research was designed as a project aimed at establishing an accessible and user-friendly ambulatory gait evaluation service. The system records spatiotemporal variables of lower-limb movement and the associated forward displacement of the body. The implementation of this infrastructure has demonstrated its ability to reduce access barriers for elderly individuals, a population that naturally experiences age-related motor changes and often faces challenges in accessing specialized gait analysis services due to geographic and socioeconomic constraints. These services are typically concentrated in urban centers, particularly in emerging economies, limiting their availability to vulnerable populations. The findings highlight the potential of this low-cost solution to enhance mobility assessment and facilitate early detection of gait impairments in underserved communities.

Resumen Este estudio presenta un avance tecnológico y un enfoque metodológico para adoptar tecnología portátil en el campo de la evaluación de la función humana y la discapacidad, específicamente en el análisis de la marcha humana. La investigación fue diseñada como un proyecto destinado a establecer un servicio de evaluación ambulatorial de la marcha accesible y fácil de usar. El sistema registra variables espaciotemporales del movimiento de las extremidades inferiores y el desplazamiento hacia adelante asociado del cuerpo. La implementación de esta infraestructura ha demostrado su capacidad para reducir las barreras de acceso para las personas mayores, una población que experimenta naturalmente cambios motores relacionados con la edad y que a menudo enfrenta desafíos para acceder a servicios especializados de análisis de la marcha debido a limitaciones geográficas y socioeconómicas. Estos servicios suelen concentrarse en centros urbanos, particularmente en economías emergentes, lo que limita su disponibilidad para poblaciones vulnerables. Los hallazgos resaltan el potencial de esta solución de bajo costo para mejorar la evaluación de la movilidad y facilitar la detección temprana de alteraciones de la marcha en comunidades desatendidas.

Métodos para la detección de fallas superficiales en pavimentos flexibles: una revisión

Resumen Objetivo: analizar los componentes de la evaluación de pavimentos flexibles, con énfasis en la revisión de los métodos de recolección de fallas superficiales. Metodología: se realizó una revisión sistemática de la literatura, en bases de datos como Science Direct, Web of Science, Scopus y Research Gate, además de repositorios institucionales. Se referenciaron 75 investigaciones relevantes en la auscultación de pavimentos. Resultados: se reconocieron los beneficios y aplicaciones de los sistemas más comunes de detección de fallas, así como la importancia de los índices de evaluación y las fallas más investigadas en la literatura. Conclusiones: los métodos de detección de fallas superficiales se deben adaptar al contexto, magnitud y tipo de vía a evaluar, y tener en cuenta el equilibrio entre precisión, costo y facilidad de aplicación. La revisión muestra que la combinación de técnicas tradicionales y tecnológicas mejora los alcances de los resultados, de este modo, se exhiben metodologías que optimizan el diagnóstico, mantenimiento y gestión de la infraestructura vial.

Abstract Objective: Analyze the components of the evaluation of flexible pavements, focused on the review of surface distress collection methods. Methodology: A systematic review of the literature was carried out in databases such as Science Direct, Web of Science, Scopus and Research Gate as well as institutional repositories. 75 relevant investigations in pavement auscultation were referenced. Results: The benefits and applications of the most common distress detection systems were identified, as well as the importance of evaluation indexes and the most researched distresses in the literature. Conclusions: Surface defect detection methods must be adapted to the context, magnitude, and type of road to be evaluated, considering the balance between accuracy, cost, and ease of application. The review shows that combining traditional and technological techniques improves the scope of results, thus demonstrating methodologies that optimize the diagnosis, maintenance, and management of road infrastructure.