CIUDADES Y REGIONES ANALÍTICAS, INTELIGENTES Y SOSTENIBLES

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1 CIUDADES Y REGIONES Ing. Jesús M. Velásquez Bermúdez, Ph. D. Director Científico DecisionWare International Corp.

2 La noción del compromiso que cada generación tiene con sus sucesores está en el corazón del concepto de desarrollo sostenible, el cual fue plasmado por la World Commission on Environment and Development (Brundtland Comisión, WCED 1987) en su informe Our Common Future que afirma que el desarrollo sostenible satisface las necesidades de la presente generación sin comprometer las posibilidades de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades.

3 1. ORGANIZACIONES INTELIGENTES 2. PLANIFICACIÓN DE REGIONES 3. GESTIÓN DE DESASTRES 4. TECNOLOGÍAS INFORMÁTICAS

4 ORGANIZACIONES ANALÍTICAS - INTELIGENTES

5 EL CURIOSITY TOMA RUMBO A MARTE. Noticia: 22/01/2012 Un nuevo vehículo explorador todo terreno, llamado Curiosity, toma rumbo a Marte en busca de vida. Dotado de poderosos instrumentos e impulsado por una batería nuclear, "Curiosity buscará moléculas orgánicas, los pilares químicos de la vida", dice Joy Crisp, del Laboratorio de Propulsión a Chorro, de la NASA. "Queremos averiguar si el ambiente de Marte fue, o todavía es, capaz de albergar vida". "La información preservada en las rocas es de particular interés", dice Crisp. "Dicha información ha estado guardada durante miles de millones de años, y con ella se pueden responder preguntas como: ' Dónde y por cuánto tiempo podría haber sido habitable Marte?', ' Hacía calor o frío en el pasado?', o ' El agua de Marte era ácida o salada?'" Curiosity será el primer vehículo explorador en el Marte, desde los famosos Spirit (Espíritu) y Opportunity (Oportunidad). Aunque será difícil competir con la resistencia de aquellos exploradores gemelos, el Curiosity será capaz de cubrir un rango mayor, tendrá más instrumentos y un brazo robot más grande y más fuerte. Además, usará una batería nuclear en vez de depender de la luz solar, así que no habrá que preocuparse porque el polvo acumulado en los paneles solares provoque que las reservas de energía disminuyan. Este nuevo vehículo tendrá mucha más potencia y será más consistente. "El Curiosity además se posará en Marte de una forma novedosa", dice Crisp. "Los vehículos Spirit y Opportunity se hallaban montados en un vehículo de descenso que chocó contra la superficie y luego rebotó, protegido por bolsas de aire, hasta que logró detenerse y finalmente se abrió. Luego, los exploradores tuvieron que ser bajados del módulo de descenso. En cambio, al Curiosity lo transportará un módulo de descenso llamado Sky Crane, que lo hará descender suavemente hasta la superficie (sin necesidad de contar con bolsas de aire) por medio de cables, los cuales serán cortados una vez que las ruedas del vehículo se posen sobre la superficie.

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8 ANTICIPACIÓN

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11 MATEMÁTICAS: EL ÚNICO LENGUAJE QUE COMPARTIMOS TODOS LOS HUMANOS

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14 1947

15 SUDOKU CIUDADES Y REGIONES 5-10 Minutos? > segundos

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19 INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES (OPERATIONS RESEARCH) BUSINESS ANALYTICS AND OPTIMIZATION ANALYTICS

20 De que se trata competir analizando (Competing on ANALYTICS)? ANÁLISIS IMPARCIAL DATOS Y ESTADÍSTICA COMPUTADORES DISCIPLINA Y RIGOR POSICIÓN APASIONADA INTUICIÓN PERSONAS CREATIVIDAD Y PERCEPCIÓN

21 LAS EMPRESAS INTELIGENTES ADOPTARAN NUEVOS ENFOQUES DE TRABAJO ENFOQUE TRADICIONAL ENFOQUE NUEVO Instinto e intuición Con base a datos Correctivo Directiva Años, meses, semanas Horas, minutos, segundos Percepción humana Razonamiento científico Soporte a la decisión Soporte a la acción Eficiente (Buenas Prácticas) Matematicamente Optimizada Fuente: Traducción IBM global Business Services

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23 ANTICIPACIÓN

24 ORGANIZACIÓN Usa la experiencia personal para la toma de decisiones Usa datos históricos para reportar lo sucedido. Reconoce eventos por el ruido que generan y responde para cada caso Maneja riesgo y rendimiento por separado reaccionando a los cambios ORGANIZACIÓN INTELIGENTE Utiliza simulaciones con modelos matemáticos para entender las implicaciones, futuras para tener alternativas basadas en datos Ve oportunidades y amenazas mientras y antes de que ocurran Sigue eventos en tiempo real aplicando reglas sofisticadas para la automatización y la respuesta rápida Esta informada de la oportunidad y riesgo y saber que hacer tácticamente ante los eventos antes de que ocurran Fuente: Traducción Business ANALYTICS for the Intelligent Enterprise

25 S CIUDADES Y REGIONES

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27 PLANIFICACIÓN DE REGIONES CIUDADES Y REGIONES

28 PLANIFICACIÓN REGIONAL INTEGRADA (RURAL-URBANA) MODELAMIENTO DEL TERRITORIO PLANIFICACIÓN REGIONAL PLANES MAESTROS DE SISTEMAS DE EQUIPAMIENTOS EXPERIENCIAS REALES

29 MODELAMIENTO DEL TERRITORIO

30 2 UBT Unidad Básica Territorial

31 Centroides UTBs

32 UNIDADES BÁSICAS TERRITORIALES UBTs

33 UNIDADES BÁSICAS TERRITORIALES UBTs

34 9 1 2 PLANIFICACIÓN REGIONAL INTEGRADA

35 SISTEMA DE INTERCONEXIÓN DE UBTs UBT UBT ESPACIO EXTERIOR VECINO ESPACIO EXTERIOR VECINO UBT UBT UBT UBT UBT UBT ESPACIO EXTERIOR VECINO ESPACIO EXTERIOR VECINO INTERSECCIÓN TRAMO UBT UBT

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37 HABITANTES Edad Educación Ocupación Ingresos. EMPRESAS Actividad Económica Empleo Demanda Oferta. EQUIPAMIENTOS Educativos Salud Seguridad Aeropuertos Logisticos. USO DEL SUELO Empresas Vivienda Espacio publico Agricola Minero

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42 PLANIFICACIÓN REGIONAL INTEGRADA

43 SISTEMA JERÁRQUICO PARA TOMA DE DECISIONES El primer paso en la definición de un sistema de soporte de decisión es su estructuración en dos sentidos: EL TIEMPO: relacionado con la trascendencia de las decisiones. Normalmente se utilizan tres niveles de planificación: estrategia, táctica y operativa, o en otros términos: planificación de largo, de mediano y de corto plazo. EL ESPACIO: Relacionado con el cubrimiento de las decisiones en el espacio. Esta estructura no tiene un eje definido y por lo tanto depende de un marco de referencia propia de cada región. En el Colombia está íntimamente ligada con los instrumentos de planificación definidos en el Plan de Ordenamiento Territorial (POT).

44 PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL SISTEMA JERÁRQUICO DE PLANIFICACIÓN REGIONAL ESCALA METROPOLITANA (CIUDAD REGIÓN ) PLANES MAESTROS (Movilidad, Servicios Públicos, Equipamientos, Espacio Público, ) OPERACIONES ESTRATÉGICAS PLANES DE ORDENAMIENTO ZONAL CENTRALIDADES ESCALA URBANA (TERRITORIOS ESPECÍFICOS) UNIDADES DE PLANEAMIENTO ZONAL

45 PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL SISTEMA JERÁRQUICO DE PLANIFICACIÓN REGIONAL ESCALA METROPOLITANA (CIUDAD REGIÓN ) PLANES MAESTROS (Movilidad, Servicios Públicos, Equipamientos, Espacio Público, ) OPERACIONES ESTRATÉGICAS PLANES DE ORDENAMIENTO ZONAL CENTRALIDADES ESCALA URBANA (TERRITORIOS ESPECÍFICOS) UNIDADES DE PLANEAMIENTO ZONAL

46 PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL SISTEMA JERÁRQUICO DE PLANIFICACIÓN REGIONAL ESCALA METROPOLITANA (CIUDAD REGIÓN ) PLANES MAESTROS (Movilidad, Servicios Públicos, Equipamientos, Espacio Público, ) OPERACIONES ESTRATÉGICAS PLANES DE ORDENAMIENTO ZONAL CENTRALIDADES ESCALA URBANA (TERRITORIOS ESPECÍFICOS) UNIDADES DE PLANEAMIENTO ZONAL PLANES PARCIALES PORCIONES REDUCIDAS DE TERRITORIO LICENCIAS DE URBANISMO LICENCIAS DE CONSTRUCCIÓN, AMPLIACIÓN Y ADECUACIÓN

47 Como contraparte a los instrumentos administrativos de planificación, se debe estructurar el conjunto de herramientas analíticas que deben servir de soporte cuantitativo a las decisiones que se toman, las cuales se plasman en diferentes modelos matemáticos que evalúan el impacto de las decisiones. INSTRUMENTOS ADMINISTRATIVOS DE PLANIFICACION HERRAMIENTAS ANALITICAS DE APOYO

48 Como contraparte a los instrumentos administrativos de planificación, se debe estructurar el conjunto de herramientas analíticas que deben servir de soporte cuantitativo a las decisiones que se toman, las cuales se plasman en diferentes modelos matemáticos que evalúan el impacto de las decisiones. INSTRUMENTOS ADMINISTRATIVOS DE PLANIFICACION HERRAMIENTAS ANALITICAS DE APOYO

49 SISTEMA JERÁRQUICO DE PLANIFICACIÓN REGIONAL (UNA VISIÓN) ESPACIO INSTRUMENTO DE PLANIFICACIÓN ESTRATÉGICO TÁCTICO OPERATIVO REGIONAL Corporación Regional Departamento METROPOLITANO Área Metropolitana Ciudad MUNICIPAL Municipio Localidad Unidad de Planeamiento Zonal COMUNITARIO Barrio Sector Normativo PROPIETARIO Manzanas Predios Plan de Desarrollo Regional Plan de Ordenamiento Territorial Operaciones Estratégicas Plan de Centralidades Planes Maestros de Infraestructura Plan de Ordenamiento Zonal Plan Parcial Licencias de Urbanismo Licencias de Construcción

50 SISTEMA JERÁRQUICO PARA TOMA DE DECISIONES ESPACIO PLANIFICADO REGIONAL Corporación Regional Departamento METROPOLITANO Área Metropolitana Ciudad MUNICIPAL Municipio Localidad Unidad de Planeamiento Zonal COMUNITARIO Barrio Sector Normativo MODELAMIENTO DE PLANIFICACIÓN REGIONAL DE BOGOTA D.C. ESPACIO INSTRUMENTO MODELADO Plan de Desarrollo Regional Plan de Ordenamiento Territorial Plan de Centralidades Planes Maestros de Infraestructura Plan de Ordenamiento Zonal Plan Parcial Área Metropolitana Ciudad Unidad Planeamiento Zonal Sector Normativo Sector Normativo Manzanas Predios TIEMPO Múltiples años Múltiples años Múltiples años Múltiples años MODELOS BR-POT BR-POT BR-SER BR-CyB BR-SER BR-CyB BR-SRE

51 SISTEMA JERÁRQUICO PARA TOMA DE DECISIONES Los modelos matemáticos se deben encadenar de acuerdo con los niveles jerárquicos de espacio-tiempo a los cuales están asociados. HERRAMIENTA CUANTITATIVA NIVEL 1 Variables Decisión Condiciones de Frontera El nivel superior establece las condiciones de frontera, en el tiempo y en el espacio, de la planificación del nivel inferior. Lo que son variables (endógenas) en el nivel superior llegan a ser parámetros (exógenos) en el nivel inferior Las variables del nivel inferior corresponden a una desagregación espacio-temporal de las variables del nivel superior, asociadas a períodos y/o a espacios de menor jerarquía (cubrimiento) que el que se está planificando. HERRAMIENTA CUANTITATIVA NIVEL 2 Variables Decisión Condiciones de Frontera HERRAMIENTA CUANTITATIVA NIVEL 3

52 SISTEMA JERÁRQUICO PARA TOMA DE DECISIONES HERRAMIENTA CUANTITATIVA NIVEL 1 Las condiciones de frontera delimitan lo que es exógeno al instrumento/modelo de planificación, representan consideraciones que han sido fijadas en un nivel de planificación superior. Están relacionadas con diferentes aspectos que debe soportar el espacio: Demandas de equipamientos, Demandas de infraestructura, Habitantes, Nivel de la economía, Flujos de tráfico de personas y de comercio, etc. Variables Decisión Condiciones de Frontera HERRAMIENTA CUANTITATIVA NIVEL 2 Variables Decisión Condiciones de Frontera HERRAMIENTA CUANTITATIVA NIVEL 3

53 MODELO ECONÓMICO DEMOGRÁFICO Basado en un modelos económicos integrados orientados a determinar la estructura empresarial y el desarrollo poblacional que existiría si se cumple con ciertas metas de desarrollo socio-económico como consecuencia del entorno de decisiones y de las políticas de gobierno POT Plan de Ordenamiento Territorial EXCEDENTE DEL CONSUMIDOR EXCEDENTE DEL PRODUCTOR Formalización del Plan de Uso del Territorio Proyección Espacial: Economía Demografía Movilidad

54 MODELO ECONÓMICO DEMOGRÁFICO Basado en un modelos económicos integrados orientados a determinar la estructura empresarial y el desarrollo poblacional que existiría si se cumple con ciertas metas de desarrollo socio-económico como consecuencia del entorno de decisiones y de las políticas de gobierno Normas de Uso del Territorio Políticas de Gobierno POT Plan de Ordenamiento Territorial MODELO DE ASIGNACIÓN DE USO DEL SUELO (NIVEL REGIONAL) Basado en técnicas de programación matemática, orientado a determinar las distribución en el espacio de: i) las personas, ii) las empresas, iii) los equipamientos y iv) el sistema de transporte que podría soportar las metas de desarrollo socio-económico bajo la política de desarrollo económico. Formalización del Plan de Uso del Territorio Proyección Espacial: Economía Demografía Movilidad

55 MODELOS DE PLANES MAESTROS DE SISTEMAS DE EQUIPAMIENTOS POT Basado en técnicas de programación matemática con la finalidad de definir localización de obras de infraestructura social requeridas para atender las metas de desarrollo regional de manera coherente con el POT. Plan de Ordenamiento Territorial Formalización del Plan de Uso del Territorio Proyección Espacial: Economía Demografía Movilidad

56 MODELOS DE PLANES MAESTROS DE SISTEMAS DE EQUIPAMIENTOS POT Basado en técnicas de programación matemática con la finalidad de definir localización de obras de infraestructura social requeridas para atender las metas de desarrollo regional de manera coherente con el POT. Plan de Ordenamiento Territorial Formalización del Plan de Uso del Territorio Proyección Espacial: Economía Demografía Movilidad Formalización del Plan de Uso del Territorio MODELO DE ASIGNACIÓN DE USO DEL SUELO (NIVEL LOCAL) Basado en técnicas de programación matemática, Proyección orientado a determinar las distribución en el espacio Espacial: de: i) las personas, ii) las empresas, iii) los equipamientos Economía y iv) el sistema de transporte que podría soportar Demografía las metas de desarrollo regional agregado de manera Movilidad coherente con el POT.

57 SISTEMA ABAG ASSOCIATION OF SAN FRANCISCO BAY AREA GOVERNMENTS (ABAG)

58 SISTEMA ABAG ASSOCIATION OF SAN FRANCISCO BAY AREA GOVERNMENTS (ABAG) El sistema ABAG fue comenzado a desarrollar hace mas de 30 años para planificar el crecimiento de la ciudad de San Francisco (USA) fue diseñado para predecir el crecimiento y la distribución de la población, los hogares (casas y apartamentos), el empleo, los ingresos, y la fuerza laboral. POLIS Projective Optimization Land use Information System Prastacos y Acindec (1995) CEFS County Employment Forecasting System Prastacos y Brady (1985) REDS Regional Economic-Demographic System Brady et al. (1983)

59 REDS es un modelo econométrico analítico. Divide la economía en treinta y cinco (35) sectores industriales, y predice la producción, la demanda de trabajo, y las exigencias de capital de cada sector. La demanda de empleos guía el modelo de mano de obra, que actúa recíprocamente con el modelo de migración. El modelo demográfico es un modelo de supervivencia de cohortes. Tiene aproximadamente 33 ecuaciones; unas son ecuaciones estadísticas desarrolladas con base en modelos de series de tiempo, y otras son ecuaciones analíticas, ecuaciones diferenciales, basadas en el comportamiento observado de la economía. CEFS es un modelo econométrico que hace el uso eficiente de los datos a nivel subregional, produciendo pronósticos consecuentes con los pronósticos regionales de REDS. Las proyecciones de empleo y de ingresos se realizan para cada uno de los nueve (9) condados del área de la Bahía de San Francisco. CEFS considera treinta y dos (32) sectores, cada sector representa un grupo industrial. Hay una ecuación para cada sector y para cada condado. Las ecuaciones fueron especificadas para explicar la interdependencia industrial y espacial de las actividades productivas. Los empleos en un sector particular son dependientes de la demanda de trabajo en otros sectores en el mismo condado y en la región aledaña. La interacción espacial es determinada uniendo el crecimiento de empleo de condados competidores, de la región entera, e incluyendo el crecimiento de empleo de los condados dependientes. Para estimar los parámetros de los modelos se utilizan técnicas de mínimos cuadrados ordinarios. Adicionalmente, se utiliza una simulación dinámica del modelo estimado para realizar proyecciones futuras sobre el empleo y los ingresos en la región. POLIS es un modelo de programación matemática que asigna la población y el empleo optimizando una función objetivo derivada de la teoría de la utilidad aleatoria (Random Utility Theory, Mc Fadden 1974) que describe el comportamiento de empleados se ubican con base en un conjunto de alternativas que maximizan su propia función de utilidad. Las restricciones describen la oferta y demanda de habitación y de empleo entre las que conforman la región y las políticas de desarrollo de cada área. La zona de la Bahía de San Francisco es dividida en 119 zonas. Los datos de demanda de trabajo provienen del CEFS, las 32 categorías de empleo en CEFS son agregadas separadamente para cada condado en 4 sectores: i) manufactura y comercio mayorista, ii) transporte, comunicaciones, servicios públicos, empresas financieras, iii) comercio minorista y iv) servicios en general. Se utilizan estimaciones de demanda de casas, de crecimiento poblacional, y crecimiento de la oferta de empleos residentes, así como información sobre el uso de la tierra. POLIS converge asigna óptimamente empleos y hogares en la que los flujos de viaje y los lugares de residencia son consecuentes el uno con el otro, y con el uso de tierra. Las calibraciones de POLIS indican que la estructura matemática simula razonablemente el comportamiento histórico

60 PLANES DE DESARROLLO DE INFRAESTRUCTURA SOCIAL

61 Demanda Servicios j1 i1 i j2 i2 120 j9 100 j3 400 Capacidad Oferta i j j10 j6 320 i4 400 j4 j j7 120 Nodos de Servicio 1 Nodos de demanda LOCALIZACIÓN ÓPTIMA DE INFRAESTRUCTURA SOCIAL

62 j1 i1 i5 j2 i2 j9 j3 i3 j8 j6 j4 j5 j10 i4 j7 Nodos de Servicio 1 Nodos de demanda LOCALIZACIÓN ÓPTIMA DE INFRAESTRUCTURA SOCIAL

63 j1 i1 i j j2 100 i j3 i3 230 j j6 j4 j5 j i j7 120 Nodos de Servicio 1 Nodos de demanda LOCALIZACIÓN ÓPTIMA DE INFRAESTRUCTURA SOCIAL

64 LOCALIZACIÓN DE EQUIPAMIENTOS SOCIALES EN COLOMBIA (EDUCACIÓN, SALUD, SEGURIDAD, SALUD, )

65 LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS La demanda se estima a nivel de barrio teniendo como referencia la distribución por edades simples de la población, de acuerdo con los siguientes niveles de servicio: Preescolar (6 años) Educación Básica Primaria (7-11 años) Educación Básica Secundaria (12-15 años) Educación Media (16-17 años)

66 LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS Demanda Total y Pública de Instituciones Educativas Fuente: DW Institución Pre- Escolar Primaria Secundaria Media Total Estudiantes % Demanda Total Demanda Publica Diferencia

67 LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS Nivel Pre-Escolar Factor de Proporcionalidad ProE(e,n) (%) Fuente: DW Edad Primaria Secundaria Media TENDENCIAS DEMANDA EDUCACIÓN PUBLICA - Demanda Pública (FraP k,n ) Fuente: DW Estrato (%) Porcentaje

68 LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS LIMITES DE CUBRIMIENTO EDUCATIVO FUENTE: DAP-AM NIVEL SERVICIO RED DE TRANSPORTE MÁXIMO TIEMPO (Horas) MÁXIMA DISTANCIA (Km.) Preescolar Peatonal Básica Primaria Peatonal Básica Secundaria Transporte Público Metro Peatonal Media Transporte Público Metro Peatonal 1 5

69 20 Tiempo (min) Curva de Eficiencia Servicios Educativos Costo vs Tiempo medio 10 Costo (M$)

70 LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS N km 0 9 Km. DEMANDA TOTAL SERVICIOS EDUCATIVOS Barrios Demanda total servicios educativos (habitantes)

71 LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS N km 0 9 Km. INSTITUCIONES EDUCATIVAS EXISTENTES Barrios Demanda

72 CIUDADES Y REGIONES SERVICIOS EDUCATIVOS, EXPANSION LOCALIZACIÓN DE SERVICIOS EDUCATIVOS NUEVAS CONSTRUCCIONES - IDEAL N 0 9km 0 9 Km. EXPANSION NUEVAS CONSTRUCCIONES Barrios Demanda

73 CIUDADES Y REGIONES PLAN MAESTRO DE DESARROLLO PLAN DE INVERSIONES USOS FUTUROS DEL SUELO INGRESO PER CÁPITA ENTRADAS. ESTADO ACTUAL USO POTENCIAL PRESUPUESTOS TECNOLOGÍAS Scale 1: Scale 1: SALIDAS km 9km , 2014, 2020, 10km Scale

74 A COMBINATIONAL AUCTION IMPROVES SCHOOL MEALS IN CHILE NETWORK SERVICE SCHEDULING AND ROUTING 2002 IFORS Prize for Operations Research in Development

75 LA SOCIEDAD CHILENA En el año 2000 el gobierno chileno contrató un modelo para evaluar licitaciones en compra de alimentos para los almuerzo de los colegios. El modelo, basado en un problema de programación mixta lineal probó capacidad para ahorrar U$ sobre un total de U$ que costó la compra de una licitación sin modelo. El ahorró significa: USD ANUALES (USD SEMANALES) ALIMENTOS PARA NIÑOS BENEFICIO DE LAS MATEMÁTICAS APLICADAS: 28% TIEMPO DE RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN: 4 HORAS (?) INTERFACES Volume 32, Number 6, Nov/Dec 2002 pp:1-14

76 FASOM: MODELO DEL SECTOR AGROINDUSTRIAL DEL DEPARTAMENTO DE AGRICULTURA DE LOS ESTADOS UNIDOS

77 FASOM es un modelo económico/matemático dinámico nolineal de los sectores agrícola y silvícola de los USA Describe la asignación de tierra, a través del tiempo, como consecuencia de la competencia de los sectores forestal, agrícola y bio-energetico. Fue desarrollado para la Agencia Americana de Protección del Ambiente (EPA) para evaluar el bienestar social y los impactos en el mercado de políticas alternativas para manejar la captura de carbono en los árboles. Una versión extendida del modelo se utiliza para simular los efectos de cambios climáticos inducidos por políticas gubernamentales, la conducta del mercado y el comportamiento de los agentes económicos en ambos sectores.

78 ESTRUCTURA DE FASOM LIMITES LIMITES RECURSOS USO DE TIERRA TECNOLOGÍAS PRODUCTOS MERCADOS ENTRADAS FUNCIONES DE OFERTA IMPACTOS AMBIENTALES TECNOLOGÍAS DE PROCESOS FUNCIONES DE DEMANDA, COMERCIO LIMITES

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82 2002 CIUDADES Y REGIONES

83 GESTIÓN DE DESASTRES/EMERGENCIAS

84 DESASTRES NATURALES HUMANOS

85 ACTIVIDADES GESTIÓN DE DESASTRES ANTES DESPUÉS MITIGACIÓN PREPARACIÓN RESPUESTA RECUPERACIÓN Mitigación o prevención: Conjunto de medidas para prevenir el desastre o reducir su impacto. Preparación: Preparar a la comunidad para responder de la mejor manera cuando un desastre ocurre. Respuesta: El empleo de los recursos y de los procedimientos de emergencia para preservar la vida, los bienes y el medio ambiente de la comunidad, dado que el desastre está ocurriendo. Recuperación: Conjunto de acciones a largo plazo para estabilizar la comunidad y recuperar la normalidad.

86 AQUÍ Y AHORA FUTURO MITIGACIÓN PREPARACIÓN DECISIONES SIMULADAS EVALUACIÓN POTENCIALES /RIESGOS COSTOS ESCENARIO 1 DECISIONES ANTICIPADAS ESCENARIO 2 MITIGACIÓN PREPARACIÓN ESCENARIO H

87 AQUÍ Y AHORA MITIGACIÓN PREPARACIÓN DESASTRES NATURALES El objetivo general es minimizar las potenciales pérdidas económicas y de vidas humanas y el impacto político de un ataque terrorista. Para este fin se estudia el comportamiento histórico de la naturaleza tratando de conocer probabilísticamente lo que puede llegar a ocurrir con el fin de tomar decisiones de conde, cuando y como asignar recursos de para mitigar y/o prepararse para el desastre.

88 AQUÍ Y AHORA MITIGACIÓN PREPARACIÓN DESASTRES HUMANOS El objetivo general es minimizar las potenciales pérdidas económicas y de vidas humanas y el impacto político de un ataque terrorista. Para este fin se plantean modelos que estudiando al contrincante e hipotetizando la posición que puede llegar a asumir (Teoría de Juegos) se toman decisiones de donde, cuando y como asignar recursos de defensa.

89 Unidades de demanda CIUDADES Y REGIONES DATOS HISTÓRICOS OPTIMIZACIÓN ESTOCÁSTICA DE LA MITIGACIÓN/PREPARACIÓN DE DESASTRES SIMULACIÓN GENERACIÓN ESCENARIOS MODELO DE TOMA DE DECISIÓN RESTRICCIONES SOBRE EL RIESGO OBJETIVO DE LA OPTIMIZACIÓN CONDICIONES DEL ENTORNO ESTRUCTURA DEL SISTEMA MODELO PROCESO ESTOCÁSTICO 450,000 ESCENARIOS DEL ENTORNO ALEATORIO OPTIMIZACIÓN 400, , , ,000 DISTRIBUCIÓN DE LA DEMANDA 250, , , , , , ,000 50, , , , ,000 50,000 - ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic MODELO DINÁMICO DE DESASTRES ESCENARIOS ALEATORIOS DE DESASTRES POLÍTICA ÓPTIMA ASIGNACIÓN RECURSOS MITIGACIÓN PREPARACION

90 AQUÍ Y AHORA RESPUESTA RECUPERACIÓN HECHOS CUMPLIDOS ACCIONES DURANTE EL DESASTRE ACCIONES DE RECONSTRUCCIÓN

91 GEOSPATIAL OPTIMIZATION OF STRATEGIC INFORMATION AND RESOURCES (GOSIR) GESTIÓN DE TERREMOTOS EN SEATTLE

92 PACIFIC RIM VISUALIZATION AND ANALYTICS CENTER (PARVAC) GOSIR: Plataforma de modelos matemáticos y algoritmos numéricos para el soporte de decisiones en la gestión de emergencias. JITC3: Just-in-time mobile command and control environment. Puesto de mando para el despliegue de personal en respuesta de emergencias, para optimizar el flujo de información sobre la emergencia y la respuesta durante un evento emergente. RIMSIM: First response simulator for common Pacific Rim Threats. Software basado en un sistema modular para simular las primeras comunicaciones de respuesta, los artefactos comunes y las acciones de respuesta con el fin de evaluar y mejorar el nivel de conocimiento distribuido. VISSEARCH: Sistema de ayuda a la búsqueda visual por intermedio de estrategias de detección de imágenes/patrones y mediación tecnológica.

93 GEOSPATIAL OPTIMIZATION OF STRATEGIC INFORMATION AND RESOURCES (GOSIR) Los sistemas de soporte de decisión para la preparación y respuesta de un desastre son desafiantes por: Incertidumbre de los eventos; y Dificultad para obtener datos en tiempo real. GOSIR desarrollo modelos de optimización para la localización y la asignación de suministros médicos para ser utilizados en las emergencias para la región de Seattle La distribución de suministros requiere una serie de decisiones: Antes del evento Localización de bodegas; y Niveles de inventario de los suministros médicos. Después del desastre, Asignación optimizada de suministros médicos a hospitales para reducir el tiempo de entrega.

94 GEOSPATIAL OPTIMIZATION OF STRATEGIC INFORMATION AND RESOURCES (GOSIR) Modelo de Optimización Estocástica (por escenarios) Selección de bodegas Determina el nivel de inventario balanceando el riesgo de los desastres con la entrega a tiempo de suministros. Modelo de transporte Transforma las ordenes de transporte en asignación óptima y ruteo de vehículos

95 GEOSPATIAL OPTIMIZATION OF STRATEGIC INFORMATION AND RESOURCES (GOSIR) Modelo de Optimización en Tiempo Real Da como resultado la asignación y ruteo de vehículos con la información actualizada de las condiciones de transporte y la demanda actual, y la información de suministros.

96 GEOSPATIAL OPTIMIZATION OF STRATEGIC INFORMATION AND RESOURCES (GOSIR) RIMSIM y GOSIR integran el entrenamiento de personal en un centro de comando para los desastres. RIMSIM se utiliza para la simulación del ambiente de entrenamiento, por otro lado GOSIR se utiliza para la toma de decisiones optimas. En la etapa de respuesta, GOSIR se utiliza para la toma de decisiones de transporte en tiempo real mientras la información de demanda de suministros es recolectada.

97 ANÁLISIS: Dos escenarios para terremoto en Seattle Falla de Seattle (M6.7) Falla de Cascadia (M9.0)

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99 UBICACIÓN DE RECURSOS PARA MITIGAR CONSECUENCIAS DE INUNDACIONES EN TAIWAN

100 La ciudad de Taipei localizada en el norte de Taiwan. tiene un área de 272 km 2 y tiene una densidad por encima de 10,000 habitantes/km 2. Muchos lugares en Taipei están en riesgo de inundación debido a la temporada de tifones. Para reducir el daño producido por los desastres, el gobierno requiere que la operación de desastres no dure más de 36 horas. Más aun, el gobierno de Taipei, esta designado como la cabeza del centro de rescate para desastres; 12 oficinas administrativas distritales son utilizadas como centros de rescate regional; y 84 oficinas de la subdivisión del distrito son escogidas como candidatos para la localización de bases de emergencia. La asignación de recursos para el rescate es importante para la gestión de desastres durante las inundaciones. Pequeñas bombas de agua son de los equipos más utilizados en las alcantarillas con problemas. El análisis se centra en localización de estas bombas de agua y de los centros de rescate. El modelo tiene como objetivo la preparación de la logística de emergencia.

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102 ADECUACIÓN DE VÍAS Y UBICACIÓN DE RECURSOS PARA MITIGAR CONSECUENCIAS DE TERREMOTO EN ESTAMBUL

103 ADECUACIÓN DE EDIFICIOS PARA MITIGAR TERREMOTO EN LOS ÁNGELES

104 DISTRIBUCIÓN DE RECURSOS DESPUÉS DE TERREMOTO EN HAITÍ

105 RECUPERACIÓN NUEVA ORLEANS DESPUÉS DEL HURACAN KATRINA

106 HURACÁN KATRINA El 2 de septiembre el 85% de Nueva Orleans quedó bajo el agua tras el paso del huracán Katrina. 134,564 casas fueron destruidas. Según la FEMA se estima que la recuperación tardara más de 10 años con un costo de 100 billones de dólares. OBJETIVOS DEL MODELAJE El objetivo general es ayudar a los planificadores a redesarrollar porciones especificas de Nueva Orleans. El objetivo específico es decidir si una porción de tierra debe ser utilizada para asentamientos humanos o no. Para esto se desarrolla un modelo de programación entera multiobjetivo sujeto a restricciones de presupuesto. Los objetivos son: Minimizar la distancia entre las fuentes de agua y los pedazos de tierra no utilizados para los asentamientos humanos. Maximizar la elevación de los asentamientos humanos. Minimizar el total de fronteras de cada distrito (para hacer distritos conexos y compactos) Maximizar beneficio social en la tierra habilitada para el uso humano.

107 DIVISION EN PARCELAS La porción de tierra que se analiza se divide en cuadrados con lados de longitud 1 (para una solución mas realista se podrían añadir variables de decisión que varían el tamaño de los lados). Un conjunto de parcelas con actividades socioeconómicas similares serán distritos. La altura es aproximada a un numero entero entre -4 y 4.

108 BENEFICIO SOCIAL Para calcular el beneficio social de cada parcela se normalizaron los datos de población y ingresos en la zona antes del desastre y numero de colegios y la distancia del centro a los hospitales. Posteriormente se hace una suma de estos parámetros normalizados, y ese es el índice de beneficio social. La desviación de beneficio social neto de cada distrito puede ser del 25%. Entre mas claro mas beneficio social

109 EXPERIMENTOS COMPUTACIONALES Se realizaron experimentos computacionales en los cuales se varió el peso que se le asignaba a cada objetivo (w1, w2, w3, w4). A continuación se pueden ver los resultados del algunos de los experimentos.

110 TECNOLOGÍAS INFORMÁTICAS CIUDADES Y REGIONES

111 ANALYTICS: TECNOLOGÍAS

112 PODEROSAS TECNOLOGÍAS INFORMÁTICAS SUFICIENTE CANTIDAD DE DATOS CAPACIDADES HUMANAS NECESIDAD EN LAS ORGANIZACIONES

113 RESULTADO CLAVE 2 Las inquietudes organizacionales de las empresas que detienen la implementación de ANALYTICS Obstáculos para extender el uso del análisis: Saber como utilizar ANALYTICS para mejorar el negocio Competencia de recursos asignados a proyectos Falta de habilidades internas Habilidad de conseguir la información Cultura existente desfavorece compartir información Las políticas de propiedad de los datos no es clara Falta de apoyo de los directivos Preocupaciones con los datos Costos percibidos son mayores a los beneficios No hay posibilidades de cambio Organizacional Datos Financieros Fuente: Traducción ANALYTICS: The new Path to Value

114 RESULTADO CLAVE 2 Las inquietudes organizacionales de las empresas que detienen la implementación de ANALYTICS Obstáculos para extender el uso del análisis: Saber como utilizar ANALYTICS para mejorar el negocio Competencia de recursos asignados a proyectos Falta de habilidades internas Habilidad de conseguir la información Saber como utilizar Cultura existente desfavorece compartir información ANALYTICS Las políticas de propiedad de los datos no es clara Falta de apoyo de los directivos para Preocupaciones mejorar con los datos el negocio, Costos percibidos son mayores a los beneficios es No la hay posibilidades principal de cambio barrera. Fuente: Traducción ANALYTICS: The new Path to Value Organizacional Datos Financieros

115 Valor relativo de las herramientas Visualización de datos Simulación y análisis de escenarios Analítica aplicada en el proceso de negocio Análisis de regresión, modelos de elección discreta y optimización matemática Tendencia histórica y proyección Clustering y segmentación Reportes estándar Hoy En 24 Meses

116 Valor relativo de las herramientas Visualización de datos Simulación y análisis de escenarios Analítica aplicada en el proceso de negocio Análisis de regresión, modelos de elección discreta y optimización matemática Tendencia histórica y proyección Clustering y segmentación Reportes estándar INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES (OPERATION RESEARCH) BUSINESS ANALYTICS AND OPTIMIZATION ANALYTICS Hoy En 24 Meses

117 TIEMPO DESARROLLO DE MODELOS años meses Librería Comerciales CPLEX Primer Lenguaje Algebraico GAMS Productores ERPs Invierten en Modelos Sistemas Comerciales Desarrollo Sistema de Soporte de Decisiones MPSX 1947

118 CLOUD COMPUTING Y MODELOS MATEMÁTICOS: INTELIGENCIA COLECTIVA

119 CLOUD COMPUTING CIUDADES Y REGIONES

120 CLOUD COMPUTING Google Apps: brinda el servicio de aplicaciones para empresas como Gmail, Google Talk, Google Calendar y Google Docs, etc. Amazon Web Services: los servicios que ofrece son el Amazon EC2, Amazon S3, SimpleDB, Amazon SQS. Azure de Microsoft: ofrece servicios de sistema operativo, hosting, sistemas para desarrollo. Blue Cloud de IBM:

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125 SMART GRIDS CITY/REGION CONTROL CENTERS

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131 EPILOGO CIUDADES Y REGIONES

132 COMPETITIVIDAD es el resultado de la suma de tres productividades: TECNOLÓGICA: eficacia de los procesos industriales; ECONÓMICA: eficacia en el acceso a los mercados; GERENCIAL: eficacia del proceso de toma de decisiones.

133 COMPETITIVIDAD es el resultado de la suma de tres productividades: TECNOLÓGICA: eficacia de los procesos industriales; ECONÓMICA: eficacia en el acceso a los mercados; GERENCIAL: eficacia del proceso de toma de decisiones. LA PRODUCTIVIDAD GERENCIAL MANEJA DEL ORDEN DEL 15% DE LOS COSTOS Y ES EL RESULTADO DEL USO DE ANALYTICS

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135 La noción del compromiso que cada generación tiene con sus sucesores está en el corazón del concepto de desarrollo sostenible, el cual fue plasmado por la World Commission on Environment and Development (Brundtland Comisión, WCED 1987) en su informe Our Common Future que afirma que GRACIAS!!! Ing. Jesús M. Velásquez Bermúdez, Ph. D. Director Científico DecisionWare International Corp. el desarrollo sostenible satisface las necesidades de la presente generación sin comprometer las posibilidades de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades. Esto solo se consigue con el uso racional (científico) de los recursos renovables, cuya gestión óptima y eficaz es responsabilidad de los naturales, renovables y no- gobernantes y de todos sus asesores.

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