Presentación de la tesis doctoral

1. Propuesta de Arquitectura de Control Basada en
Políticas de Calidad de Servicio
Tesis Doctoral
Directores
Dr. D. José E. Simó Ten
Dr. D. Juan Luis Posadas Yagüe
Autor
D. José Luis Poza Luján
Departamento de Informática de Sistemas y Computadores
Instituto de Automática e Informática Industrial
Universitat Politècnica de València

2. Contenido
Introducción • Introducción • Trabajo experimental
Estado del arte
• Contexto • Desarrollos
Propuesta
• Motivación • Escenarios
Trabajo
• Objetivos • Aplicación de políticas de QoS e
Experimental
inclusión de sensores lógicos de
Conclusiones
• Estado del arte control
• Arquitecturas de control en • Gestión dinámica basada en la
sistemas distribuidos QoS y la QoC
• Calidad de servicio
• Requisitos • Conclusiones
• Estándares de control • Aportaciones
• Estándares de comunicaciones • Trabajo futuro
• Publicaciones
• Propuesta: arquitectura FSACtrl
• Modelado
• Control
• Comunicaciones
• Gestión de la calidad
• Gestión de los eventos
• Parámetros de calidad de servicio
• Ciclo integral de la calidad
• Sistemas de agentes
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 2

3. Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Introducción
• Contexto
• Motivación
• Objetivos
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 3

4. Contexto
Introducción • Departamento de Informática de Sistemas y
Estado del arte
Computadores
Propuesta
Trabajo
Experimental • Instituto de Investigación de Automática e Informática
Conclusiones Industrial. Grupo de Investigación en Informática
Industrial
• Arquitecturas para Sistemas Autónomos
• Proyectos
• Proyecto KERTROL (2005-2007): Núcleo de Control en
los Sistemas Empotrados Fuertemente Interconectados.
• Ministerio de Educación y Ciencia. CICYT: DPI2005-09327-
C02-01/02
• Proyecto SIDIRELI (2008-2011): Sistemas distribuidos
con recursos limitados. Núcleo de Control y
Coordinación.
• Ministerio de Ciencia e Innovación. CICYT: DPI2008-
06737-C02-01/02
• Proyecto COBAMI (2012-2014): Control Basado en
Misiones.
• Ministerio de Ciencia e Innovación. CICYT: DPI2011-
28507-C02-02
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 4

5. Motivación
Introducción • Proliferación de los sistemas de control en red (NCS: Networked
Estado del arte
Control Systems)
Propuesta
Trabajo • Necesidad de técnicas para su gestión
Experimental
• Caracterización para la optimización de un sistema distribuido
Conclusiones
de control inteligente
• Emplear el paradigma de sistemas de control basados en eventos
[Dormido et al., 2008]
• Conseguir que el rendimiento sea dependiente de la coordinación
estrecha entre los componentes de comunicaciones y los
componentes de control [Yang, 2006]
• Necesidad de medir el rendimiento por medio de los parámetros de
calidad de servicio (QoS: Quality of Service) [Kumar, 2001] y los
parámetros de calidad del control (QoC: Quality of Control) [Dorf
and Bishop, 2008]
• Hipótesis
• En función de los parámetros de QoS y QoC es posible optimizar
un sistema distribuido de control basado en eventos
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 5

6. Objetivos
Introducción
• Revisión de las arquitecturas distribuidas de control inteligente
Estado del arte
Propuesta • Obtención de las características más relevantes
Trabajo
Experimental
• Análisis de los parámetros de rendimiento de las
Conclusiones comunicaciones y del control empleados en los sistemas
distribuidos de control inteligente
• Diseño de una arquitectura distribuida de control
inteligente, basada en estándares que de soporte a la Calidad
de Servicio y a la Calidad de Control
• Formalización, validación experimental de la arquitectura
Sistema de control distribuido inteligente
Análisis Comunicaciones Control Distribuido
Parametrización Calidad de Calidad de
Servicio Control
Carácterización Características
Gestión Configuración
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 6

7. Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Estado del arte
• Arquitecturas de control en sistemas distribuidos
• Calidad de servicio
• Requisitos
• Estándares de control: SWE
• Estándares de comunicaciones: DCPS
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 7

8. Arquitecturas de control en sistemas distribuidos
Introducción • Análisis y organización
Estado del arte
Propuesta
Arquitecturas de Control
Trabajo Sistemas
Experimental Control del Navegación Distribuidos
Conclusiones entorno de Robots
[Aiello, 2005] [Brooks, 1991] [Arkin, 1998] [Alami et al., 1998] [Coulouris et al., 2001]
Apertura Escalabilidad Adaptabilidad Extensibilidad Extensibilidad
Escalabilidad Eficiencia Portabilidad Adaptabilidad Escalabilidad
Heterogeneidad Generalidad Robustez Robustez Heterogeneidad
Topología Versatilidad Modularidad Autonomía Seguridad
Creatividad Programabilidad Soporte a fallos
Racionalidad Coherencia Concurrencia
Planificabilidad Reactividad Transparencia
Aprendizaje
Reactividad
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 8

9. Calidad de servicio
Introducción
• Parámetros de QoS en función del ámbito en el que se aplican
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 9

10. Alineación con el modelo computacional de ejecución
Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 10

11. Estándares de control
Introducción
• SWE (Sensor Web Enablement)
Estado del arte
Propuesta
• Iniciativa de la OGC (Open Geospatial Consortium)
Trabajo • Marco de referencia para la explotación de sistemas de sensores
Experimental en Internet
Conclusiones • Procesos como servicios
• Componentes de control
• Especificaciones de información basadas en XML
• Modelado de sensores: SensorML
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 11

12. Estándares de comunicaciones
Introducción
• Ubicación de la QoS en los sistemas distribuidos
Estado del arte
Propuesta
• Atributos y parámetros
Trabajo • Políticas
Experimental
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 12

13. Estándares de comunicaciones
Introducción
• DCPS (Data Centric Publish Subscribe)
Estado del arte
Propuesta
• Propuesto por la OMG (Object Management Group)
Trabajo • Parte del modelo DDS (Data-Distribution Service for Real-Time
Experimental Systems) basado en el paradigma de publicación-subscripción
Conclusiones • Desacopla los componentes en tiempo, espacio y flujo de mensajes
• Gestión de las comunicaciones basada en las políticas de QoS
• Recepción de la información
• A iniciativa del receptor (read, take)
• A iniciativa del emisor (on_data_available)
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 13

14. Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Propuesta: arquitectura FSACtrl
• Modelado
• Control
• Comunicaciones
• Gestión de la calidad
• Gestión de los eventos
• Parámetros de calidad de servicio
• Ciclo integral de la calidad
• Sistemas de agentes
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 14

15. Modelado
Introducción
• Modelo conceptual: FSACtrl
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Capa de aplicación / de usuario Ctrl Sensor Lógico (Control)
Experimental
Dw Sensor Lógico (Data Writer)
Componentes
Conclusiones CCT
basados en
SWE
LSG Ctrl LSG Ctrl
Dr Sensor Lógico (Data Reader)
CONTROL
QoC
Ctrl Ctrl
Ctrl Ctrl Ctrl
Ls Sensor Lógico (Listener)
FSA-Ctrl (Middleware)
Dr Dw Dr Ls Dw Pb Adaptador (Publisher)
Componentes basados en DCPS
Sb Adaptador (Subscriber)
QoS
Conexión interna (entre
COMUNICACIONES
sensores lógicos)
Conexión externa (sensores
lógicos con datos lógicos)
Políticas de QoS
LNT
Pb Sb Sb Pb Sb Datos lógicos
Canales de comunicación Canal de comunicaciones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 15

16. Modelado
Introducción
• Modelo formal
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 16

17. Control
Introducción
• Elementos de control
Estado del arte
• Sensores lógicos de ca
lidad de s
er
s
vi c
i ca
Propuesta
• Reciben mensajes y los
io
lít
Po
Trabajo
Conexiones Conexiones
Experimental procesan entrantes salientes
Conclusiones • Determinan las acciones y Cola de Hilo de
envían los mensajes para mensajes control
realizarlas
• Proporcionan los
parámetros de QoS
• Componentes de control
• Agrupación de sensores
Conexiones
lógicos de control y de
entrantes
Conexiones
Dr Dw
salientes
comunicaciones
interconectados Ctrl
Ls Dw
• Permite implementar
comportamientos Ctrl
complejos Componente de control
a partir de acciones
sencillas
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 17

18. Control
Introducción
• Grafo de sensores lógicos
Estado del arte
Propuesta
(LSG: Logical Sensor
Trabajo Graph)
Experimental • Permite aplicar los
Conclusiones
algoritmos de grafos a la
estructura de control
• Organizador del flujo de
mensajes
• Árbol de Componentes de
Control (CCT: Component
Control Tree)
• Inclusión de componentes
de control dentro de otros
componentes de control
• Jerarquiza el control
• Soporte a agentes físicos
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 18

19. Comunicaciones
Introducción
• Elementos de comunicaciones
Estado del arte
Propuesta
• Permiten conectar los diferentes componentes de control entre los
Trabajo diferentes nodos de control
Experimental Productor Consumidor
Conclusiones
Ls
Dato lógico
Dato lógico
Ctrl Dw Pb Sb Ctrl
Canal de comunicaciones
Dr
Dato lógico
• Implementación
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 19

20. Comunicaciones
Introducción
• Árbol de espacio de nombres lógicos (LNT: Logical Namespace
Estado del arte
Propuesta
Tree)
Trabajo • Datos lógicos jerárquicos
Experimental • Conecta el control con las comunicaciones
Conclusiones
• Abstracción del sistema
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 20

21. Gestión de la calidad
Introducción
• Calidad de servicio
Estado del arte
Propuesta
• Presente en todos los
Trabajo elementos de la
Experimental arquitectura FSACtl
Conclusiones • Parámetros basados en
la cola de mensajes
• Políticas (subconjunto de
las definidas en el modelo
DCPS que actúan sobre
la cola de mensajes de los
elementos FSACtrl
• Calidad de control
• Parámetros implementados
como clases para poder
ser gestionados por el
sistema de eventos
• Dependiente del algoritmo
de control
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 21

22. Gestión de los eventos
Introducción
• Eventos
Estado del arte
Propuesta
• Selección de sucesos significativos
Trabajo • Condiciones
Experimental • Agrupación de eventos condicionados entre ellos
Conclusiones
• Prioridad
• Acciones
• Cambios en el sistema
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 22

23. Parámetros de Calidad de Servicio
Introducción
• Elementos
Estado del arte
Propuesta
• Parámetros básicos
Trabajo obtenidos a partir de los
Experimental parámetros de las colas
Conclusiones de mensajes y del hilo
de control
• Monitorizan características
básicas de cada elemento
• Componentes de control
• Combinan los parámetros
de los elementos
• Mayor complejidad
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 23

24. Parámetros de Calidad de Servicio
Introducción
• Intrínsecos
Estado del arte
Propuesta
• Obtenidos directamente de los parámetros de calidad de los
Trabajo sensores lógicos
R
Experimental
···
R ls W
ls
Conclusiones
···
ls
ls
L W
···
L
• Aparentes
• Obtenidos a partir de los sensores lógicos de comunicaciones de
un solo componente de control
R
···
R W
···
Control
L W
···
L
• Representativos
• Se considera al componente de control de forma global incluyendo
los componentes de control interno
CONTROL
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 24

25. Parámetros de Calidad de Servicio: representativos
Introducción
• Gestión integral de las diferentes fuentes de mensajes de un
Estado del arte
Propuesta
componente de control
Trabajo • Uso de las políticas de QoS de DCPS
Experimental
Conclusiones
• Formulación en relación a ventanas definidas por las políticas
de QoS de los sensores lógicos de comunicaciones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 25

26. Ciclo integral de la calidad
Introducción
• Fundamentos [González, 2007]
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
• Aplicación en la arquitectura
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 26

27. Ciclo integral de la calidad
Introducción
• Implementación
Estado del arte
Propuesta
• Cambio en la acción de control
Trabajo
• Modificación de la QoC requerida
Experimental • Cambio en las condiciones del entorno
Conclusiones • Modificación de la QoC obtenida
• Cambio en las condiciones de comunicaciones
• Modificación de la QoS obtenida
Componente de control
setControlAction() Parámetro
1: Acción de Valor
de QoC
control (usuario) objetivo
Algoritmo Sensores
setQoC() de control Lógicos
2: Resultado del de
getQoC() control
control (sistema)
Valor Valor
medido producido
setQoS()
3 y 6: Condiciones de las Sensores
comunicaciones (sistema) getQoS() Dr/L Dw Lógicos de
comunicaciones
receive() send()
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 27

28. Implementación de sistemas de agentes
Introducción
• Componentes de control como agentes de control
Estado del arte
Propuesta
• Agentes gestores
Trabajo • Agentes de control
Experimental • Tabla de contenidos
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 28

29. Implementación de sistemas de agentes
Introducción
• Protocolos de soporte a operaciones avanzadas.
Estado del arte
Propuesta
• Fragmentación y fusión
Nodo de control Nodo de control
Trabajo Agente de control Agente de control Agente de control Agente de control
Fragmentación Ctrl Ctrl
···
Ctrl Ctrl Ctrl
Experimental
··· ··· ··· ···
Conclusiones
···
Ctrl Ctrl Ctrl Ctrl
···
Ctrl Ctrl Ctrl
Ls Dr Dw Ls Dw Ls Dw
Ls Dr Dw Ls Dw Ls Dw
LD LD LD LD LD
LD LD LD LD LD
LD LD
LD LD
Sb Sb Pb Sb Pb Sb Pb
Sb Sb Pb Sb Pb Sb Pb
Canal de comunicaciones interno del nodo de control
Fusión Canal de comunicaciones interno del nodo de control
Canal de comunicaciones
Canal de comunicaciones
Nodo de control Nodo de control
• Clonación y movimiento
(origen) (destino)
Agente de control Agente de control
···
Ctrl Ctrl Ctrl
··· ··· ···
···
Ctrl Ctrl Ctrl Ctrl
Nodo de control Nodo de control ···
···
(origen) (destino) Ls Dr Dw Dw Ls Dw
Agente de control Agente de control LD LD ··· LD LD LD LD
Clonación Sb Sb ··· Pb Pb Sb Pb
···
Ctrl Ctrl Ctrl
··· ··· ··· Canal de comunicaciones
···
Ctrl Ctrl Ctrl
··· Nodo de control Nodo de control
Ls Dr ··· Dw Dw Ls (origen) (destino)
Agente de control Agente de control
···
···
LD LD LD LD LD Ctrl Ctrl Ctrl
··· ···
Sb Sb ··· Pb Pb Sb
Ctrl Ctrl Ctrl
···
Canal de comunicaciones Movimiento Ls Dr ··· Dw Dw Ls Dw
LD LD ··· LD LD LD LD
Sb Sb ··· Pb Pb Sb Pb
Canal de comunicaciones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 29

30. Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Trabajo experimental
• Desarrollos
• Escenarios
• Aplicación de políticas de QoS e
inclusión de sensores lógicos de control
• Gestión dinámica basada en la QoS y la
QoC
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 30

31. Desarrollos
Introducción
• Simulador de robots
Estado del arte
Propuesta
• Varios robots con una gran
Trabajo variedad de sensores por
Experimental robot
Conclusiones • Obstáculos estáticos y
dinámicos
• Fuentes de estímulos:
luz, calor, oxígeno, orgánico
• Balizas
• Aplicación distribuida de
diseño y ejecución del
control
• Basada en los elementos de
la arquitectura FSACtrl.
• Canales de comunicaciones
• LNT
• CCT
• LSG
• Parámetros de QoS
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 31

32. Escenarios
Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
• Escenario 1. Básico, empleado como muestra de control
• Escenario 2. Optimización basada en las políticas de QoS
• Escenario 3. Optimización basada en la utilización de sensores
lógicos de control para el procesamiento previo de mensajes
• Escenario 4. Optimización integral con QoS, QoC y sensores
lógicos de control
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 32

33. Escenarios
Introducción
• Vehículos de Braitenberg
Estado del arte
Propuesta
• Evaluación incremental de la complejidad de los sistemas reactivos
Trabajo inspirada biológicamente
Experimental • Experimentos realizados
Conclusiones
• Escenarios 1, 2 y 3: aplicación de políticas de QoS y de sensores
lógicos de control
• Escenario 4: Gestión dinámica basada en las políticas de QoS y los
parámetros de QoC
y1(t) y1(t) y1(t) + u1(t) y1(t) y1(t) u1(t)
+ u1(t) - u2(t) Ctrl u1(t) u2(t)
+ +
+
u1(t)
+
-
···
LSG ···
u2(t) - Ctrl u2(t)
y2(t) + uS(t) uS(t)
y2(t) y2(t) y2(t) y2(t)
Vehículo 1 Vehículo 2 Vehículo 3 Vehículo 4 Vehículo 5
Escenario 1 X X X X X
Escenario 2 X X X X
Escenario 3 X X X X
Escenario 4 X
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 33

34. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículo 1. Desplazamiento
Estado del arte
Propuesta
• Comportamiento básico
Trabajo • Empleado para comprobar la descripción de los elementos de la
Experimental arquitectura
Conclusiones • Descripción y comportamiento
Motor Sensor
Conexión
y1(t)
+
u1(t)
+
y2(t)
• Implementación con la arquitectura FSACtrl
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 34

35. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículo 1. Desplazamiento
Estado del arte
Propuesta
• Resultados
Trabajo
Experimental
Conclusiones
• Comprobación de las conexiones
• Escenario base para la comprobación de los comportamientos
posteriores
• Velocidad.
• Carga
• Frecuencia de muestreo
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 35

36. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículos 2, 3 y 4.
Estado del arte
Propuesta
• Miedo, agresión, amor, temor y gustos
Trabajo • Conexión directa de dos sensores y dos motores
Experimental • Descripción
Conclusiones
2.a 2.b 3.a 3.b 4a y 4b
• Comportamiento
• Implementación
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 36

37. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículos 2, 3 y 4
Estado del arte
Propuesta
• Control
Trabajo
Experimental 4.a
Conclusiones
2.a 2.b 3.a 3.b
• Resultados 4.b
2.a 3.a 4.a
2.b 3.b 4.b
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 37

38. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículo 3c. Combinación de comportamientos
Estado del arte
Conexiones directas entre sensor y Conexiones cruzadas entre sensor y
Propuesta
motor (versiones ‘a’) motor (versiones ‘b’)
Trabajo Aportación positiva del Sensores de temperatura: Sensores de luz: comportamiento
sensor al motor (vehículos 2) comportamiento de huida de atracción.
Experimental
Aportación negativa del Sensores de materia orgánica: Sensores de oxígeno:
Conclusiones sensor al motor (vehículos 3) comportamiento de atracción comportamiento de huida
• Descripción
• Comportamiento
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 38

39. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículo 3c. Combinación de comportamientos
Estado del arte
Propuesta
• Control
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 39

40. Políticas de QoS y sensores lógicos de control
Introducción
• Vehículo 3c. Combinación de comportamientos
Estado del arte
Propuesta
• Resultados
Trabajo
Experimental
Conclusiones
• Aumento de la complejidad del control
• La gestión de la QoS optimiza más (15%) que la inclusión de
sensores lógicos de procesamiento previo (5%)
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 40

41. Gestión dinámica basada en políticas de QoS
Introducción
• Vehículo 5. Lógico
Estado del arte
Propuesta
• Descripción
Trabajo
Experimental
Conclusiones
• Control
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 41

42. Gestión dinámica basada en políticas de QoS
Introducción
• Vehículo 5. Lógico
Estado del arte
Propuesta
• Control
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 42

43. Gestión dinámica basada en políticas de QoS
Introducción
• Vehículo 5. Lógico
Estado del arte
Propuesta
• Calidad del control
Trabajo
Experimental
Conclusiones
t final t final
IAE sensor (t ) referencia dt IAE d sensor (t ) d seguridad dt
t0 t0
t final t final
ITAE t sensor (t ) referencia dt ITAE t d sensor (t ) d seguridad dt
t0 t0
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 43

44. Gestión dinámica basada en políticas de QoS
Introducción
• Vehículo 5. Lógico
Estado del arte
Propuesta
• Comportamiento
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Frecuencia de muestreo fija Frecuencia de muestreo variable
• Resultado
• Con una carga de red
equivalente
• el promedio de la velocidad
de navegación del vehículo
es equivalente a una
frecuencia de muestreo
mayor
• La carga de control es
ligeramente inferior a la
carga de control
equivalente
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 44

45. Gestión dinámica basada en políticas de QoS
Introducción
• Vehículo 5. Lógico
Estado del arte
Propuesta
• Resultados
Trabajo • Variación de la frecuencia de muestreo en función del
Experimental comportamiento
Conclusiones
• Variación de la frecuencia de muestreo en función de la
combinación de los comportamientos
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 45

46. Gestión dinámica basada en políticas de QoS
Introducción
• Vehículo 5. Lógico
Estado del arte
Propuesta
• Optimización global
Trabajo
• Ciclo integral de la calidad
Experimental
• Ciclo integral de la calidad y combinación de comportamientos
Conclusiones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 46

47. Introducción
Estado del arte
Propuesta
Trabajo
Experimental
Conclusiones
Conclusiones
• Aportaciones
• Trabajo futuro
• Publicaciones
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 47

48. Aportaciones
Introducción
• Trabajo de Investigación
Estado del arte
Propuesta
• Revisión y estudio
Trabajo
• Caracterización de las arquitecturas de control y sistemas distribuidos
Experimental
• Tecnologías en función de los paradigmas de comunicación empleada.
Conclusiones • Calidad de servicio en los entornos distribuidos.
• Implementación de la calidad de servicio en los middleware
• Propuesta de arquitectura FSACtrl
• Basada en los estándares DDS
• Especificación formal
• Características
• Gestión temporal y espacial de componentes y mensajes
• Medición de la QoS y QoC.
• Gestión de la QoS
• Gestión de eventos
• Implementación de componentes de control complejos: agentes
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 48

49. Aportaciones
Introducción
• Desarrollos
Estado del arte
Propuesta
• Simulador de robots con una gran variedad de sensores y con
Trabajo obstáculos estáticos y dinámicos
Experimental • Empleado en más ámbitos
Conclusiones • Aplicación distribuida de diseño y ejecución del control basada en
los elementos de la arquitectura FSACtrl
• Orienta al diseño del sistema de control
• Permite comprobar la viabilidad de la implementación
• Experimentos realizados
• Aplicación de políticas de QoS y de sensores lógicos de control
• Cuando se aplican políticas de QoS se optimiza la carga de control
• Gestión dinámica basada en las políticas de QoS y los parámetros
de QoC
• Utilización conjunta de la QoS y de la QoC para la optimización del
sistema
• Optimización en la composición de comportamientos
• Variación de la carga de las comunicaciones en función de las
circunstancias de la navegación
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 49

50. Trabajo futuro
Introducción
• Arquitecturas distribuidas de control inteligente
Estado del arte
Propuesta
• Comunicaciones
Trabajo
• Descubrimiento automático de las topologías de los canales de
Experimental
comunicaciones
Conclusiones • Comprobación de la redundancia en la información
• Control basado en eventos
• Eventos necesarios o relevantes en el procesamiento de
comportamientos
• Medición de las operaciones de control
• Evaluación del impacto de las operaciones de los agentes de
control.
• Configuración de márgenes de funcionamiento
• Simulación para la optimización del sistema
• Configuración topológica óptima dadas unas condiciones específicas
• Auto-configuración por medio de la reubicación de los componentes
del sistema
• Gestión integral basada en la QoS y la QoC
• Índices de medición para la optimización de un sistema de control
• Relación de parámetros relevantes para la caracterización y la
optimización de un sistema
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 50

51. Publicaciones
Introducción • Congresos internacionales
Estado del arte
Propuesta • Poza, J. L., Posadas, J.L., Simó, J.E. and Benet, G. Hierarchical
Trabajo communication system to manage maps in mobile robot navigation.
Experimental Proceedings of International Conference on Automation, Control and
Conclusiones Instrumentation. IADAT-aci2006 Valencia (Spain). 2006
• Poza, J.L., Posadas, J.L. and Simó, J.E. Distributed agent specification to
an Intelligent Control Architecture. 6th International Workshop on Practical
Applications of Agents and Multiagent Systems. Salamanca (Spain). 2007
• Poza, J.L., Posadas, J.l. and Simó, J.E. Middleware with QoS support to
control intelligent systems. Second International Conference on Advanced
Engineering Computing and Applications in Sciences. Valencia (Spain).
2008
• Poza, J.L., Posadas, J.L. and Simó, J.E. From the Queue to the Quality of
Service Policy: a Middleware Implementation. International Symposium on
Distributed Computing and Artificial Intelligence. Salamanca (Spain). 2009
• Poza-Luján, Jose-Luis, Posadas-Yagüe, Juan-Luis and Simó-Ten, José-
Enrique, Multi-agent architecture with support to quality of service and
quality of control. Proceedings of the 11th international conference on
Intelligent data engineering and automated learning. Paisley (Scotland).
2010
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 51

52. Publicaciones
Introducción
• Revistas internacionales
Estado del arte
Propuesta
• Posadas, J.L., Poza J.L., Simó J.E., Benet G., Blanes, F. Agent
Trabajo Based Distributed Architecture for Mobile Robot Control.
Experimental Engineering Applications of Artificial Intelligence. Pergamon Press
Conclusiones Ltd. 2008. Vol.: 21 N. 6. p.p. 805-823
• JCR 2008: 1.397
• Revistas en preparación
• Optimizing reactive behaviors of mobile robot navigation by means
the QoS and QoC
• Sensors
• Arquitectura distribuida de control inteligente con soporte a la
gestión de la calidad de servicio y la calidad de control.
• Revista Iberoamericana de Automatica e Informatica Industrial
Propuesta de Arquitectura Distribuida de Control Inteligente basada en Políticas de Calidad de Servicio 52

53. Propuesta de Arquitectura de Control Basada en
Políticas de Calidad de Servicio
Tesis Doctoral
Directores
Dr. D. José E. Simó Ten
Dr. D. Juan Luis Posadas Yagüe
Autor
D. José Luis Poza Luján
Departamento de Informática de Sistemas y Computadores
Instituto de Automática e Informática Industrial
Universitat Politècnica de València