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ENERO-JUNIO ISSN: EN TRÁMITE

1 Revista: “Visión Tecnológica Acapulco” Año 3, Número 4 Enero-Junio 2019

44 Años formando profesionistas para el desarrollo de Guerrero y México

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ACAPULCO

CONSEJO EDITORIAL

DIRECTOR HONORARIO

Ing. Eliot Joffre Vázquez

PRESIDENTE TÉCNICO

M.I.I. Orlando Morales Bonilla

SECRETARIO TÉCNICO

M.A. Humberto Morales Domínguez

VOCALES

M.C. José Francisco Gazga Portillo Ing. Noé García Escobar

M.A. Salomón Santana López Dr. Eduardo de la Cruz Gámez

REVISORES TÉCNICOS

Dr. José Ricardo Aguilera Terrats Dr. Salomón García Paredes

Dra. Magna Concepción Morales Barrera Dr. Juan Carlos Valdés Godínes

M.C. David Díaz Delgado M.I. Manuel Sánchez Zarza

REVISOR ORTOGRÁFICO

Lic. Alejandra Monroy Chegüe

DISEÑO GRÁFICO

C. Verónica Dennise Organista Vázquez C. Oscar Ivan Rojas Almontes

VISIÓN TECNOLÓGICA ACAPULCO. Año 2, No. 3, Enero – Junio 2019, es una publicación semestral editada por el Tecnológico Nacional de México dependiente de la Secretaria de Educación

Pública, a través del Instituto Tecnológico de Acapulco. Av. Universidad 1200, quinto piso, Colonia Xoco, Benito Juárez, Ciudad

de México, Teléfono 5536002500 ext. 65064, correo: [email protected]. Editor responsable: M. A. Humberto

Morales Domínguez. Reserva de Derecho al uso exclusivo: 04-2018-031515144100-203, ISSN: en trámite, ambos son otorgados por el

Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización: M. A. Humberto Morales

Domínguez, Jefe del Departamento de Comunicación y Difusión del Instituto Tecnológico de Acapulco, Av. Instituto Tecnológico S/N,

Colonia Crucero de Cayaco, C. P. 39905, Acapulco, Gro. Fecha de la última actualización: 07 de noviembre de 2018.

El objetivo de la revista es dar a conocer a la Comunidad los conocimientos Científicos, Tecnológicos y Humanísticos que vivimos

todos nosotros. Las publicaciones de los artículos son sometidas a revisión por un

comité de arbitraje y el contenido es responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda prohibida la reproducción parcial o total de los contenidos e

imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto encargado, salvo que sea citada la fuente de origen.

EDITORIAL

Este volumen dedica su portada a la Certificación del Sistema

de Gestión Integrado en las normas ISO 9001:2015 E ISO

14001:2015, otorgado por ARMS de México S.A. de C.V.

También hace referencia al II Congreso Internacional de

Innovación, Tecnología y Sustentabilidad 2018 (CIITyS

2018) “Una Visión Multidisciplinaria”, celebrado del 10 al 12

de octubre del presente año.

Esta revista está dedicada al trabajo de investigación que se

desarrolla dentro y fuera de la Institución.

Se incluyen 5 artículos de alumnos de la Maestría

Profesionalizante en Sistemas Computacionales, que fueron

presentados en los Congresos “Academia Journals Morelia

2018” y que hablan de sus proyectos de desarrollo

tecnológicos tales como la utilización de una aplicación móvil

para evitar desplazamientos del personal al registrar ordenes

en un restaurante, el desarrollo de un prototipo de un sistema

de interfaz cerebro-computadora para el reconocimiento de

comandos utilizando una diadema electrónica, el desarrollo

de una aplicación móvil para el control de una flotilla de

agentes de ventas de publicidad, el reconocimiento

automático de las emociones humanas a través del análisis

facial interactuando con aplicaciones, el reconocimiento de

emociones humanas mediante el análisis de voz.

También se aborda el tema de Gramification como un espacio

para compartir experiencias generar ideas para la mejora de

los cursos de enseñanza.

Se presenta la propuesta de la implementación de sistemas

biométricos para el acceso a las áreas donde se almacena

información importante para la Institución.

Así mismo, se presenta un estudio de análisis microbiológico

del agua embotellada que venden 8 purificadoras de la región.

mailto:[email protected]



VISIÓN TECNOLÓGICA ACAPULCO

1 Editorial

2 Índice

3-10 Propuesta de una aplicación de minería de datos para la detección automática de competencia y monitoreo de productos en MercadoLibre Ing. Gerardo Alberto López Vega, M.T.I. Juan Miguel Hernández Bravo

11-19 Reconocimiento Facial a través de cámaras de video vigilancia Ing. Gladis Guzmán Guerrero, M.T.I. Rafael Hernández Reyna

20-29 Desarrollo de una aplicación web para el control del historial clínico electrónico en el sector salud, utilizando el estándar HL7 Ing. Luis Ángel Castro Silvestre, M.T.I Juan Miguel Hernández Bravo

30-38 Propuesta: Implementación de una red virtual en una infraestructura de telefonía VOIP Dr. Eduardo de la Cruz Gámez, Ing. Miguel Ángel Jiménez Leal

39-44 45-52 53-61

Repositorio Digital que Permita el Almacenamiento y Difusión de la

Producción Académica y de Investigación del ITA

Ing. Itzel López Miranda, Dr. José Antonio Montero Valverde

Aplicando la metodología Scrum para la construcción de una herramienta informática para la gestión de proyectos de desarrollo de software Ing. José Raúl López Morales, M. C. José Francisco Gazga Portillo Diseño para una herramienta Hardware-Software para apoyar la Rehabilitación de Niños con Fibrosis Pulmonar Ing. Giselle Martínez Hernández, Dr. José Antonio Montero Valverde

62-70

Análisis y diseño para el desarrollo de un Sistema de Información Web para el Control y Seguimiento del Proceso del Servicio Social (SIWSS) Caso: Colegio de Bachilleres Plantel No. 2 de Acapulco Ing. José Alberto Medina Castañeda, M. C. Francisco Javier Gutiérrez Mata

71-80 Desarrollo de un Sistema Web y Aplicativo Android para el

control y monitoreo Geolocalización de unidades de

Transportación de Recolección de Residuos Sólidos Urbanos

Ing. Leslie Yajaira Peña Vázquez, M. T. I. Jorge Carranza Gómez



Propuesta de una aplicación de minería de datos para la detección

automática de competencia y monitoreo de productos en MercadoLibre.

Ing. Gerardo Alberto López Vega, MTI. Juan Miguel Hernández Bravo

Instituto Tecnológico de Acapulco

[email protected], [email protected]

Resumen --- El presente trabajo expone una propuesta para el desarrollo de una aplicación de software que implemente un modelo de clasificación y la técnica de minería de datos Naive Bayes para detectar y hacer un seguimiento de manera automática de la competencia de una empresa que vende en la plataforma de comercio electrónico MercadoLibre al evaluar las características de vendedores y productos publicados en dicha plataforma. El comercio electrónico en América Latina se encuentra dominado por MercadoLibre, con 56.3 millones de visitantes al mes y un total 10.8 millones de vendedores activos. El aumento en el número de vendedores dentro de la plataforma representa un reto importante para las PyMES ya que en su mayoría cuentan con recursos limitados y para competir con empresas más grandes y posicionadas en la plataforma, es necesario que cuenten con herramientas que les permitan optimizar sus recursos y ser más eficientes en sus procesos. El sistema plantea la integración con la plataforma MercadoLibre mediante su API de desarrollo la cual permite acceder a los datos de productos y vendedores publicados en dicha plataforma, así como realizar ciertas modificaciones a las publicaciones del vendedor. Se pretende que la aplicación permita al usuario monitorear los datos de sus publicaciones, realizar búsquedas de

productos, así como también realizar un seguimiento de sus competidores. Los datos registrados en la aplicación servirán como entrada para el modelo de clasificación que evaluará las características de los registros, como el precio del producto, la reputación del vendedor, tipo de publicación, forma de pago y tipo de envío con el fin de detectar automáticamente si un vendedor es considerado competidor. Palabras clave --- clasificación, detección, seguimiento, competencia, mercadolibre.

Abstract --- This paper will present a proposal for the development of a software application that implements a classification model and the data mining technique Naive Bayes to automatically detect and track the competition of a company that sells on MercadoLibre ecommerce platform, evaluating the characteristics of sellers and products published.

Ecommerce in Latin America is dominated by MercadoLibre, with 56.3 million visitors per month and a total of 10.8 million active sellers. The increase in the number of sellers within the platform represents an important challenge for SMEs, since most of them have limited resources and to compete with larger companies and positioned on the platform, it is necessary that they have tools that increase them their resources and be more efficient in their processes.



The project exposes the integration with the MercadoLibre platform through its development API which allows access to the data of products and vendors published on said platform, as well as making certain modifications to the seller's publications.

It is intended that the application allows the user to monitor the data of their publications, perform product searches, as well as track their competitors. The data recorded in the application will serve as input for the classification model that evaluates the characteristics of the records, such as the price of the product, the reputation of the seller, type of publication, payment method and type of shipment in order to automatically detect If a seller is considered a competitor.

Key Words --- Classification, Detection, MercadoLibre, Competitors, Monitoring

Área Académica --- Sistemas Computacionales

Introducción

De acuerdo con la Encuesta Nacional sobre Disponibilidad y Uso de Tecnologías de la Información en los Hogares (ENDUTIH) 2018, en los últimos años ha ido al alza el interés de los mexicanos por el comercio electrónico, y actualmente en el país se calcula que cerca de 20 por ciento de las personas que tienen acceso a Internet lo usa para ordenar o comparar productos, esa cifra tuvo un incremento de 3.0 por ciento respecto a 2017, cuando fue cerca de 17 por ciento (ENDUTIH, 2018). Según Linio en su informe Índice Mundial de Comercio Electrónico, las ventas de comercio electrónico en América Latina superan los 57,000 millones de dólares. Brasil y México se encuentran a la cabeza de los países con mayores ventas en el

comercio electrónico en América Latina. México ha conseguido un alcance del 65%, detrás de Brasil que se consolido con el 71% (Linio, 2018). De acuerdo con la consultora ComScore, el comercio electrónico en América Latina se encuentra dominado por MercadoLibre, con 56.3 millones de visitantes al mes, seguido por Amazon con 22.4 millones de visitantes (ComScore & EMarketer, 2018). En México MercadoLibre alcanza los 20 millones de visitas mensuales (Mercadolibre, 2017). Según datos de MercadoLibre el aumento de vendedores en la plataforma ha tenido un comportamiento exponencial en los últimos años, el cual ha aumentado un 7% en 2018 llegando a alcanzar 10.8 millones de vendedores activos (MercadoLibre, 2018). El mundo moderno es sumamente competitivo y exigente, la industria actual requiere de soluciones integrales de automatización y control cada vez más avanzadas que les permitan a las empresas optimizar su productividad y los recursos de modo que puedan competir en un entorno globalizado. Las PyMES cuentan con recursos limitados tanto humanos como financieros por lo que, para poder llegar a competir con empresas más grandes y posicionadas en el mercado, es necesario que cuenten con las herramientas que les permitan optimizar sus recursos y ser más eficientes en sus procesos. Las pequeñas y medianas empresas cumplen un importante papel en la economía de todos los países. Actualmente en México existen 4 millones de PyMES activas. Las cuales constituyen el 80% de las empresas, el 79% del



empleo, y contribuyen con un 52% del PIB (Forbes, 2018). Uno de los principales retos para las PyMES en México es la innovación tecnológica, de acuerdo a Forbes solo el 6% de las PyMES aprovecha las TIC’s para mejorar su productividad (Forbes, 2018). Ante el creciente nivel de competencia, la búsqueda de mantenerse en el mercado y crecer es una tarea de vital importancia para las PyMES, por lo anterior es de gran importancia contar con las herramientas tecnológicas necesarias que le brinden información veraz y oportuna del estatus actual de la organización con la cual puedan tomar decisiones y desarrollar estrategias que les permitan crecer y tener un mejor aprovechamiento de sus recursos.

Técnicas de Minería de Datos

Según Russel y Norvig un sistema aprende cuando su desempeño mejora con la experiencia, es decir, cuando la habilidad no estaba presente entre sus rasgos de nacimiento (Russell & Norvig, 2009). De acuerdo con Microsoft una técnica de minería de datos es un conjunto de heurísticas y cálculos que permiten crear un modelo a partir de datos. Para crear un modelo, el algoritmo analiza primero los datos proporcionados, en busca de tipos específicos de patrones o tendencias (Microsoft, 2018). El algoritmo usa los resultados de este análisis en un gran número de iteraciones para determinar los parámetros óptimos para crear el modelo de minería de datos. Las técnicas se separan en aquellas que siguen un enfoque de aprendizaje supervisado y en las que no (Figura 1).

Figura 1. Técnicas de minería de datos más

representativas

Modelo de Clasificación

En aprendizaje automático la clasificación es el problema de identificar a algo dentro de un conjunto de categorías (subpoblaciones) que pertenece a una nueva observación, sobre la base de un conjunto de datos que contiene observaciones (o instancias) cuya categoría de miembros es conocida, (Figura 2). La clasificación está considerada como un caso de aprendizaje supervisado, es decir, un aprendizaje en el que se dispone de un conjunto de observaciones correctamente identificadas. El procedimiento no supervisado se conoce como clustering, e implica agrupar los datos y categorías basadas en alguna medida de similitud o distancia inherente (Alpaydin, 2014). Un algoritmo que implementa la clasificación, se conoce como un clasificador, estos algoritmos predicen una o más variables discretas, basándose en los demás atributos del conjunto de datos.

Figura 2. Ejemplo de identificación y clasificación de

datos

Tecnicas de Minería de

Datos

Aprendizaje Supervisado

Clasificación

Redes Neuronales

Redes Bayesianas

Arboles de Desición

Maquinas de Vectores de

Soporte

Regresión

Aprendizaje No Supervisado

Reglas de Asociación

Clustering



Clasificador Naive Bayes

En teoría de la probabilidad y minería de datos, un clasificador Bayesiano es un clasificador probabilístico fundamentado en el teorema de Bayes (Han, 2011), se utiliza en el modelado de predicción y de exploración. Si una nueva tupla va a ser clasificada, el Teorema de Bayes es utilizado para calcular la probabilidad de que pertenezca a la clase utilizando la ecuación (1) (Mozina, Demsar, Kattan, & Zupan, 2004). En la ecuación (1) la P denota probabilidad y la notación 𝑃(𝑇|𝐶𝑖) representa la probabilidad condicional de T dado que se sabe que la clase es 𝐶𝑖. 𝐶𝑖 es una clase que pertenece al conjunto de clases {𝐶1, 𝐶2, 𝐶3, …} para el conjunto de datos. La ecuación (1) es calculada para cada una de las clases y la clase con 𝑃(𝐶𝑖|𝑇) más alta es considerada como instancia de la clase.

𝑃(𝐶𝑖|𝑇) =𝑃(𝑇|𝐶𝑖)𝑃(𝐶𝑖)

𝑃(𝑇) (1)

Al calcular 𝑃(𝐶𝑖|𝑇) para cada 𝐶𝑖 el denominador 𝑃(𝑇) es constante en todas las clases por lo tanto puede ser eliminado de la ecuación. Así, la ecuación (2) se puede usar para encontrar la clase que tiene la mayor probabilidad. El símbolo ~ denota que el lado izquierdo es proporcional al lado derecho.

𝑃(𝐶𝑖|𝑇)~𝑃(𝑇|𝐶𝑖)𝑃(𝐶𝑖) (2)

El clasificador Naive Bayes se basa en el supuesto de independencia condicional de clase, es decir, que los valores de los atributos de T son independientes entre sí. Como consecuencia, si T es la tupla n <t1, t2, ... tn>, entonces 𝑃(𝑇|𝐶𝑖) de la ecuación (2) puede ser calculada utilizando la ecuación (3). La justificación de la ecuación (3) se basa en la teoría de probabilidad,

donde la probabilidad conjunta de eventos independientes se puede calcular multiplicando las probabilidades de estos eventos. Por lo tanto, para calcular 𝑃(𝐶𝑖|𝑇) basado en la ecuación (2) necesitamos calcular 𝑃(𝐶𝑖) y calcular 𝑃(𝑇|𝐶𝑖) basados en Ecuación (3) y multiplica los dos resultados. Esto se realiza para cada clase 𝐶𝑖 y la clase con el valor más alto es elegido como la clase para la nueva tupla T.

𝑃(𝑇|𝐶𝑖) = ∏ 𝑃(𝑡𝑘|𝐶𝑖) =𝑛𝑘=1

𝑃(𝑡1|𝐶𝑖) 𝑥 𝑃(𝑡2|𝐶𝑖) 𝑥 𝑃(𝑡3|𝐶𝑖) 𝑥 … 𝑥 𝑃(𝑡𝑛|𝐶𝑖) (3)

Descripción del Método

La metodología utilizada para este estudio está basada en el proceso para la obtención de conocimiento en base de datos (KDD), el cual ha sido adaptado para ajustarse a los objetivos y características del proyecto. El desarrollo del proyecto se encuentra divido principalmente en 6 etapas (Figura 3), las cuales serán descritas a continuación.

Figura 3 Metodología del proyecto

INTEGRACIÓN CON MERCADOLIBRE API

En esta etapa se plantea el desarrollo de un sistema que permita establecer una conexión con la plataforma MercadoLibre (Figura 4), la conexión se realiza a través del API de desarrollo de la plataforma, esto

Integración con Mercadolibre API

Obtención

de los datos

Preparación del Dataset

Aplicación de Algoritmo

Clasificación

Analisis de Resultados

Seguimiento de Competencia



con la finalidad de obtener los datos de vendedores y productos, así como también permitir al usuario buscar y darles seguimiento a los productos de su competencia. Se propone desarrollar el proyecto bajo un ambiente Web utilizando el lenguaje Python y Django debido a las características del proyecto, así como por las especificaciones del API.

Figura 4. Integración al API de MercadoLibre

OBTENCIÓN DE LOS DATOS

Durante esta etapa se pretende que el usuario utilice el sistema y lo alimente con los datos obtenidos de MercadoLibre, los cuales se encuentran codificados en formato JSON (Figura 5), así como también, aquellos que se registren al buscar y seleccionar de forma manual la competencia para los productos del usuario, los cuales servirán como entrada para el modelo de clasificación.

Figura 5. Datos obtenidos de MercadoLibre en

formato JSON

PREPARACIÓN DEL DATASET

En esta etapa, se plantea el procesamiento y limpieza de los datos registrados poder aplicar el algoritmo de clasificación, los datos deben de estar en un formato que pueda ser procesado por el algoritmo, por lo que primero hay transformarlos para poder utilizarlos. El Tabla 1 muestra un conjunto de datos de entrenamiento que pueden usarse. El atributo de clase seleccionado es Competencia (C), que indica si el producto es competencia del producto del usuario. Los datos utilizados para determinar si es competencia son Calificación (R), Pago (P), Precio (B), Envío (E) y Tipo (T). R tomará el valor de “roja” para vendedores con reputación negativa, “amarilla” para vendedores con reputación regular y “verde” para vendedores con excelente reputación. B será “menor” cuando el producto del otro vendedor sea más económico que el producto del usuario y “mayor” en caso contrario, T será “especial” para publicaciones con mayor exposición y “normal” para publicaciones normales. P será “si” en caso de que el vendedor acepte pagos diferidos y “no” en caso contrario, por último, E tomará el valor de “si” en caso de ofrecer envío gratis del producto y “no” en caso contrario. Por ejemplo, la primera instancia del Tabla 1 tiene los siguientes valores para los diferentes atributos R = verde, P = si, B = menor, y E = si y T = especial, basados en estos datos, la decisión mostrada en la columna C es si, en otras palabras, el producto es clasificado como competencia por las características que lo hacen más competitivo que el producto del usuario. Esto es basado en la experiencia pasada hecha por el usuario.



Tabla 1. Conjunto de datos de entrenamiento para

el modelo de clasificación

(R) (P) (B) (E) (T) (C)

verde si menor si especial si amarilla no mayor si especial no

rojo no mayor no especial no rojo no mayor si especial no

amarillo si menor si normal si verde no menor si normal si verde si mayor si normal si

amarillo si menor no normal si amarillo no mayor no especial no verde no mayor no especial no verde no menor si especial no rojo si mayor no normal si

amarillo si menor si normal si verde no menor si normal si verde no menor no normal no rojo si menor si normal Si rojo si menor no normal Si

APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE

CLASIFICACIÓN

En esta etapa se propone aplicar la técnica

Naive Bayes para analizar nuevas tuplas

agregadas al conjunto de datos, por

ejemplo, considerando que los valores de

los atributos de una nueva tupla son

(“verde”, “no”, “mayor”, “no”, “especial”)

considerando el orden de las columnas

mostradas en el Tabla 1, el algoritmo debe

de calcular la probabilidad de que este

pertenezca a la clase Competencia, para

ello se considera lo siguiente, existen 2

clases identificadas para la etiqueta de

clase Competencia, C = si y C = no.

Sustituyendo en la ecuación (2) para cada

uno de ellas se obtienen las ecuaciones (4)

y (5).

𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖 | 𝑇) ~ 𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑠𝑖) ∗ 𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖)

(4)

𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜 | 𝑇) ~ 𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑛𝑜) ∗ 𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜)

(5)

En el primer paso se calcula 𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖) y

𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜) utilizados en las ecuaciones (4)

y (5).

𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖) = 10/17 = 0.59

𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜) = 7/17 = 0.41

En el segundo paso calculamos la

probabilidad de 𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑠𝑖) y

𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑛𝑜) al sustituir los valores

individuales de probabilidad por cada valor

del atributo en la ecuación (3).

𝑃(𝑅 = 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒|𝐶 = 𝑠𝑖) = 4/10 = 0.4

𝑃(𝑃 = 𝑛𝑜|𝐶 = 𝑠𝑖) = 2/10 = 0.2

𝑃(𝐵 = 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟|𝐶 = 𝑠𝑖) = 2/10 = 0.2

𝑃(𝐸 = 𝑛𝑜|𝐶 = 𝑠𝑖) = 3/10 = 0.3

𝑃(𝑇 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑎𝑙|𝐶 = 𝑠𝑖) = 1/10 = 0.1

𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑠𝑖) = 0.4 ∗ 0.2 ∗ 0.2 ∗ 0.3 ∗ 0.1

= 0.00048

𝑃(𝑅 = 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒|𝐶 = 𝑛𝑜) = 3/7 = 0.429

𝑃(𝑃 = 𝑛𝑜|𝐶 = 𝑛𝑜) = 7/7 = 1

𝑃(𝐵 = 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟|𝐶 = 𝑛𝑜) = 5/7 = 0.714

𝑃(𝐸 = 𝑛𝑜|𝐶 = 𝑛𝑜) = 4/7 = 0.571

𝑃(𝑇 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑎𝑙|𝐶 = 𝑛𝑜) = 6/7 = 0.857

𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑛𝑜) = 0.429 ∗ 1 ∗ 0.714 ∗ 0.571

∗ 0.857 = 0.14988

Como último paso se realiza la

multiplicación representada por las

ecuaciones (4) y (5) para obtener el

resultado final. Dado que 𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜 | 𝑇) >

𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖 | 𝑇) la clase de la nueva fila es

identificada como C = no.

𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖 | 𝑇) ~ 𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑠𝑖) ∗ 𝑃(𝐶 = 𝑠𝑖)

= 0.0005 ∗ 0.59 = 0.000282

𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜 | 𝑇) ~ 𝑃(𝑇 | 𝐶 = 𝑛𝑜) ∗ 𝑃(𝐶 = 𝑛𝑜)

= 0.1499 ∗ 0.41 = 0.0616

ANÁLISIS DE RESULTADOS

En esta etapa se analizan los resultados

obtenidos por el algoritmo aplicado en la

etapa anterior, para ello se propone el

desarrollo de un módulo dentro del sistema

que permita visualizar mediante un reporte

los datos de los productos que hayan sido



detectados por el algoritmo (Figura 6), el

reporte debe mostrar el precio de los

productos e indicar si son mayores o

menores que el precio del producto del

usuario. El usuario podrá determinar si el

resultado de la detección ha sido correcto,

y en caso contrario indicar en el sistema si

el producto no se considera competencia,

de modo que el modelo de clasificación

vaya mejorando conforme se utilice.

Figura 6. Reporte de Resultados

SEGUIMIENTO DE COMPETENCIA

En esta etapa se plantea que el sistema

realice el seguimiento automático de los

productos que se hayan marcado como

competencia por el algoritmo de

clasificación. En esta parte, el sistema debe

de hacer consultas cada cierto periodo de

tiempo al API de MercadoLibre con el fin de

obtener los datos actualizados de los

productos y actualizar la información

registrada en la base de datos del sistema,

en caso de detectar cambios en las

publicaciones de otros vendedores, el

sistema generará una alerta para el usuario

indicando por ejemplo un precio sugerido

para su producto en caso que los productos

de la competencia sean menores (Figura

7), en donde se puede observar un

producto con diferentes precios, entre ellos

el actual y el sugerido.

Figura 7. Seguimiento de Competencia y Precio

Sugerido

Conclusiones

Se ha mostrado en este trabajo una

propuesta de desarrollo de un sistema que

se integra con MercadoLibre una de las

plataformas de comercio electrónico más

importantes en México y América Latina,

mediante su API de desarrollo mediante el

cual se pretende automatizar el proceso de

detección y seguimiento de competencia al

integrar un algoritmo de clasificación

mediante la técnica de minería de datos

Naive Bayes. En el trabajo se analizaron los

datos de entrenamiento que se pretenden

utilizar para el modelo y se describió el

fundamento probabilístico de la técnica

propuesta. Así mismo se describen las

etapas del método, las cuales se basaron

en el proceso KDD por sus similitudes con

el proyecto y las fases para su desarrollo.



Recomendaciones

En este trabajo se ha propuesto la técnica

de clasificación Naive Bayes ya que resulta

útil para generar rápidamente modelos de

minería de datos que detecten las

relaciones entre las columnas de entrada y

las columnas de predicción. Este algoritmo

resulta útil para realizar una exploración

inicial de los datos y, más adelante, aplicar

los resultados para crear modelos de

minería de datos adicionales con otros

algoritmos más complejos y precisos, por lo

que se recomienda continuar el presente

trabajo explorando otras técnicas de

clasificación como árboles de decisión o

redes neuronales y así, comparar los

resultados obtenidos.

Referencias

Alpaydin, E. (2014). Introduction to

Machine Learning. MIT Press.

ComScore, & EMarketer. (2018,

Mayo). Statista. Retrieved from

https://www.statista.com/statisti

cs/321543/latin-america-online-

retailer-visitors/

ENDUTIH. (2018). Retrieved from

https://www.inegi.org.mx/conten

idos/saladeprensa/boletines/20

19/OtrTemEcon/ENDUTIH_201

8.pdf

Forbes. (2018, Enero 31). Pymes

Mexicanas, Un panorama para

2018. Retrieved from

https://www.forbes.com.mx/pym

es-mexicanas-un-panorama-

para-2018/

Han, J. (2011). Data Mining: Concepts

and Techniques, 3rd Ed.

Morgan Kaufmann.

Linio. (2018). Índice Mundial de

Comercio Electrónico.

Retrieved from

https://www.linio.com.mx/sp/indi

ce-ecommerce

Mercadolibre. (2017, Diciembre).

Retrieved from

http://www.mercadolibrepublicid

ad.com.mx/descargas/2017/ML

_Mediakit2018_MX.pdf

MercadoLibre. (2018). Retrieved from

https://www.marketplacepulse.c

om/stats/mercadolibre/mercado

-libre-number-of-sellers-81

Microsoft. (2018, Abril 30). Retrieved

from

https://docs.microsoft.com/es-

es/sql/analysis-services/data-

mining/data-mining-algorithms-

analysis-services-data-

mining?view=sql-server-

2017#choosing-the-right-

algorithm

Mozina, M., Demsar, J., Kattan, M., &

Zupan, B. (2004). Nomograms

for Visualization of Naive

Bayesian Classifier. Springer,

Berlin, Heidelberg.

Russell, S., & Norvig, P. (2009).

Inteligencia Artificial: Un

Enfoque Moderno. Prentice

Hall.

11

Revista: “Visión Tecnológica Acapulco” Año 3, Número 4 Enero-Junio 2019


RECONOCIMIENTO FACIAL A TRAVÉS DE CÁMARAS DE VIDEO VIGILANCIA

Ing. Gladis Guzmán Guerrero, M.T.I. Rafael Hernández Reyna. Instituto Tecnológico de Acapulco

[email protected] [email protected]

Resumen

En los últimos años, el

desarrollo de ingenios y programas informáticos para sistemas de seguridad ha experimentado un gran impulso. El reconocimiento facial es una herramienta importante para la seguridad, es por eso que el objetivo de este proyecto es diseñar una herramienta computacional que sea capaz de hacer reconocimiento facial de manera confiable a través de cámara de Como planteamiento del problema tenemos que la inseguridad en nuestro país se ha convertido en un problema. Hoy en día, es una de las principales características de todas las sociedades modernas, guerrero es uno de los 5 estados más inseguros y delictivos del país según la revista Forbes [Solis, 2018]. Desafortunadamente esta situación ha pasado a afectar a instituciones educativas, es por eso que se deben tomar medidas de seguridad no solo de personal capacitado sino también haciendo uso de la tecnología inteligente. Hoy en día, es una de las principales características de todas las sociedades modernas, actualmente la extensión de la violencia se ha desbordado en un clima generalizado de criminalidad. En este trabajo se pretende hacer uso de la inteligencia artificial, utilizando algoritmos de

reconocimiento facial para resultados de identidad confiable.

Nuestro objetivo general de este proyecto, es el desarrollo de un sistema que sea capaz de obtener un reconocimiento facial confiable en imágenes, obtenidas a través de cámaras de video vigilancia, haciendo uso del algoritmo viola-jones. Video Vigilancia haciendo uso de un algoritmo de detección de objetos. El algoritmo de Viola Jones es un método de detección de objetos que se usa ampliamente en la detección de caras en imágenes y video. El algoritmo se basa en la comparación entre las intensidades luminosas de regiones rectangulares de las imágenes denominadas Haar-like features que calcula empleando una imagen integral.

Palabras clave— Detección facial, Reconocimiento Facial, Algoritmo Viola & Jones, Cámaras de Video Vigilancia, imagen Integral.

Abstract

In recent years, the development of software mills and programs for security systems has experienced great momentum. Facial recognition is an important tool for security, that is why the objective of this project is to



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design a computational tool that is capable of making facial recognition reliably through a Video Surveillance camera using a detection algorithm. objects. The Viola Jones algorithm is an object detection method that is widely used in the detection of faces in images and video. The algorithm is based on the comparison between the luminous intensities of rectangular regions of the images called Haar-like features that it calculates using an integral image.

As an approach to the problem we have that insecurity in our country has become a problem. Today, it is one of the main characteristics of all modern societies, Guerrero is one of the 5 most insecure and criminal states in the country according to Forbes magazine [Solis, 2018]. Unfortunately, this situation has come to affect educational institutions, which is why safety measures must be taken not only by trained personnel but also by using intelligent technology. Today, it is one of the main characteristics of all modern societies, currently the spread of violence has overflowed in a generalized climate of crime. This work aims to make use of artificial intelligence, using facial recognition algorithms for reliable identity results.

Our general objective of this project is the development of a system that is capable of obtaining reliable facial recognition in images, obtained through video surveillance cameras, using the viola-jones algorithm.

Keywords— Facial detection, Facial Recognition, Viola & Jones Algorithm,

Video Surveillance Cameras, Integral image.

Introducción

El rostro humano es un objeto dinámico que tiene un alto grado de variabilidad en su apariencia lo cual hace que su detección sea un problema difícil de tratar en visión por computador. En los inicios de esta tecnología llamada “Reconocimiento facial” se usaba distintos algoritmos muy simples, el cual daba mayor oportunidad a que los errores se produjeran, ya que al ser así el mismo reconocimiento se podría dar para 2 personas diferentes. En la actualidad y con los avances logrados, además de los algoritmos que han sido exponencialmente mejorados, los errores son mínimos pues la manera en la que lleva a cabo el reconocimiento de rostros ha cambiado logrando obtener resultados más confiables. La detección de rostros es actualmente utilizada en diferentes aplicaciones informáticas y en diversas ramas de aplicación como son la seguridad de dispositivos, control de acceso a lugares restringidos, seguimiento de personas, entre otras. Los sistemas biométricos surgen como una solución real a los problemas de verificación. La biometría consiste de un conjunto de métodos automatizados para la verificación de individuos mediante el uso de características físicas o del comportamiento de la persona. Esta tecnología se basa en la premisa de que cada persona es única y posee rasgos distintivos que pueden ser

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utilizados para identificarla. El algoritmo que estamos utilizando tiene como finalidad, detectar los rostros humanos en una imagen para luego poder determinar la identidad de cada uno de ellos; proponiéndose una gran variedad de técnicas, desde algoritmos básicos de detección de bordes hasta algoritmos compuestos de alto nivel que utilizan métodos avanzados de reconocimiento de patrones. (Barroso, 2014)

Estas técnicas de detección se han abordado desde diferentes enfoques: Enfoques basados en rasgos faciales o características locales, en los que se buscan determinados elementos que componen el rostro, como los ojos, la nariz, la boca, Enfoques holísticos o basados en la imagen, en este caso los métodos trabajan con la imagen completa o zonas concretas de la misma de la cual se extraen características que puedan representar el objeto buscado, enfoques híbridos, estos métodos usan tanto la información local como la global para la detección, basándose en el hecho de que el sistema de percepción humano distingue tanto las características locales como globales del rostro, el objetivo principal del análisis de rostros es extraer información valiosa de las caras, como su posición en la imagen, las características, las expresiones, el género o la identidad de la persona.(Barroso, 2014)

El objetivo principal del análisis de rostros es extraer información valiosa de las caras, como su posición en la imagen, las características, las

expresiones, el género o la identidad de la persona para poder lograr una alta efectividad y funcionamiento en la detección facial de nuestro algoritmo ya que es fundamental para obtener un reconocimiento de rostros preciso a través cámaras de video vigilancia.

El presente trabajo se apoya en el campo de la visión computacional, en especial en los métodos de verificación facial para la creación de un sistema de reconocimiento facial a través de cámaras de video vigilancia.

Descripción del método

El reconocimiento facial es una herramienta que nos permite identificar a una persona automáticamente por medio de una imagen digital. Para realizar un reconocimiento facial se deben analizar las características faciales de la persona, las cuales se pueden extraer ya sea de una fotografía o desde un fotograma en una fuente de video, esta se convierte en una plantilla y luego se compara con las imágenes en una base de datos para verificar la identidad de la persona. (Alfredo et al., 2017)

El reconocimiento facial se obtiene por medio de un proceso, este proceso se divide en 7 etapas como se muestra en la figura 1, como lo son: Pre-procesamiento, Segmentación, Extracción de Características, Detección facial y Clasificación para finalmente identificar la persona.

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Figura 1. Metodología de Software.

PRE-PROCESAMIENTO

El procesamiento de imágenes digitales es el conjunto de técnicas que se aplican a las imágenes digitales con el objetivo de mejorar la calidad o facilitar la búsqueda de información. Su objetivo es reducir el entorno que no es de interés para el problema. Fondo, ruido, entre otras. (Iii, 2004) SEGMENTACIÓN

Consiste en partir una imagen de entrada en sus partes u objetos constituyentes. En general, la segmentación autónoma es una de las labores más difíciles del tratamiento digital de imágenes. Es el proceso en que se divide una escena percibida en sus partes para extraer objetos para su posterior reconocimiento y análisis. Por lo que una subdivisión del espacio de parámetros llamados

células de acumulación donde (amax ,

amin ) y (bmax , bmin ) son los

intervalos.(Iii, 2004)

Figura 2. División del plano

de parámetros en células. (Iii, 2004)

La imagen es divida en una matriz de 3x3, inicialmente se desarrolla este tipo de segmentación, para disminuir problemas de confusión de piezas. Normalmente este uso se segmentación en células acumulativas se implementa en algoritmos básicos de segmentación de tipo similitud como es la transformada de Hough. El tipo de segmentación utilizado es Segmentación General. La mayoría de procesamiento de imágenes se aplica directamente sobre imágenes en escala de grises, debido al bajo consumo de cómputo de éste; la mayoría de métodos matemáticos deterministas que se utilizan en su procesamiento, están basados en la diferencia de niveles de grises, por lo que no existen muchos métodos para procesamiento de imágenes en color, aun cuando estos pueden ser utilizados en este tipo de formato de imagen. (Iii, 2004)

La detección del rostro se lleva

a cabo aplicando el concepto de imagen integral implementada en el algoritmo desarrollado por Viola y

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Jones. Este algoritmo utiliza una imagen integral para extraer características de forma rápida y precisa, debido a que no trabaja directamente con los valores de intensidad de los pixeles, sino que lo hace a través de una imagen acumulativa que se va formando basada en las operaciones básicas que se realizan a medida que se va recorriendo la imagen.(Barroso, 2014)

Figura 3. Imagen integral. (Segmentación, n.d.)

La figura 3 ilustra la aplicación de este proceso con el fin de obtener la imagen integral (recuadro superior derecho) a partir de la imagen original Im(x, y). La imagen integral se obtiene al realizar un desplazamiento de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo realizando la suma de los pixeles a medida que se va desplazando en la localización de los puntos (x, y), como se muestra en la figura 3. (Segmentación, n.d.)

EXTRACCIÓN DE CARACTERÍSTICAS

La extracción de características en imágenes y secuencias de imágenes faciales, consiste en extraer información asociada con la activación de los diferentes músculos del rostro, esta tarea puede realizarse en forma global u holística en donde se analiza el rostro como un solo conjunto o localmente en donde se seleccionan regiones de interés del rostro como ojos cejas y boca. Adicionalmente los métodos de extracción de características faciales se pueden clasificar de acuerdo a su enfoque en: características faciales de movimiento o deformaciones del rostro.

Inicialmente, el algoritmo necesita muchas imágenes positivas (imágenes de caras) e imágenes negativas (imágenes sin caras) para entrenar al clasificador. Entonces necesitamos extraer características de él.(Barroso, 2014)

En imágenes las características de cada objeto se extraen al aplicar ciertas funciones que permitan la representación y descripción de los objetos de interés de la imagen (patrones). La extracción de características es un paso en el reconocimiento de patrones en el cuál las medidas u observaciones son procesadas para encontrar a tributos que puedan ser usados para asignar los objetos a determinada clase (Correa & Chichizola, 2001). La extracción de características es realizada aplicando a la imagen filtros con bases Haar. Estos filtros pueden ser calculados eficientemente sobre la

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imagen integral, Los filtros con bases Haar, realizan una codificación de diferencia de intensidades en la imagen, generando características de contornos, puntos y líneas, mediante la captura de contraste entre regiones.

Figura 4. Filtros Haar rotados, trasladados y con cambios de escala

Inicialmente en esta etapa de extracción de características, el algoritmo necesita imágenes positivas (imágenes de caras) e imágenes negativas (imágenes sin caras) para entrenar al clasificador. Entonces necesitamos extraer características de él. Para esto, se utilizan las características de bases Haar, como se ilustra en la figura 4. En el trabajo de Viola-Jones, las características se definen sobre una ventana de búsqueda básica de 24×24 píxeles, lo que da lugar a más de 160,000 características posibles. Ahora todos los tamaños y ubicaciones posibles de cada ventana se usan para calcular muchas características. Para cada

cálculo de características, necesitamos encontrar la suma de píxeles en rectángulos blanco y negro. Para resolver esto los autores del algoritmo Paul Viola y Michael Jones, introdujeron las imágenes integrales. (Alhamzawi, 2018)

Figura 5. Convolución del filtro Haar

con una imagen integral. (Alhamzawi, 2018)

De la convolución de un filtro

Haar con la imagen integral, se puede extraer una característica en un tiempo constante sobre la imagen integral adicionando y sustrayendo los valores de los vértices para cada rectángulo como se muestra en la figura 5. Para mayor claridad, en la figura la suma de los píxeles que forman el rectángulo D se puede calcular como: sumD = (4 +1) − (2 + 3) (2)

Donde 1, 2, 3, 4, son los valores dados en la imagen integral en dichas localizaciones.(Alhamzawi, 2018)

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DETECCIÓN FACIAL

La detección facial es una tecnología de visión computarizada que determina el lugar y el tamaño de rostros humanos en imágenes o videos. Es uno de los subtipos de detección de objeto/clase, cuya tarea es encontrar la localización y el tamaño de los objetos en una imagen. Mientras que para el ser humano es trivial esta tarea, una computadora presenta dificultades debido a diversos factores como: variabilidad en la posición del rostro, presencia o ausencia de componentes estructurales (ejemplo: bigote), expresión facial, oclusión (uso de lentes, gorro, entre otras.) y condiciones del ambiente. La detección facial es una etapa importante en un sistema de reconocimiento facial, sin embargo, influye de manera significante en el resultado del proceso, ya sea dado un conjunto de imágenes o video en tiempo real. Por lo tanto, debe ser capaz de identificar los rostros independientemente de los factores que anteriormente se mencionaron. Los métodos de detección facial se dividen en cuatro categorías (no excluyentes): -Métodos basados en conocimiento: Codifican el conocimiento humano mediante distancias y posiciones entre las características humanas (ojos, nariz, labios). -Métodos basados en características invariantes: Las características invariantes son aquellas que no se modifican a eventuales cambios de luz, pose o ubicación de la cámara,

tales como la ceja, nariz, textura de la piel y línea de pelo.

Este método funciona detectando uno de estos componentes, construyendo un modelo estadístico y con los resultados, verificar la existencia de un rostro. -Métodos basados en moldes (patrones): Es la relación entre una imagen de entrada y un patrón o molde previamente definido, cuyo objetivo es capturar características del rostro. -Métodos basados en apariencia: Utilizan modelos obtenidos mediante entrenamiento de imágenes, tomando la imagen como un vector de características, es decir, es visto como una variable aleatoria. A diferencia de los métodos basados en moldes, donde el patrón es definido por un “experto”, los patrones en este modelo son determinados por el aprendizaje obtenido en el entrenamiento de imágenes.

Existen varios métodos para detectar rostros, sin embargo, el algoritmo de Viola-Jones, es el más eficaz, obteniendo un mayor porcentaje de aciertos respecto a sus pares, además de más rapidez. Este algoritmo integra un nuevo concepto, la imagen integral, que junto con el algoritmo de boost como método de entrenamiento, forman un clasificador complejo y preciso (Alfredo et al., 2017).

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Conclusión. CLASIFICACIÓN

Esta etapa dentro del algoritmo de detección se encarga de asignar un conjunto de características dado a una clase con la que se encuentra una mayor similitud, de acuerdo a un modelo inducido durante el entrenamiento. Boosting es un método de clasificación que combina varios clasificadores básicos para formar un único clasificador más complejo y preciso. La idea se basa en la afirmación de que varios clasificadores sencillos, cada uno de ellos con una precisión ligeramente superior a una clasificación aleatoria, pueden combinarse para formar un clasificador de mayor precisión, siempre y cuando se disponga de un número suficiente de muestras de entrenamiento. La aplicación de clasificadores en cascada ha permitido obtener buenos resultados. En la figura 6, se muestra un esquema de un clasificador en cascada. (Alhamzawi, 2018)

Figura 6. Clasificador en cascada

Para aplicar la técnica de boosting primero se debe establecer un algoritmo de aprendizaje sencillo (clasificador débil o base), que será llamado repetidas veces para crear diversos clasificadores base. Para el entrenamiento de los clasificadores base, se emplea, en cada iteración, un subconjunto diferente de muestras de entrenamiento y una distribución de pesos diferente sobre las muestras de entrenamiento (Alhamzawi, 2018). Finalmente, estos clasificadores base se combinan en un único clasificador que se espera sea mucho más preciso que cualquiera de los clasificadores base por separado.

CLASIFICADOR ADABOOST

AdaBoost es un algoritmo

predictivo para clasificación y regresión. AdaBoost (refuerzo adaptativo) es un algoritmo de aprendizaje conjunto que puede utilizarse para la clasificación o regresión. Si bien AdaBoost es más resistente al sobreajuste que muchos algoritmos de aprendizaje automático, a menudo es sensible a datos ruidosos y valores atípicos. (The MathWorks, 2019)

AdaBoost se llama adaptativo

porque utiliza múltiples iteraciones para generar un único aprendiz compuesto fuerte. AdaBoost crea el aprendiz fuerte (un clasificador que está bien correlacionado con el clasificador verdadero) agregando iterativamente los aprendices débiles

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(un clasificador que solo está ligeramente correlacionado con el clasificador verdadero). Durante cadaronda de entrenamiento, se agrega un nuevo alumno débil al conjunto y se ajusta un vector de ponderación paracentrarse en los ejemplos que se clasificaron incorrectamente en las rondas anteriores. El resultado es un clasificador que tiene mayor precisión

que los clasificadores de los alumnos

débiles. (The MathWorks, 2019)

Área Académica:

Maestría en Sistemas Computacionales con reconocimiento PNCP, -Conacyt-.

Especialidad en sistemas inteligentes.

Referencias

Alfredo, G., Lagla, F., Carlos, J., Chisag, C., Alejandro, O., & Pico, G. (2017). Reconocimiento facial.

Alhamzawi, H. A. M. (2018). Faces and eyes

Detection in Digital Images Using Cascade Classifiers. Computer Engineering and Applications Journal, 7(1), 57–66. https://doi.org/10.18495/comengapp.v7i1.222

Barroso, C. (2014). Implementación del algoritmo de detección de caras de viola y jones sobre una fpga. 1–129.

Correa, M. S., & Chichizola, F. (2001).

Diseño de Sistemas de Reconocimiento de Rostros. Retrieved from http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/3874/Documento_completo__.pdf-PDFA2.pdf?sequence=1

Iii, C. (2004). Procesamiento de imágenes

capitulo iii 33. 33–48. Retrieved from http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/msp/florencia_y_an/capitulo3.pdf

Segmentación, P. De. (n.d.). Prácticas de

Robótica y Visión Artificial. 0, 1–11.

B. Fasel, J. Luetin. Automatic Facial Expression Analysis, Pattern Recognition 36 259 – 275, Science Direct, 2003. IEEE Standar Glossary for Image Processing

and Pattern recognition Terminology. Published by the

Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, USA, 1990. 4 The MathWorks, I. (2019). Matlab. Obtenido de Matlab: https://la.mathworks.com/discovery/adaboost.html

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Desarrollo de una aplicación web para el control del historial clínico electrónico en el sector salud, utilizando el estándar HL7

Ing. Luis Angel Castro Silvestre, M.T.I. Juan Miguel Hernández Bravo Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco


ResumenUna necesidad sentida del sistema de salud de nuestro país es la Historia Clínica Electrónica (HCE), una información que es vital tenerla de manera expedita y poder acceder a ella sin restricciones de ninguna índole a excepción de la protección de datos del usuario. No existe un estándar único para la implementación exitosa de la HCE, se necesitan distintos estándares para resolver diferentes aspectos del sistema, en este sentido existen estándares que permiten la interoperabilidad de la HCE, así como el almacenamiento de sus datos de forma normalizada. Entre estos se encuentran HL7 (Health Level Seven), que permite la comunicación y envío de información mediante mensajería, CDA (Clinical Document Architecture) de HL7 para realización de documentos clínicos y OpenEHR que permite la persistencia de la información de la HCE.

Abstract A felt need of the health system of our country is the Electronic Health Record (EHR), information that is vital to have it in an expedited manner and to be able to access it without restrictions of any kind except for the protection of user data. There is no single standard for the successful implementation of the EHR, different

standards are needed to solve different aspects of the system, in this sense there are standards that allow the interoperability of the HCE as well as the storage of its data in a standardized way. Among these are HL7 (Health Level Seven), which allows the communication and sending of information through messaging, CDA (Clinical Document Architecture) of HL7 for the realization of clinical documents and OpenEHR that allows the persistence of the information of the HCE.

Keywords Historial Clínico Electrónico (HCE), aplicación web, Health Level Seven (HL7), Clinical Document Architecture (CDA), Digital Imagingand Communication On Medicine (DICOM).

Área Académica División de Estudios de Posgrado e Investifación, Maestría en Sistemas Computacionales, Programa CONACYT PNPC.

Introducción Uno de los elementos fundamentales en la medicina institucional y hospitalaria es la Historia Clínica, misma que constituye el principal instrumento para asegurar la



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continuidad de la atención del paciente. Hoy en día la prestación de servicios de alta calidad para el cuidado de la salud es un reto para las instituciones médicas. El uso de informática como herramienta de ayuda a la medicina es una realidad en auge. Sin embargo, en numerosas ocasiones, la comunicación médico-paciente se encuentra limitada ya que resulta imposible obtener de manera eficiente los datos necesarios de un paciente para una situación determinada debido a los grandes volúmenes de datos que se manejan manualmente. La historia clínica es un documento físico en el cual los profesionales de la salud plasman su criterio y observaciones respecto a la atención médica de cada paciente. El contenido de la historia clínica es confidencial e intransferible, solo debe tener acceso a ella el médico y el paciente, por eso su custodia exige a las instituciones de salud prestar plena atención (Ramos, 2009). La automatización de los procesos de salud permite que estos sean más completos y adecuados a las necesidades actuales. En este ámbito surgen los Sistemas de Información Hospitalaria, orientados a satisfacer las necesidades de gestionar los datos médicos y administrativos de un hospital de manera automatizada, junto a estos nacen las Historias Clínicas Electrónicas (HCE), las cuales constituyen la respuesta informática a lo que se conoce como

Historia Clínica o Historia Clínica Tradicional, única de cada paciente. Las HCE’s han sido un campo de investigación informática, clave para la salud. Una HCE es la información médica de la vida de una persona almacenada digitalmente, con el propósito de soportar la continuidad del cuidado médico, educación e investigación, asegurando la confidencialidad del contenido en todo momento (Lugo, 2009). HL7 se utiliza para transmitir datos relacionados con los cuadros de pacientes, archivos y otros documentos y grabaciones de audio asociados. El número "7" se refiere a la capa "aplicación", la séptima de la representación del sistema del modelo OSI (Interconexión de sistemas abiertos) (Health Level Seven International, 2013). El objetivo principal del estándar HL7 es producir un conjunto de especificaciones que permita la comunicación y el intercambio de datos entre aplicaciones de software médico para eliminar o reducir la incompatibilidad entre aplicaciones diferentes.

Historia Clínica Tradicional En el contexto legal de los profesionales de la salud, la Historia Clínica Tradicional es el documento que contiene la narración escrita, clara, precisa, detallada y ordenada de todos los datos y conocimientos, tanto personales como familiares, de un paciente. En ella se refleja no sólo la

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práctica médica, sino también el cumplimiento de los deberes del personal en salud respecto al paciente, convirtiéndose en la herramienta que evalúa el nivel de la calidad técnico-científica, humana, ética y la responsabilidad del profesional. Sirve, además, de base para emitir un juicio definitivo de la enfermedad actual o del estado de salud (Serna, 2005). El profesional de salud, debe consignar en una Historia Clínica individualizada toda la información procedente de su práctica clínica y resumir en ella, todos los procesos a que ha sido partícipe un enfermo. Este documento servirá tanto para guardar la memoria de su actuación como para facilitar el seguimiento por parte de otros colegas. El facultativo está obligado a extremar el rigor de su contenido, es decir, en la Historia Clínica individualizada debe plasmarse lo que se pensó, dijo o se hizo.

Desventajas de la Historia Clínica Tradicional En la Historia Clínica Tradicional como tal presenta una serie de inconvenientes, entre ellos destacan:

• La accesibilidad, pues la mayoría de las veces no es accesible de forma inmediata y solamente puede ser utilizada por una persona a la vez.

• La organización también constituye un punto crítico, ya que comúnmente se ordenan de forma cronológica; al no

tenerse en cuenta otros criterios de clasificación, resulta difícil para los médicos encontrar información relevante en determinados casos a partir de diferentes categorías.

• La fragmentación de la información constituye otra desventaja que tiene lugar cuando el paciente es atendido en varios centros de salud, donde se generan documentos clínicos que no pueden ser replicados para cada paciente por no contar con suficiente papel.

• La ambigüedad legal que, en numerosas ocasiones, suponen el usual problema de espacio que provoca la acumulación de registros médicos.

• La falta de seguridad con la que cuenta este registro médico, ya que no es posible saber quién consultó los documentos o hizo copias sobre ellos.

• El deterioro del papel y la poca legibilidad se suman a la lista de inconvenientes debido al propio uso en reiteradas ocasiones.

Historia Clínica Electrónica La HCE (Historia Clínica Electrónica) constituye un repositorio digital donde se almacena la información médica de la vida de una persona, con la intención de asegurar la continuidad del cuidado médico, la educación y la investigación, preservando la confidencialidad de su contenido en todo momento. En ella, el registro

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médico reside en un sistema informático diseñado para brindar un mejor apoyo a los profesionales de salud, garantizando la seguridad de los datos, proveyendo alertas, recordatorios y en algunas soluciones más avanzadas, soporte a la toma de decisiones y generación de nuevos conocimientos (Serna, 2005). La HCE es una herramienta útil para el seguimiento médico del paciente. En ella se almacenan documentos que contienen datos, valoraciones, observaciones, tratamientos e información relacionados con episodios clínicos, plasmados de manera textual o gráfica. Una HCE posee un carácter docente e investigativo y en ella se refleja el cumplimiento de los deberes del personal médico, por lo que, además, es empleada para el control de la calidad asistencial (Serna, 2005). Las HCE’s se pueden clasificar en diferentes tipos de acuerdo a la forma en que almacenan la información de salud. El modelo más adecuado para atención primaria, debido a que son pocos los episodios que terminan, es la Historia Clínica orientada a problemas y consiste en ordenar los datos, no sólo de forma cronológica, sino agrupados en torno a problemas identificables. Se trata de problemas que permanecen a lo largo de la vida del paciente, por ejemplo: Seguimiento de enfermedades crónicas (González, 2007).

Interoperabilidad Uno de los requisitos fundamentales

para la implantación de la HCE es la interoperabilidad entre sistemas, concebida como la capacidad de varios sistemas o componentes para intercambiar información, entender estos datos y utilizarlos. De este modo, la información es compartida y está accesible desde cualquier punto de la red asistencial en la que se requiera su consulta y se garantiza la coherencia y calidad de los datos en todo el sistema, con el consiguiente beneficio para la continuidad asistencial y la seguridad del paciente. La pieza fundamental de la interoperabilidad de sistemas es la utilización de estándares que definan los métodos para llevar a cabo estos intercambios de información.

Los diferentes tipos de interoperabilidad son los siguientes:

• Sintáctica: Centrada en la definición de la sintaxis para la construcción de los mensajes que los sistemas de información emplean para intercambiar datos.

• Semántica: Para la interpretación homogénea de los datos intercambiados transmitidos o recibidos. De este modo, cada sistema puede incorporar la información recibida a sus propias bases de datos sin necesidad de realizar ningún análisis ni procesamiento.

• Organizativa: Basada en la definición de reglas de negocio y procedimientos de actuación que regulen la participación de

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los distintos actores en los procesos de la organización.

Para el desarrollo de la interoperabilidad es fundamental tener en cuenta los siguientes requisitos:

• Adaptación de sistemas de información y adopción de estándares en tres niveles: sistemas, red e infraestructura de información y servicios (interconexión de redes).

• Utilización de estándares tecnológicos (HL7, DICOM, CDA y otros) y semánticos (CIAP2 (Clasificación Internacional de Atención Primaria 2), SNOMED CT (Systematized Nomenclature of Medicine – Clinical Terms), entre otros).

Estándar HL7 El estándar HL7 está enfocado hacia los desarrolladores de software y fabricantes de equipos médicos, con el objetivo de unificar la forma en que se transmite, intercambia o almacena la información presente en las unidades e instituciones médicas, según un formato común, acordado por todas las partes involucradas. Existen otros estándares dedicados al sector médico, cada uno con un dominio y enfoque muy bien definidos: farmacia, dispositivos médicos, imágenes médicas y seguros. En este sentido, HL7 se dedica al procesamiento, así como la gestión de datos administrativos y clínicos (HL7, 2019). El HL7 se centra en los siguientes campos:

• Gestión de paciente (admisión, altas y traslados).

• Consultas de recursos (habitaciones, camas, dispositivos, etc.) programación de pacientes.

• Programación de procedimientos médicos, resultados, ensayos clínicos.

• Administración financiera.

• Documentos médicos.

• Registros médicos.

• Tratamientos médicos.

Teniendo en cuenta la gran variedad de aplicaciones involucradas en el proceso del acto médico y el requisito de que tengan que intercambiar información entre ellas, es notablemente que muchas de estas interfaces de comunicación se beneficiarían enormemente del uso de un enfoque estandarizado. Los estándares HL7 vienen específicamente para resolver este problema y aliviar la carga del paso de mensajes y el intercambio de datos entre varias aplicaciones al proporcionar una estructura muy precisa bajo la cual esto debe suceder. Una aplicación que usa el estándar HL7 envía a otra aplicación un mensaje de "tipo HL7" generado como resultado de algún evento médico que ocurre en la actividad actual: admitir paciente, transferir paciente, dar de alta paciente, etc. Si la aplicación que recibe los mensajes también cumple con las regulaciones de HL7, entonces es seguro que no faltará información, toda la información recibida se

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interpretará de la manera correcta y se emitirá una respuesta adecuada. Como consecuencia, el intercambio de información realizado es coherente y eficiente (HL7, 2019). Los estándares HL7 definen una serie de mensajes que cubren todas las actividades específicas de las unidades médicas. Un mensaje HL7 se compone de segmentos, campos, componentes y subcomponentes, se caracteriza por el tipo de mensaje. Los tipos de mensajes están organizados en diferentes dominios o campos (por ejemplo, admisión, descarga, transferencia, programación de ensayos clínicos, etc.).

Objetivo general Desarrollar una aplicación web para el sector salud, donde a través de esta aplicación se podrá registrar y administrar las historias clínicas de los pacientes, utilizando el estándar HL7 para la interoperabilidad entre estas.

Alcances de la solución La aplicación propuesta estará disponible vía web capaz de adaptarse a cualquier dispositivo donde se visualice; con la información actualizada de los pacientes y a estos datos se tendrá acceso de manera fácil, inmediata y sobre todo segura. Para acceder a la información sólo se requerirá un usuario y contraseña en la aplicación. Con este proyecto se busca optimizar e integrar los diferentes recursos de información en los servicios de salud,

mediante el uso de tecnologías de conectividad e interoperabilidad que permitan la creación de una red de información. La intención principal es que los diversos hospitales públicos y privados utilicen la aplicación. Con este sistema, el médico consultará, y allí encontrará diagnóstico, tratamientos, medicación y recomendaciones de todos los pacientes afiliados al sistema, de modo que actuará con mayor celeridad. La información se manejará con absoluta privacidad y sólo podrá ser consultada por el personal de salud debidamente autorizado. En el desarrollo del proyecto, el elemento central lo constituye un repositorio de historias clínicas, que se encarga de regular el acceso a los registros médicos, así como gestionar, almacenar y proporcionar los mecanismos de seguridad de la información médica de los pacientes que hacen parte del sistema. Los diversos esquemas desarrollados en el proyecto son un excelente referente en cuanto al manejo que se le debe dar al tema de seguridad, sobre todo teniendo en cuenta lo delicado e importante que es la información almacenada en las historias clínicas. Sin embargo, el trabajo no presenta un modelo o contextualización de una historia clínica única, se debe admitir que, un trabajo a futuro podría plantearse el utilizar esta plataforma como base para la construcción de una aplicación de historia clínica unificada, con la gran ventaja que representaría el tener resuelto ya un

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tema de vital importancia, como es el de seguridad de la información.

Propuesta de solución La aplicación web tiene como objetivo principal proporcionarle al usuario, la capacidad de consultar y modificar la información médica primaria de cualquier persona. Esta información médica inicial, también conocida como la “anamnesis del paciente”, permitirá actuar rápidamente en un caso de urgencia pues se podrá acceder a su información de manera segura.

La solución planteada consiste una aplicación web, que será utilizada en las computadoras de escritorio por parte del personal médico y administrativo que así lo necesiten; esta aplicación web será capaz de adaptarse con la misma funcionalidad a teléfonos inteligentes y tabletas, para un acceso a la información del paciente de manera ubicua, lo cual mejora los tiempos, eficiencia en el diagnóstico y tratamiento de los individuos que están siendo atendidos.

Figura 1 Arquitectura de la solución planteada (Elaboración propia).

En la arquitectura planteada, el backend (servidor de aplicaciones y base de datos) a los cuales se accederán utilizando un esquema abierto de servicios web, lo cual permitirá independizar la parte de servicio de la parte de interacción. Adicionalmente, el frontend se construirá usando tecnologías tales como Symfony, CSS y Bootstrap, lo cual le dará una visualización agradable al usuario y fácil manejo.

Diagrama de contexto

El diagrama de contexto ayuda a tener claro nuestro entorno y utiliza por lo menos cuatro puntos como base, el primero nos permite visualizar como es que se pretende implementar el sistema, el segundo nos arroja la estructura, la arquitectura global y el comportamiento del desarrollo, el tercero nos permite entender las planillas que nos darán las guías por las cuales podremos empezar la construcción de la estructura, por último el cuarto punto este tipo de diagramas de modelado otorgan la

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documentación de las decisiones que hemos adoptado (Sommerville, 2011).

Figura 2 Diagrama de contexto (Elaboración propia).

Metodología de desarrollo Para el desarrollo de la aplicación web descrita se propone la metodología SCRUM, debido a que este proyecto será dividido en una serie de módulos, los cuales deberán analizarse y diseñarse para dar paso a las pruebas unitarias, tanto en el lugar de desarrollo como también frente a los involucrados de la creación del proyecto, lo cual da una ventaja en el aspecto de presentar las diferentes vistas de las que estará compuesta la aplicación web. Esto sumado a la retroalimentación que existirá durante las presentaciones o en caso de que se presenten requisitos cambiantes o poco definidos, lo cual es una de las características principales de esta metodología.

Metodología SCRUM

Es una metodología de desarrollo ágil, se basa en sprints: estos son iteraciones o ciclos de desarrollo cortos en los que se diseña y desarrolla un incremento del sistema. SCRUM puede usarse como base para gestión de proyectos ágiles, y puede trabajar en conjunto con otras metodologías. Esta metodología se secciona en tres fases de trabajo (Sommerville, 2016). En la primera se realiza la planeación del bosquejo y diseño de la arquitectura, se establecen los objetivos del sistema y el alcance de este. En la segunda fase se realiza una serie de iteraciones o ciclos sprint en los que se analiza, diseña y desarrolla cada uno de los módulos de los que estará conformado el sistema. Cabe mencionar que el cliente o usuario final al que pertenecerá el sistema interviene en esta fase con la

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finalidad de añadir nuevos requerimientos o tareas y revisar los ya desarrollados de forma que exista una retroalimentación entre desarrolladores y usuarios finales y pulir el cierre del sprint. En la última fase se concluye el proyecto, se compacta toda la

documentación generada, esto incluye manuales de usuario del sistema, manuales técnicos del sistema, documentación de apoyo, y una vez completado se entrega el sistema y sus componentes a los usuarios finales o clientes.

Figura 3. Proceso de un ciclo aplicando la metodología SCRUM (Sommerville, 2016).

Conclusiones Los beneficios que el estándar HL7 aporta al sistema, son la posibilidad de acceder a los datos médicos y procesarlos de forma independiente en la solución particular elegida por cada institución. Por lo tanto, no tiene importancia quién es el proveedor para una determinada aplicación de software, siempre que cumpla con las especificaciones de los estándares, y no limita de ninguna manera las opciones existentes en la adquisición de otros sistemas. Las aplicaciones de software utilizadas en los centros médicos deben ser modulares y escalables para satisfacer las necesidades de los

beneficiarios. Para garantizar la correcta integración de varios módulos de software, es necesario utilizar los estándares HL7, que proporcionan un conjunto de reglas y algoritmos específicos para el campo médico.

Referencias Bibliográficas [1] Lugo, E. V. (junio de 2009). Lector de Historias Clínicas Electrónicas Codificadas en el Estándar Health Level 7. Clinical Document Architecture para su aplicación en Servicios de Telemedicina. Universidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 13(No. 51), Pág. 143-152. [2] González, E. &. (junio de 2007). La historia clínica electrónica. Revisión y

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análisis de la actualidad. Revista Española de Cardiología, Vol. 7(C), 37-46. [3] HL7. (06 de 2019). Health Level Seven International - Homepage | HL7 Standard. Obtenido de http://www.hl7.org [4] Health Level Seven International. (2013). HL7 Implementation Guide for CDA Release 2: Patient Generated Document Header Template, Release 1. [5] Javier Carnicero, A. F. (2012). Manual de salud electrónica para directivos de servicios y sistemas de salud. Santiago, Chile: Publicaciones de las Naciones Unidas. [6] Orza Bogdan, C. A. (2010). Integrated medical system using DICOM and HL7 standards. InTech Europe, 231-246.

[7] Otero, P. (2011). Beneficios y riesgos relacionados con el uso de la historia clínica electrónica. Archivos Argentinos de Pediatría, Vol. 109(No. 6), Pág. 476-477. [8] Ramos, L. J. (junio de 2009). Archivo de historias clínicas digitalizado, una solución previa a las Historias Clínicas Electrónicas. (Sociedad Española de Documentación Médica, Ed.) Papeles médicos, Vol. 18(No. 2), Pág. 4-10. [9] Serna, A. &. (2005). Ventajas y desventajas de la historia clínica electrónica. (S. E. Serrano, Ed.) Revista de Actualizaciones en Enfermería, Vol. 8(No. 2), Pág. 14-17. [10] Sommerville, I. (2011). Ingeniería de Software. México: PEARSON EDUCACION. [11] Sommerville, I. (2016). Desarrollo ágil de Software. En Ingeniería de Software (págs. 72-74). Pearson.

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Propuesta: Implementación de una red virtual en una infraestructura de telefonía VOIP

Dr. Eduardo de la Cruz Gámez, Ing. Miguel Ángel Jiménez Leal [email protected], [email protected]

Resumen El presente artículo está desarrollado en el Instituto Tecnológico de Acapulco dentro de la Maestría en Sistemas Computacionales, con apoyo del programa PNPC de Posgrados de Calidad de CONACyT, el cual presenta información referente a la implementación de redes virtuales, las cuales son un mecanismo para permitir que los administradores de red creen dominios de broadcast lógicos que pueden abarcar un solo switch o varios switches múltiples, sin importar la proximidad física. Esto permite reducir los tamaños de los dominios de broadcast y permite que los grupos o los usuarios se agrupen lógicamente sin necesidad de estar situados físicamente en el mismo lugar. Con la implementación de redes virtuales en una infraestructura física de red se pretende ahorrar costos de implementación o actualización, así también reducir las posibilidades de que ocurran violaciones de información confidencial y minimizar el tráfico de datos del sistema telefónico del Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes.

El apartado de conclusiones contiene el análisis de la propuesta, concluyendo que es viable la escalabilidad de la red física a redes virtuales, así aprovechando la infraestructura de red, acometidas

eléctricas y equipos de telecomunicaciones.

Palabras clave Redes virtuales, tráfico de broadcast, infraestructura, VoIP, PSTN, PABX, Vlan de Datos y Voz, etiqueta 802.1Q.

Abstract This article presents information regarding the implementation of virtual networks, which are a mechanism to allow network administrators to create logical broadcast domains that can cover a single switch or multiple multiple switches, regardless of physical proximity. This allows reducing the sizes of broadcast domains and allows groups or users to logically group without the need to be physically located in the same place. With the implementation of virtual networks in a physical network infrastructure, it is intended to save costs of implementation or update, as well as reduce the chances of violations of confidential information and minimize data traffic from the 5 Diamond Hotel Conglomerate telephone system.

The conclusions section contains the analysis of the proposal, concluding that the scalability of the physical network to virtual networks is feasible, thus taking advantage of the network infrastructure, electrical connections and telecommunications equipment.



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Keywords Virtual networks, broadcast traffic, infrastructure, VoIP, PSTN, PABX, Data and Voice Vlan, 802.1Q tag.

Área Académica Maestría en Sistemas Computacionales, División de Estudios de Posgrado e Investigación Programa CONACYT y PNPC

Introducción El contundente crecimiento que se refleja en el uso de las computadoras y los dispositivos inteligentes ha centrado la atención en las redes y su cableado. En los lugares donde el teléfono constituía la única fuente de comunicación, ahora los grandes conglomerados se encuentran con la necesidad de manejar los complejos y siempre cambiantes requerimientos que plantean los sistemas de computación e información. En el pasado, lo común era que las computadoras operaran en forma aislada, mientras que hoy día, la gran mayoría de los dispositivos de comunicación que se utilizan en las oficinas forman parte de las redes de área local (LAN), que les permite trabajar juntas en forma productiva. Además, el uso de las redes se amplía hacia nuevas áreas informáticas.

Muchas empresas enfrentan, la necesidad de desarrollar estrategias de cableado estructurado que tomen en cuenta la seguridad de la red y los sistemas de comunicación entre sus distintas áreas, así como vídeo conferencias, telefonía sobre IP (VoIP), los sistemas de información tipo multimedia y las nuevas aplicaciones de comercio. El papel de

las redes, al tomar tal amplitud hace imprescindible que todos los niveles de la compañía estén involucrados de alguna manera en el tema. Unos de los aspectos más importantes en el camino hacia el éxito radican en el manejo de la información y la comunicación; Llegando incluso a afirmarse que “quien maneja la información maneja el poder”. En la búsqueda de este sendero al éxito se ha venido desarrollando la teoría de redes informáticas. La necesidad de compartir recursos e intercambiar información fue una inquietud permanente desde los primeros tiempos de la informática (SOTO, 2008).

La voz sobre IP (VoIP) consiste en transmitir la voz sobre el protocolo IP. Como se sabe las redes IP fueron diseñadas principalmente para la transmisión de datos y muchas de las ventajas de las redes IP para los datos resultan ser una desventaja para la voz; Pues esta es muy sensible a retardos y problemas de transmisión por muy pequeños que estos sean. Por suerte la tecnología ha evolucionado y la pericia de algunos ingenieros talentosos ha resultado en que podamos abstraernos en gran medida de aquellos problemas inherentes a las redes IP que perjudican la calidad de voz. (Landívar, 2008)

Desde hace tiempo, los responsables de comunicaciones de las empresas tienen en mente la posibilidad de utilizar su infraestructura de datos, para el transporte del tráfico de voz interno de la empresa. No obstante, es la aparición de nuevos estándares, así

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como la mejora y abaratamiento de las tecnologías de compresión de voz, lo que está provocando finalmente su implantación. Para que conjuntamente resuelvan los problemas inherentes a la transmisión de voz sobre IP.

Antecedente En las actividades económicas que consisten en la prestación de servicios relacionados con la hotelería, particularmente con el hospedaje y la alimentación de huéspedes, es indispensable que se cuente con los servicios de telecomunicaciones, principalmente la comunicación de datos y voz, por medio de estos servicios se establece la comunicación con él personal de diferentes departamentos y futuros clientes a quienes se les vende tiempo compartido u otros servicios relacionados con la empresa hotelera.

En el departamento de Telemarketing del Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes ubicado en la ciudad de Acapulco de Juárez, para llevar a cabo las actividades antes mencionadas se utilizaba un sistema de líneas telefónicas convencionales, esto era una línea telefónica por cada uno de los usuarios (un contrato por cada línea), la comunicación tanto interna como externa, no se contaba con un control sobre las llamadas realizadas, debido a esto, se realizó la actualización del sistema telefónico a un sistema de telefonía de servicios digitales E1, de acuerdo con (Díaz, 2018), consiste en “La tecnología de Voz sobre IP (VoIP, Voice Over Internet Protocol)”.

Actualmente el área de ventas se encuentra operando con un enlace E1,

que permite la comunicación utilizando un formato de transmisión digital, lo que brinda la facilidad de gestionar un sistema telefónico tal como si fuera una red de computadoras, con un menor costo de operación y mantenimiento en comparación de un sistema telefónico analógico tradicional.

La solución proporcionada fue la evolución de una nueva infraestructura de red digital de conmutación de paquetes, que puede encaminar el tráfico de VoIP utilizando una red diferente, de la red de datos, ya que conmuta el tráfico de datos de forma separada al tráfico de voz, en su momento la implementación de esta tecnología fue la solución para los altos costos que representaban las rentas de cada red telefónica convencional y datos convencional.

En el complejo turístico de Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes ubicado en la ciudad de Acapulco de Juárez, para la comunicación dentro de las instalaciones del hotel y fuera de este cuenta con una infraestructura de red, como ya se había mencionado anteriormente, Esta unidad opera con dos redes diferentes: una red para la telefonía (VoIP), y la segunda red para datos (Internet).

El sistema de comunicación de datos y telefonía con el que cuenta actualmente la unidad basa su funcionamiento en los servicios digitales E1, el cual opera desde un Site principal hacía un Site secundario por cada área del hotel donde se encuentra el equipo de telecomunicaciones, en este caso el

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área de ventas que cuenta con 100 operadores telefónicos, cada uno de ellos con un nodo de datos con el que manejan la información digital y un nodo de telefonía VoIP, sobre el cual se realiza la comunicación desde el teléfono IP al Cisco Call Manager (sistema administrador de llamadas) y a las líneas contratadas E1, (líneas troncales digitales), enlace que interconecta las llamadas externas concentrando y unificando varias comunicaciones simultáneas en una sola señal para un transporte y transmisión a distancia más eficiente.

En la ilustración 1, se muestra un ejemplo de los elementos participantes en un sistema telefónico de un “Call Center”. Donde se representa la forma en que los clientes se comunican a través de la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network) al sistema PABX de la empresa. El sistema PABX es el que se encargado de enviar las llamadas a uno de dos programas. (Noah Gans, 2003).

Ilustración 1. “Sistema telefónico para call enter. Adaptado de Telephone Call Centers”

A pesar de los altos costos de implementar un nuevo servicio digital de (VoIP), en cuanto infraestructura, equipo de telecomunicación, y materiales routers, switches, cable, mano de obra de instalación, son elevados, a largo plazo se pretende que dicha implementación sea redituable al reducir los precios de comunicación derivado de la actualización de estos servicios en las áreas existentes.

Planteamiento del problema Actualmente en la unidad de negocios en el departamento de Telemarketig, del Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes se encuentran laborando

un total de 100 operadores telefónicos (ejecutivos), cada uno cuenta con una red de telefonía VoIP y una red de datos (Internet), las cuales son la herramienta que utilizan para brindar el servicio requerido por la empresa, contactar a los clientes potenciales y comercializar los productos y servicios del hotel.

El área de ventas del Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes, como parte de las estrategias corporativas han decidido consolidar sus operaciones de ventas, con ello se ha generado la necesidad de aumentar el personal en el departamento en un 100% de empleados, en el departamento de

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Telemarketing dando un total de 200 asesores de ventas, con la finalidad de incrementar sus utilidades por la prestación de estos servicios de turismo, para poder incrementar el número de socios y lograr así mayores ingresos de lo establecido en el área de ventas. Por tal motivo es necesario contar con la infraestructura adecuada y los servicios digitales requeridos para cada uno de los ejecutivos de ventas, para que puedan realizar sus actividades adecuadamente, ya que se solicitará para cada uno de los nuevos usuarios, dos nodos de red, una red de telefonía y una red de datos donde se conecten el equipo de cómputo y el teléfono IP, para dar y brindar los servicios de información digitales a los clientes.

Pero este crecimiento conlleva a que los nuevos departamentos, áreas u

oficinas requieran la instalación de nuevas líneas de telefonía y de datos para cada personal nuevo contratado en el departamento de Telemarketing. Esto significa que crecerá la cantidad de cables tendidos en las acometidas y equipos de telecomunicación, generando la saturación del espacio designado en el Site principal y secundarios así también se elevará el coste de inversión para esta tecnología y a su vez la necesidad de una nueva infraestructura de red y acometida eléctrica para la implementación de los nodos requeridos para cada operador.

En la ilustración 2 se muestra el organigrama de las unidades de negocio que conforman al Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes.

Ilustración 2. “Organigrama interno Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes”

Complejo hotelero Guerrero

Hoteles Ventas

VentasNacionales

Recursos humanos

Sistenmas

Servicio a

ClientesTelemarketing Administrativo

Asistente Dirección

Subdirección

VentasInternacionale

s

Bienes Raices

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Para cada empleado nuevo o visitante en cualquiera de los departamentos se requiere una extensión de telefonía IP y una de datos o al menos una de las dos mencionadas, lo cual genera un costo de instalación por cada nodo nuevo dependiendo la distancia en donde se encuentre ubicado el Site secundario más cercano, tomando en cuenta que la infraestructura tenga la capacidad de aceptar nuevas líneas que en este caso sería un par de cables UTP categoría 6, de voz y datos por cada usuario que se pretende implementar en el área de trabajo requerida.

En el departamento de Telemarketing se cuenta con un nodo de red para la telefonía VoIP y uno de datos, disponible por cada uno de los operadores de ventas (usuarios) ya existentes, el cual nos da un total de 200 cables tendidos en las acometidas de red que vienen desde el Site hasta el departamento mencionado, para los 100 ejecutivos próximos a contratar, se requiere el mismo número de extensiones de red en la misma acometida ya que no se cuenta con espacio disponible en el hotel para nuevas instalaciones.

En el Site secundario que pertenece al área de ventas no existen las condiciones físicas necesarias que permitan implementar lo planteado, debido a que los ductos se encuentran saturados, ocasionando que se tenga que realizar la instalación o actualización de una nueva infraestructura, incrementando la inversión para su implementación, es por ello que se pretende diseñar e implementar una alternativa que cubra

las necesidades del Conglomerado Hotelero con una propuesta de telecomunicaciones minimizando el costo de inversión.

Se presenta la necesidad de integrar una red de datos que interactué a la par con la red de telefonía VoIP utilizando al máximo la infraestructura existente (cableado estructurado y equipo de telecomunicación), como también el enlace dedicado de servicios digitales E1, reduciendo el costo de inversión por la implementación del nuevo personal.

Propuesta de implementación de red virtual Dado que el Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes en el área de Ventas departamento de telemarketing cuenta con una infraestructura de red de datos y una infraestructura de telefonía VoIP para los 100 usuarios existentes (operadores de ventas), se propone reutilizar el equipo de telecomunicaciones que cuenten con las características necesarias y el cableado estructurado que se encuentra instalado desde el Site secundario al área de telemarketing donde se encuentran los 100 nodos de red de datos y los 100 nodos de telefonía VoIP sumando un total de 200 nodos los cuales actualmente se encuentran operando.

Para la actualización del sistema a 400 nodos se requiere implementar una estrategia la cual nos permita reutilizar el equipo de telecomunicaciones disponible, así como la estructura de red que se encuentra en el sitio, ya que como se ha mencionado anteriormente no hay espacio para un

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nuevo Site secundario que cubra las necesidades requeridas.

Se propone la implementación de redes lógicas virtuales en la red física ya existente donde ambos servicios interactúen a la par por medio de una red virtual. Lo que se plantea hasta este momento es la evolución de una nueva red digital de conmutación de paquetes que permita la comunicación del tráfico de datos de forma separada al tráfico de voz en la misma red física.

Para solucionar este problema Cisco incorpora un pequeño switch con tres puertos en los teléfonos IP. De esta manera, se usará un único cable conectado desde el rack que se encuentra en el Site secundario hasta el switch del teléfono IP y la PC

(computadora) se conecta a un puerto del pequeño switch del teléfono. La configuración que se propone son dos Vlans en un mismo puerto físico.

Vlan de Datos: La idea y la configuración es igual que una VLAN de acceso en un puerto de acceso para la PC conectada al switch del telefono IP.

Vlan de Voz: Es la VLAN definida en el enlace para reenviar el tráfico del teléfono. El tráfico en esta Vlan usa usualmente un encabezado de etiqueta 802.1Q.

En la ilustración 3, se muestra un esquema de red que inicia desde el Site principal a los nodos de voz y datos, en una sola red física.

Ilustración 3 “Vlan de Voz y Vlan de Datos por un único cable UTP”

Resultados esperados Se pretende la escalabilidad del sistema telefónico actual (telefonía VoIP), a la evolución de una nueva red digital de conmutación de paquetes (unificada), que pueda encaminar el

tráfico de datos y de voz en redes lógicas independientes dentro de una misma red física, ofreciendo acceso directo a las dos tecnologías sin necesidad de ocupar el ancho de

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banda destinado a cada uno de los servicios.

Debido a la problemática existente se analizará la infraestructura de red que existe en el departamento de

Telemarketing para obtener los componentes que puedan ser reutilizados, clasificar el equipo de telecomunicación que cumpla con las características que se requieren para la escalabilidad de los servicios digitales requeridos. Implementar el servicio requerido para los 100 agentes de ventas generará un costo aproximado al año 2018 el total de $40,804.29 dólares más costo de implementación de una nueva acometida eléctrica, sin incluir el coste de la instalación.

El escalamiento digital propuesto a Los servicios digitales que nos brinda la plataforma Cisco Unified Communications Manager 11, sistema en uso en el Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes, se reducirá el costo a un 70%, en la Ilustración 4 se muestra el equipo de telecomunicaciones que se requerirá para la escalabilidad, esto lleva a una inversión por implementación de solo un 30% a comparación de lo que se invertiría en un Site nuevo que además demandaría un área específica para brindar los servicios requeridos al departamento de Telemarketing, el costo por la escalabilidad de los servicios digitales requeridos son $12,478.13 dólares, cotización al año 2018.

Conclusiones Hoy en día, las empresas deben enfrentarse con entornos de telecomunicaciones cada vez más complejos que presentan una gran variedad de métodos de

comunicación. Los empleados, socios comerciales, clientes y los demás integrantes de las empresas se comunican entre sí mediante dispositivos electrónicos conectados alámbrica e inalámbricamente, por

Ilustración 4. Cotización para la escalabilidad digital “red unificada”.

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medio de llamadas, mensajes de voz, correos electrónicos, y conferencias con tecnología multimedia avanzada. Sin embargo, hay ocasiones que se cuenta con tecnología que puede implementarse en mejores estrategias de comunicación, ahorrando los altos costos de actualizaciones de los sistemas implementados. Las soluciones de comunicaciones unificadas han demostrado ser valiosas para ayudar a las organizaciones a solucionar estos problemas, los que les permite optimizar los procesos comerciales y disminuir los costes.

• Dada la problemática planteada se ha consideración la opción de realizar la escalabilidad del sistema telefónico VoIP a una red unificada digital que brinde el menor costo de inversión en infraestructura donde se unan dos redes lógicas independientes dentro de una misma red física.

• El remplazo de este sistema telefónico y de datos por la tecnología unificada, ofrece innumerables beneficios haciendo este proyecto tenga la opción de incluir nuevas tecnologías reduciendo costos de instalación y mantenimiento a la infraestructura de red.

• La productividad de los usuarios y la adaptabilidad de la red son importantes para el crecimiento y el éxito de las empresas. Las redes Vlans facilitan el diseño de una red, la

eficiencia a los objetivos de una organización.

• Aprovechar la infraestructura de red existente para el crecimiento de la unidad de negocio “Telemarketing” del área de Ventas del Conglomerado Hotelero de 5 Diamantes.

• Se reducirá el costo de la escalabilidad reutilizando el equipo de telecomunicaciones existente al integrar una red de datos unificada donde interactúen a la par los servicios digitales, voz y datos en una solo red física utilizando redes virtuales Vlans para aprovechar al máximo la infraestructura ya existente.

Bibliografía

Díaz, W. N. (2018). Implementación de Servicios Digitales E1 (VoIP) Utilizando la Plataforma Cisco Unified Communications Manager 11. Acapulco : Instituto Tecnológico de Acapulco.

Landívar, E. (2008). Comunicaciones Unificadas (Vol. Segunda Edición). Copyright (c).

Noah Gans, G. K. (2003). Telephone Call Centers: Tutorial, Review,and Research Prospects. Commissioned Paper, Manufacturing&ServiceOperationsManagement©.

SOTO, A. (2008). DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE. LIMA-PERU.



Repositorio Digital que Permita el Almacenamiento y Difusión de la Producción Académica y de Investigación del ITA.

Ing. Itzel López Miranda, Dr. José Antonio Montero Valverde Instituto Tecnológico de Acapulco

[email protected] [email protected]

Área académica

Este articulo esta desarrollado en el Instituto Tecnológico de Acapulco, dentro la Maestría en Sistemas Computacionales, con apoyo del reconocimiento (PNPC) Programa Nacional de Posgrado de Calidad de CONACyT.

Resumen

En este trabajo se presenta un avance del diseño de un repositorio digital, el cual permitirá el almacenamiento y difusión de la producción académica y de investigación del ITA. Usando una arquitectura abierta y modular basada en un diseño de tres capas (La capa que separa la interfaz de uso, el comportamiento del repositorio y las operaciones para la gestión de la información) y utilizando la arquitectura propuesta por Somerville para definir los módulos que componen e interactúan en un repositorio.

Palabras clave: Diseño de software, Arquitectura de tres capas, Arquitectura de repositorio.

Abstract

This paper presents an advance in the design of a digital repository, which will allow the storage and dissemination of the academic and research production

of the ITA. Using an open and modular architecture based on a three-layer

design (The layer that separates the user interface, repository behavior and information management operations) and using the architecture proposed by Somerville to define the modules that make up and interact in a repository.

Keywords

Software design, Three-layer architecture, Repository architecture.

Introducción

Un repositorio es una plataforma digital que recoge, preserva y difunde la producción académica de una institución y/o de una disciplina científica, permitiendo el acceso a los objetos digitales que contiene y a sus metadatos. Contiene además una serie de mecanismos que permiten importar, identificar, almacenar, preservar, recuperar y exportar un conjunto de objetos digitales, normalmente desde un portal web. Esos objetos son descritos mediante una serie de metadatos que facilitan su recuperación. Los tecnológicos son instituciones públicas de educación superior, su papel es servir la sociedad de acuerdo con las necesidades que ella tiene y que se detectan directamente a través de los organismos del estado. El origen de este sistema educativo se remonta al





año 1948, cuando eran inaplazables, a las entidades federativas, las oportunidades de acceder a la educación tecnológica superior, ahí encontramos la razón fundamental de su creación. Cabe destacar que la Tecnología, hoy en día ha avanzado mucho y considerando como importancia los beneficios que provee las bases de conocimientos es proporcionar medios, descubrir soluciones a problemas ya resueltos, los cuales podrían ser aplicados como base a otros problemas dentro o fuera de la misma área de conocimiento. El aspecto más importante de una base de conocimiento es la calidad de la información que contiene.

Los trabajos de titulación que

producen los alumnos egresados de

los diversos programas académicos

se almacenan como una copia en

formato físico en la biblioteca del ITA

y, en años recientes en formatos

digital. El CONACYT, a través de su

código de buenas prácticas del PNPC

(CONACYT), establece que las

Instituciones o Centros de

investigación deben garantizar la

disponibilidad de las tesis generadas

de sus programas de posgrado al

público general. El objetivo es difundir

el conocimiento adquirido a la

sociedad en general, el cual puede

representar un impacto positivo en

futuras investigaciones y ser utilizado

para la solución de problemas reales

que afectan en los distintos campos

del conocimiento. Cabe destacar que

el ITA dispone de un sistema

bibliotecario en línea

(https://ebookcentral.proquest.com/au

th/lib/it-acapulcosp), el cual permite

realizar consultas al catálogo de libros

y diversos recursos electrónicos a los

que se tienen acceso. Sin embargo, la

consulta, visualización y descargas de

las tesis de los diversos programas

académicos que se ofrecen en toda la

Universidad no están disponibles.

Existe un proyecto en el TecNM, el cual están involucrados el Instituto Tecnológico de Ciudad Madero y el Instituto Tecnológico de La Laguna quienes desarrollaron el proyecto del "Repositorio Institucional del TecNM" en el 2017 cuyas siglas son RI-TecNM, para desarrollar repositorios institucionales de ciencia abierta del CONACYT. Existen 94 Repositorios institucionales en los cuales toman 69,492 recursos de información, 5,166,236 en consultas (https://www.repositorionacionalcti.mx, 2018) en el Tecnológico Nacional de México. En la figura 1, se menciona los recursos de información por tipos de publicaciones en el TecNM y en la figura 2, se observa la evolución de los repositorios.

Figura 1. Recursos de Información por tipo de publicación

(https://www.repositorionacionalcti.mx, 2018)



Objetivo general

Diseñar e implementar un repositorio

digital, con la finalidad de almacenar,

difundir, visualizar y proporcionar

acceso a los trabajos digital de

investigación generados en el área del

ITA.

Objetivos Específicos

1.Realizar el modelado del sistema que defina la arquitectura y las reglas de negocio de la base de datos, para así cumplir con los requerimientos obtenidos para la solución del problema. 2.Diseñar la base de datos que almacenará los datos de las tesis digitales, artículos y archivos relacionados y presentados con los congresos del ITA. 3.Validar la información que se ingrese al sistema, a través de los usuarios encargados por medio de permisos.

Alcances:

El repositorio contendrá: tesis, programas, artículos, etc.

Limitaciones: Se hará uso de un caso de estudio; la producción de la maestría en sistemas computacionales del ITA.

Diseño de software

A partir de esta sección se describen

la arquitectura para el diseño de

software como alternativa para dar

una estructura y a su vez, ayude al

desarrollo del Sistema Web

propuesta.

Arquitectura de tres capas para la

gestión de la información:

La programación por capas es una

técnica de ingeniería de software

propia de la programación por objetos,

éstos se organizan principalmente en

3 capas: La capa que separa la

interfaz de uso, el comportamiento del

repositorio y las operaciones para la

gestión de la información (Valipour,

2009).

Cada una de las tres capas

comprende tres procesos principales

se define de la siguiente manera:

• La gestión de la consulta: es un proceso en el que un usuario proporciona palabras clave y los valores de metadatos, los cuales están definidos como: Título del trabajo, Nombre del autor, Nombre del director, Tipo de trabajo, Programa educativo y año. Cabe destacar, que solo se requiere de al menos un

Figura 2. Evolución de los repositorios (López, 2016)



parámetro de la búsqueda para poder ejecutarla.

• La búsqueda-recuperación de los trabajos de titulación: se realiza a través de una búsqueda por aproximación o total de los campos editados por el usuario, lo cual proporciona un subconjunto de trabajos de titulación que coinciden con la consulta.

• El ordenamiento por relevancia: define la forma de presentación de los resultados tomando en cuenta la fecha de publicación más reciente del trabajo dentro del repositorio como primer método de ordenación.

A continuación, se muestra en la

Figura 1 un ejemplo de una arquitectura de tres capas.

Metodología El repositorio digital requiere de componentes lógicos para alcanzar el objetivo que es diseñar e implementar un repositorio digital. A continuación, se describe cada una de las etapas de la metodología mostrada en la figura 5

para el desarrollo e implementación del repositorio digital:

1. Fase de Análisis. Se realizar un estudio de las necesidades de la aplicación, del entorno de trabajo y de los actores. La finalidad principal de esta fase es conseguir los escenarios que representen las actividades que se pueden llevar a cabo en el sistema.

2. Fase de Diseño. El Diseño de Sistemas se define el proceso de aplicar ciertas técnicas y principios con el propósito de definir un dispositivo, un proceso o un Sistema, con suficientes detalles como para permitir su interpretación y realización física. La etapa del Diseño del Sistema encierra cuatro etapas: A. El diseño de los datos Trasforma el modelo de dominio de la información, creado durante el análisis, en las estructuras de datos necesarios para implementar el Software. B. El Diseño Arquitectónico Define la relación entre cada uno de los elementos estructurales del programa. C. El Diseño de la Interfaz Describe como se comunica el Software consigo mismo, con los sistemas que operan junto con él y con los operadores que lo emplean. D. El Diseño de procedimientos Transforma elementos estructurales de la arquitectura del programa. La importancia del Diseño del

Figura 3. Arquitectura dividida en tres capas (González, 2013)



Software se puede definir en una sola palabra Calidad, dentro del diseño es donde se fomenta la calidad del Proyecto. El Diseño es la única manera de materializar con precisión los requerimientos del cliente. El Diseño del Software es un proceso y un modelado a la vez. El proceso de Diseño es un conjunto de pasos repetitivos que permiten al diseñador describir todos los aspectos del Sistema a construir. A lo largo del diseño se evalúa la calidad del desarrollo del proyecto con un conjunto de revisiones técnicas: El diseño debe implementar todos los requisitos explícitos contenidos en el modelo de análisis y debe acumular todos los requisitos implícitos que desea el cliente.

3. Fase de Implementación y Salida a producción. La fase de implementación es conocida también como fase de codificación, pues supone todo el proceso de escribir el código software necesario que hará posible que el sistema finalmente implementado cumpla con las especificaciones establecidas en la fase de análisis de requisitos y responda al diseño del sistema descrito en la fase anterior. Habitualmente esta fase es la que requiere de mayor dedicación en cuanto a recursos personales, no obstante, este factor se ve minimizado si se sigue el proceso aquí descrito, pues el

impacto del cambio se ve minimizado por el buen trabajo previamente realizado.

En esta arquitectura los datos de un sistema son gestionados en un repositorio central el cual es accesible por todos los componentes de un sistema. No existe una interacción directa entre componentes, sino a través del repositorio. Esta arquitectura es habitualmente utilizada en sistemas expertos, sistemas multiagente y generalmente en sistemas basados en el conocimiento. Arquitectura para definir las modalidades del repositorio

Figura 4. Fases de metodologías del sistema (Jimmy Molina Ríos, 2017)

Figura 5. Arquitectura de repositorio (Sommerville, 2011)



La figura 6. Ilustra una situación en la que puede usarse un repositorio. Este diagrama muestra un IDE que incluye diferentes herramientas para soportar desarrollo dirigido por modelo. En este caso, el repositorio puede ser un entorno controlado por versión, que hace un seguimiento de los cambios al software.

Comentarios Finales Conclusiones

En este artículo, se describe la problemática principal de los trabajos de investigación ubicado dentro del Instituto Tecnológico de Acapulco, también un análisis exploratorio en el que se describen las capas para el apoyo de un repositorio digital con las cuales se llevará a cabo donde permita el almacenamiento y difusión de la producción académica y de investigación del ITA. Se propone una metodología en un diseño de tres capas (La capa que separa la interfaz de uso, el comportamiento del repositorio y las operaciones para la

gestión de la información). El diseño de repositorio se hará de forma

general para almacenamiento de los productos del ITA y para las pruebas se hará uso de un caso particular, la producción de la maestría en sistemas computacionales.

Trabajos a futuro Este articulo forma parte de una serie de publicaciones siendo el primero de estos, donde los trabajos a futuro se proponen la implementación, es decir la codificación y pruebas, del repositorio digital.

BIBLIOGRAFÍA

González, A. Z. (2013). Repositorio de

Trabajos de Titulación de la

Facultad de Educación de la

Universidad Autónoma de

Yucatán.

https://www.repositorionacionalcti.mx.

(2018).

Jimmy Molina Ríos, M. Z. (2017).

METODOLOGÍAS DE

DESARROLLO EN

APLICACIONES WEB.

López, L. M. (2016). LOS

REPOSITORIOS

INSTITUCIONALES EN LAS

UNIVERSIDADES PÚBLICAS

DE ESPAÑA: ESTADO DE LA.

Sommerville, I. (2011). Desarrollo ágil de

Software. En L. M. Castillo (Ed.),

Ingeniería de Software

(NOVENA EDICIÓN ed., págs.

30-160). México: PEARSON

EDUCACIÓN.

Valipour, M. A. (2009). A brief survey of

software architecture concepts and

service oriented architecture. 34-

38.

Figura 6. Se muestra la interfaz propia del repositorio digital del ITA, utilizando un lenguaje de programación con Python.



Aplicando la metodología Scrum para la construcción de una herramienta informática para la gestión de proyectos de desarrollo de

software Ing. José Raúl López Morales, M.C. José Francisco Gazga Portillo

Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco [email protected], [email protected]

Resumen En este artículo, se plasma el trabajo interdisciplinario de la Maestría en Sistemas Computacionales con apoyo del CONACyT, impartida en el Instituto Tecnológico de Acapulco. El artículo tiene por meta, presentar el avance de tesis realizado hasta el momento en la maestría, el cual consiste en desarrollar una aplicación web, que permita la gestión y monitorización dedicada para proyectos de desarrollo de software basado en la metodología Scrum. Se hace mención a que este artículo es soportado por un artículo publicado con título: Diseño de una herramienta informática basada en la metodología Scrum para la gestión del desarrollo de software.

Palabras clave Metodología Scrum, Aplicación web, Gestión, Monitorización.

Abstract In this article, the interdisciplinary work of the Master in Computational Systems with support from CONACyT, taught at the Technological Institute of Acapulco, is reflected. The aim of the article is to present the thesis progress made so far in the master's degree, which consists in developing a web application, which allows dedicated management and monitoring for software development projects based on the Scrum methodology. Mention is

made that this article is supported by an article published with a title: Design of a computer tool based on the Scrum methodology for software development management.

Keywords Scrum methodology, Web application, Management, Monitoring.

Área Académica División de Estudios de Posgrado e Investigación, Maestría en Sistemas Computacionales, Programa CONACYT PNPC.

Introducción El diseño de sistemas es el proceso para desarrollar modelos abstractos de un sistema, donde cada modelo presenta una perspectiva diferente de dicho sistema. En general, el modelado de sistemas se ha convertido en un medio para representar el sistema usando algún tipo de notación gráfica, que casi siempre se basa en notaciones en el Lenguaje de Modelado Unificado (UML, en inglés Unified Modeling Languaje). Los modelos se usan durante el proceso de ingeniería de requerimientos para ayudar a derivar los requerimientos de un sistema, también durante el proceso de diseño para describir el sistema a los ingenieros que implementan el sistema, y después de la implementación para documentar la





estructura y la operación del sistema (Sommerville, Ingenieria de software, 2016). Una ventaja que ofrece UML es desarrollo de aplicaciones globales para la Web, no sólo para comercio electrónico. Además, permite a los desarrolladores modelar sus aplicaciones Web como parte de un sistema completo y la lógica de negocios que se debe reflejar en las aplicaciones (Rumbaugh, Jacobson, & Booch, 2000). UML soporta la creación de diferentes tipos de modelado de sistemas, sin embargo, sólo cinco tipos de diagramas, pueden ser considerados esenciales para la representación de un sistema, estos son los diagramas de actividad, de caso de uso, de secuencia, de clase y de estado (Erickson & Siau, 2007). A pesar que UML provee una diversidad de diagramas, este lenguaje gráfico no cuenta con diagramas para modelar la parte de persistencia de datos (base de datos relacional) o modelar procesos en una organización para tener una perspectiva en que procesos estará involucrado un sistema a desarrollar. Para solventar tal inconveniente, se recurre al uso del Modelo y Notación de Procesos de Negocio (BPMN, en inglés Business Process Model and Notation) es una notación que permite el modelado de procesos de negocio, en un formato de flujo de trabajo. El BPMN se especifica como un lenguaje de propósito general, lo que significa que los conceptos de modelado son elementos genéricos en el contexto de los procesos de uso, sin ninguna característica de dominio, esto quiere decir que no está restringido a un sólo dominio (Braun & Schlieter, 2014).

Por otra parte, la base de datos es un

componente del sistema de

información que almacena datos del

negocio, y en el ciclo de vida del

desarrollo de software, la base de

datos no se muestra después del

proceso de recopilación de requisitos.

El diseñador de base de datos tiene la

responsabilidad de diseñar un

diagrama denominado Entidad-

Relación (ER, inglés Entity-

Relationship) está basado en el

proceso de negocio del usuario. El

diagrama ER describe cualquier

entidad u objeto relacionado con el

sistema. Posteriormente, el diagrama

ER se traduce al Modelo de Datos

Conceptuales (CDM) y finalmente al

Modelo de Datos Físicos (PDM)

(Simanjuntak, 2015).

Objetivo general

El objetivo principal que se pretende

lograr con la presente propuesta

consiste en desarrollar una

herramienta basada en la metodología

Scrum para la gestión de proyectos del

desarrollo de software, para ello es

importante realizar el diseño, haciendo

uso de la notación UML, enfocándose

en los diagramas de casos de uso.

Diseño de la herramienta a desarrollar A partir de esta sección se presentan dos tipos de diagramas UML los cuales son los diagramas de casos de uso y despliegue donde este último a pesar de no estar entre los cinco diagramas esenciales, se utiliza para



modelar la estructura general de la herramienta donde se mostrará la interacción de los diferentes dispositivos y sus componentes de estos para tener acceso a dicha herramienta. Además, se presentan los procesos de la propia metodología Scrum utilizando el diagrama de

modelado de proceso de negocio esto permita tener un mejor entendimiento de los procesos que se llevan a cabo durante la implementación de la metodología Scrum y a su vez saber en qué procesos estará involucrada la herramienta a desarrollar.

.

En el diagrama ilustrado en la figura 1,

se observa cuatro carriles (divisiones

verticales) que representan los roles

de la metodología Scrum donde cada

uno realiza procesos en la

metodología dependiendo de su rol,

así como los artefactos generados y

cambios en la base de datos que se

generan en procesos específicos. A

continuación, se describe con un nivel

de abstracción alto, cada uno de los

procesos involucrados del modelado

de negocio:

Stakeholders Product owner Equipo de desarrollo Scrum master

«BusinessProcess»

Colección de las

historias de usuario

«BusinessProcess»

Colección de las


Inicio

«BusinessProcess»

Identificación de las


«BusinessProcess»

Identificación de las


DB_PISCRUM

«BusinessProcess»

Asignación de prioridad

a las historias de

usuario

«BusinessProcess»

Asignación de prioridad

a las historias de

usuario

Release

Backlog

«BusinessProcess»

Estimación del tiempo

para cada historia de

usuario

«BusinessProcess»

Estimación del tiempo

para cada historia de

usuario

«BusinessProcess»

Presentación de historias

de usuario con mayor

prioridad

«BusinessProcess»

Presentación de historias

de usuario con mayor

prioridad

Product

Backlog

Priorizado

«BusinessProcess»

Estimación de tiempo

para cada tarea

«BusinessProcess»

Estimación de tiempo

para cada tarea

«BusinessProcess»

Asignación de tareas a

realizar

«BusinessProcess»

Asignación de tareas a

realizar

«BusinessProcess»

Desglosamiento de

tareas

«BusinessProcess»

Desglosamiento de

tareas

«BusinessProcess»

Realización de las tareas

asignadas de cada

historia de usuario

«BusinessProcess»

Realización de las tareas

asignadas de cada

historia de usuario

«BusinessProcess»

seguimiento de cada

sprint

«BusinessProcess»

seguimiento de cada

sprint

Burndown

chart

«BusinessProcess»

Verificación de la

desv iación de tiempos de

planeación.

«BusinessProcess»

Verificación de la

desv iación de tiempos de

planeación.

Termino

sprint

Sprint

Backlog

DB_PISCRUM

DB_PISCRUM

«BusinessPro...

Rev isión del

sprint

«BusinessPro...

Rev isión del

sprint

NoSI

Figure 1. Modelado de procesos de negocio de la herramienta propuesta (Gazga Portillo, López Morales,

Hernández Bravo, & de Jesús Islao, 2019).



• Proceso: Asignación de prioridad a las historias de usuario. El product owner prioriza las historias de usuario según al criterio del cliente y se obtiene un product backlog priorizado.

• Proceso: Estimación de tiempo para cada historia de usuario. El equipo de desarrollo junto con el product owner, estiman los tiempos para el desarrollo de cada historia de usuario.

• Proceso: Presentación de historias de usuarios con mayor prioridad. Se realiza una reunión antes de iniciar el sprint, en la cual, el product owner presenta las historias de usuarios con mayor prioridad hasta el momento al equipo de desarrollo, dando origen a un sprint backlog.

• Proceso: Desglosamiento de tareas. El equipo de desarrollo divide en pequeñas tareas las historias de usuarios.

• Proceso: Estimación de tiempo para cada tarea. El equipo de desarrollo estima un tiempo para cada tarea que surgió del desglosamiento de tareas.

• Proceso: Asignación de tareas a realizar. Entre los integrantes del equipo de desarrollo se lleva a cabo la asignación de las tareas a realizar para completar cada una de las historias de usuarios.

• Proceso: Colección de las historias de usuario. El cliente (StakeHolder) menciona las necesidades o requisitos (historias de usuario) al

product owner y éste realiza la anotación de las mismas.

• Proceso: Identificación de las historias de usuario. El product owner identifica e interpreta las historias de usuario a través de un lenguaje de fácil entendimiento para el equipo de desarrollo, además éstas definirán la liberación del producto final.

• Proceso: Realización de las tareas asignadas de cada historia de usuario. El equipo de desarrollo dedica tiempo diariamente a cada tarea para completar las historias de usuario según lo estimado.

• Proceso: Seguimiento de cada sprint. Cada integrante del equipo de desarrollo registra las horas invertidas en cada tarea asignada, esto sirve para saber el avance real de un proyecto.

• Proceso: Revisión del sprint. El product owner comprueba el progreso del proyecto, donde identifica las funcionalidades que se pueden considerar hechas y las que no.

• Proceso: Verificación de la desviación de tiempos de planeación. El scrum master verifica la desviación de tiempos de planeación en cada sprint apoyándose con el burndown chart y poder mitigar riesgos en caso de existir anomalías en los tiempos estimados, permitiendo que no existan atrasos en las entregas de los sprints



Casos de uso de la herramienta

propuesta

A continuación, se ilustra en la figura

2, el caso de uso del proceso de hacer

el seguimiento del sprint, debido a

que este proceso es uno de los más

importantes de la metodología Scrum,

generando el artefacto del burndown

chart.

uc Use Case Model

Seguimiento del sprint

Registrar tiempo

invertido en la

tarea

Modificar tiempo

estimado de la

historia de usuario

Consultar tarea

Consultar burndown

chart del sprintConsultar tiempo

faltante de cada

historia de usuario

Equipo de desarrollo

Scrum master «include»

«include»

«include»

Figure 3. Casos de uso del seguimiento del sprint (Gazga Portillo, López Morales, Hernández Bravo, & de Jesús Islao, 2019).

Figure 2. Asignar tareas a realizar.

uc Use Case Model

Asignar tareas a realizar

Equipo de desarrollo

Asignarse una tarea

a realizar

Consultar catalogo

de las tareas

disponibles

Cambiar de tarea a

realizar

«include»

«include»



En la figura 3 se ilustra, el proceso de

asignar tareas a realizar por parte del

equipo de desarrollo, dado que este

proceso da como resultado el

seguimiento del sprint el cual es uno

de los más importantes de la

metodología Scrum.

Diagrama de despliegue de la

aplicación

En el diagrama de despliegue se

muestra las partes de la herramienta

de lo que se tiene que instalar en cada

nodo de la red (ver figura 5). A

continuación, se describe la función de

cada nodo y los componentes

necesarios para que la aplicación a

desarrollar funcione correctamente.

Cuando el proceso de Identificar las

historias de usuario es realizado el

product owner registrar las historias

de usuario que constituyen al producto

final a desarrollar, en la figura 4 se

ilustra el caso de uso de este proceso.

• PC: Es el dispositivo en el cual se manipulará la herramienta con nombre PISCRUM por medio del navegador Web

• (FireFox Mozilla o Google Chrome), el cual se tiene que instalar en ésta bajo cualquiera de las siguientes plataformas operativas: Windows 8.1, 10, Linux o MacOS.

uc Identificar las historias de usuario

Identificar las historias de usuario

Product Owner

Agregar historias de

usuario

Obtener información

de la historia de

usuario

Modificar las


Eliminar las


Figure 4. Casos de uso del proceso de identificar las historias de usuario.



• Dispositivo Móvil: Es el

dispositivo en el cual se

manipulará la herramienta

PISCRUM por medio del

navegador Web (FireFox

Mozilla o Google Chrome), el

cual se tiene que instalar en

ésta y que puede contener

los siguientes sistemas

operativos: Android o IOS.

• Servidor de aplicación: El servidor de aplicación contiene el sistema operativo Linux en su distribución Ubuntu 18.04, en el cual se tiene instalado el .Net Core runtime 2.1 para ejecutar aplicaciones .Net. En el servidor de aplicación estará

desplegada la herramienta PISCRUM, la cual necesita el servidor Web Ngixn. PISCRUM podrá ser consultada por los dispositivos mencionados anteriormente a través del navegador Web.

• Servidor de base de datos: En

este servidor se tendrá

instalado el manejador de base

de datos: postgreSQL 9.5, el

cual es el encargado de

administrar y manipular los

datos. En dicho servidor se

tiene instalado el sistema

operativo Linux en su

distribución Ubuntu.

deployment Diagrama de despliegue PISCRUM

PC

Windows, Linux,

MacOS

FireFox Mozilla

o Google

Chrome

Dispositivo Móvil

Android o IOS

Google

Chrome o

Safari

Servidor de aplicacón

Servidor de BD

Ubuntu

.NET Core runtime

Ngixn

PISCRUM

Ubuntu

PostgreSQLHTTP PUERTO 5232

HTTP

Figure 5. Diagrama de despliegue de la aplicación (Gazga Portillo, López Morales, Hernández Bravo, & de Jesús Islao, 2019).



Conclusiones

En este artículo, se presentó los

diagramas de casos de uso del

seguimiento del sprint, la asignación

de tareas a realizar e identificación de

las historias de usuario, donde dichas

etapas definen las actividades más

esenciales que contendrá la

herramienta PISCRUM, donde se

presentó el modelado de procesos de

negocio el cual ayuda a generar un

mejor panorama sobre en qué

procesos de la metodología Scrum la

herramienta propuesta estará

involucrada. Por último, se mostró el

diagrama de despliegue ilustrando la

estructura física donde estará

desplegada la herramienta, así como

los componentes que se necesitan

para que funcione correctamente. Los

diagramas presentados anteriormente

darán soporte al desarrollo de la

herramienta a pesar que la

metodología de desarrollo a

implementar no exija este diseño.

Referencias Bibliográficas

[1] Braun, R., & Schlieter, H. (2014).

Requirements-based

development of BPMN

extensions: The case of clinical

pathways. IEEE Xplore, 39-44.

[2] Erickson, J., & Siau, K. (2007).

Theoretical and practical

complexity of modeling

methods. Communication of the

acm, 46-51.

[3] Gazga Portillo, J. F., López

Morales, J. R., Hernández

Bravo, J. M., & de Jesús Islao,

A. D. (2019). Diseño de una

herramienta informática

basadaen en la metodología

Scrum para la gestión del

desarrollo de software.

Academia Journals, 789-794.

[4] Rumbaugh, J., Jacobson, I., &

Booch, G. (2000). El lenguaje

unificado de modelado. Manual

de referencia. Madrid: addison

wesley.

[5] Simanjuntak, H. (2015). Proposed

framework for automatic

grading system of ER diagram.

IEEE Xplore, 141-146.

[6] Sommerville, I. (2016). Ingenieria

de software. México: Pearson.



Diseño Para Una Herramienta Hardware-Software Para Apoyar La Rehabilitación De Niños Con Fibrosis Pulmonar

Ing. Giselle Martinez Hernandez, Dr. José Antonio Montero Valverde

Instituto Tecnológico de Acapulco

[email protected] , [email protected]

RESUMEN

Este articulo está desarrollado en el Instituto Tecnológico de Acapulco, dentro de la Maestría en Sistemas Computacionales, con apoyo del programa PNPC de Posgrados de Calidad CONACYT. Tiene por meta mostrar avances parciales en el diseño de una herramienta computacional (hardware-software) que tiene como finalidad apoyar la rehabilitación pulmonar de personas que padecen fibrosis pulmonar. La fibrosis pulmonar es una afección en la cual el tejido de los pulmones cicatriza y, por lo tanto, se vuelve grueso y duro, esto produce dificultades a la hora de respirar y es posible que la sangre no reciba el oxígeno suficiente. Esta herramienta va a ser utilizada por niños del Crit Guerrero que padecen esta enfermedad. Actualmente la forma de rehabilitación, es decir, aumentar la capacidad pulmonar, consiste en hacer citas y trasladarse al Crit para rehabilitarse a través del uso de un espirómetro, previamente debieron haber sido diagnosticados mediante la espirometría. La espirometría consiste en exhalar rápidamente y con fuerza por un tubo conectado a una máquina, la máquina mide la cantidad de aire que pueden retener los pulmones y la velocidad con la que se inspira y expira el aire. No existen muchos

aparatos disponibles debido a su alto costo. Por lo tanto, el diseño de una herramienta computacional a bajo costo y que permita divertirse a través de videojuegos mientras permite la rehabilitación será de gran apoyo para este sector. Las herramientas para el desarrollo del entrenador pulmonar se dividen en componentes lógicos y físicos, los componentes físicos más importantes son el Arduino Mega 2560 y un sensor de presión Mpx5100 y en los componentes lógicos IDE Arduino y Java.

PALABRAS CLAVE- Herramienta computacional, apoyo a rehabilitación, fibrosis pulmonar, espirometría.

ABSTRACT- This paper shows partial advances in the design of a computational tool (hardware-software) that aims to support the pulmonary rehabilitation of people suffering from pulmonary fibrosis. Pulmonary fibrosis is a condition in which the lung tissue heals and, therefore, becomes thick and hard, this causes difficulties when it comes to breathing and the blood may not receive enough oxygen. This tool will be used by children of Crit Guerrero who suffer from this disease. Currently, the form of rehabilitation, that is, increasing lung capacity, consists of making appointments and moving to the Crit to be rehabilitated through the use of a spirometer,





previously they should have been diagnosed by spirometry. Spirometry consists of exhaling quickly and forcefully through a tube connected to a machine, the machine measures the amount of air that the lungs can hold and the speed with which the air is inspired and expires. There are not many devices available due to its high cost. Therefore, the design of a low-cost computing tool that allows fun through video games while allowing rehabilitation will be of great support for this sector.

KEYWORDS- Computational tool, rehabilitation support, pulmonary fibrosis, spirometry.

ÁREA ACADÉMICA

División de Estudios de Posgrados e Investigación, Maestría en sistemas computacionales Programa CONACYT PNPC.

INTRODUCCIÓN

Las enfermedades respiratorias son unas de las principales causas de mortalidad y morbilidad en el mundo una vez que se suman las agudas y crónicas, así como las infecciosas y las no infecciosas. Este hecho puede intuirse al observar que, en todos los países, varias enfermedades respiratorias aparecen en las primeras 10 causas de enfermedad y muerte en la actual clasificación internacional de enfermedades (CIE-10 o ICD-10, por las siglas en inglés) (OMS, 2019).

En México, el 85% de los enfermos de fibrosis quística mueren sin haber conocido su padecimiento, a menudo confundido por los médicos con males menores, se calcula que en México

nacen cada año 300 niños y niñas con esta enfermedad, que convierte los fluidos corporales en esas mucosas que deterioran el organismo a tal velocidad que la esperanza de vida para estos pacientes es de 17 años, aunque esto solo aplica para el 15% de los enfermos que son detectados y cuya atención demanda en promedio, una inversión de 40 mil pesos mensuales, durante toda su vida.

La fibrosis es una proliferación del tejido conectivo fibroso, este proceso es normal durante la formación de la cicatriz para sustituir al tejido que se perdió por traumatismo o una afección, esta llega a los pulmones provocando la fibrosis pulmonar que se puede dividir en fibrosis pulmonar idiopática o en fibrosis quística. La fibrosis idiopática (FPI) es una patología caracterizada por fibrosis pulmonar progresiva e irreversible de etiología desconocida, su incidencia y prevalencia en el mundo es muy variables (Isauro R. Gutierrez V, 2007).

Además, en México tan solo se han registrado 21, 057 defunciones en el año 2016 por enfermedades pulmonares obstructivas crónicas, las enfermedades respiratorias son comunes en los menores de 5 años. La mayoría de los niños desarrolla de tres a ocho resfríos o problemas respiratorios cada año (OMS, 2019).

Una persona en reposo respira alrededor de 6 litros de aire por minuto. El ejercicio intenso puede incrementar esta cantidad hasta cerca de 75 litros por minuto. Durante un periodo de trabajo de 8 horas, con actividad moderada, la cantidad de



aire respirado puede estar alrededor de los 8.5 𝑚3. Habitualmente se piensa que la piel, con su área de superficie de 1.9 𝑚2 presenta la mayor exposición al aire que cualquier otra parte del cuerpo. Sin embargo, son en realidad los pulmones quienes tienen la máxima exposición, con un área de superficie expuesta al aire de 28 𝑚2 durante la fase de reposo, y de

hasta 93 𝑚2 durante una respiración profunda (Spriggs, 2004), las enfermedades de cada una de las partes pueden conducir a otra enfermedad o dañar otros órganos vitales. Por ejemplo, la enfermedad inflamatoria causada por la cicatrización del tejido pulmonar se llama Fibrosis Pulmonar, cuando se habla de fibrosis pulmonar, la mayoría de las personas piensan en la fibrosis quística pulmonar, pero existen otros tipos de fibrosis, como la fibrosis pulmonar idiopática, que es mucho más frecuente y cuya evolución y pronóstico es peor (Gallardo, 2007),para la medición de la capacidad de los mismos existe la espirometría1, está puede ser costosa o no, de acuerdo a si el paciente cuenta con un seguro clínico, en caso de que no lo tenga, los precios pueden variar, pero no indican que el espirómetro2 esté calibrado, esta podría ser practicada desde casa para aumentar la respiración en los pulmones (DeLisa J., 1993).

Las personas que sufren de estas enfermedades necesitan tener fisioterapia, lo cual consiste en la aplicación de técnicas físicas para

1 La espirometría es un estudio indoloro del volumen y ritmo del flujo de aire dentro de los pulmones.

curar, prevenir o estabilizar las alteraciones del sistema respiratorio y junto a la rehabilitación pulmonar que consiste en una estrategia de manejo de las enfermedades respiratorias que tiene como objetivo central obtener el mayor potencial en funcionalidad física, emocional y social, ambas son importantes en la inclusión de los pacientes, estas técnicas no sustituyen el tratamiento médico que corresponde, si no que participan de forma conjunta. En el mercado existen diversos aparatos que se utilizan como entrenadores pulmonares y aparatos que miden la capacidad pulmonar, solo que estos son de alto costo y no todos los pacientes cuentan con uno (Szeinberg A., 1987), además de contar con la rehabilitación tradicional muchos estudios indican que los videojuegos favorecen la práctica de actividad física, lo cual la hace una alternativa muy recomendable en la rehabilitación pulmonar en los pacientes jóvenes, estos programas de ejercicio basados en actividades físicas mediante videojuegos activos proporcionan una alterativa destacable que genera motivación e incrementa la adherencia al tratamiento. Por lo tanto, el estudio publicado en la revista “Journal of Cystic Fibrosis” ha demostrado que los jóvenes con fibrosis quística con una función pulmonar conservada pueden realizar ejercicio a intensidades altas, cerca del 75% de frecuencia cardiaca, mediante el uso de videojuegos activos.

REHABILITACIÓN PULMONAR

2 El espirómetro es un aparato que sirve para medir la

capacidad respiratoria.



La rehabilitación pulmonar (RP) fue definida por el American College of chest physicians en 1974 como: “el arte de la práctica médica mediante el cual se formula un programa multidisciplinario diseñado individualmente, de tal manera que mediante un diagnóstico preciso, terapia, apoyo emocional y educación, se consigue estabilizar o revertir la fisiopatología3 y la psicopatología4 de la enfermedad pulmonar y se procura el regreso del paciente a la mayor capacidad funcional posible para su alteración pulmonar y su situación global de vida” (Ries Al, 2007).

EVALUACIÓN

Los niños que ingresan a un programa de RP deben cumplir distintas evaluaciones que permitan cuantificar y cualificar el nivel de deterioro que la enfermedad ha producido en ellos, así como también medir los resultados obtenidos con las intervenciones terapéuticas indicadas. Las evaluaciones deben contemplar la objetivación de la función pulmonar y el déficit funcional presente, especialmente, aquellas que impactan la capacidad física para realizar las actividades cotidianas, entre ellas la tolerancia al ejercicio.

EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD FISICA

La actividad física y el ejercicio son ampliamente aceptados como parte de las estrategias terapéuticas en el manejo de las enfermedades

3 Parte de la biología que estudia el funcionamiento de un organismo

respiratorias crónicas (ERC) siendo parte fundamental del crecimiento y desarrollo de los niños. Las pruebas de ejercicio entregan información de la reserva funcional de los órganos y sistemas que se involucran en la respuesta al ejercicio, estableciendo sus niveles máximos de capacidad y determinando los mecanismos que limitan la tolerancia al ejercicio que no es posible obtener con las pruebas funcionales en reposo.

Las personas con enfermedades pulmonares crónicas pueden contribuir a mejorar sus síntomas mediante el ejercicio regular.

VIDEOJUEGOS COMO TERAPIA

Desde el nacimiento de la informática, los usuarios han tratado de usar el ordenador como instrumento de entretenimiento. En los años 70 del siglo XX los primeros juegos de ordenador eran programas muy simples sin pretensión que la de pasar un rato divertido, pero a medida que la potencia de los juegos de ordenador y que sus posibilidades graficas aumentaban se fueron desarrollando juegos cada vez más complejos y retadores, con mayor nivel de adicción y con más posibilidades de activar la motivación del usuario.

Hoy en día, los videojuegos potencian las funciones cerebrales e innumerables estudios demuestran que estos videojuegos pueden servir como herramientas terapéuticas para la detección, recuperación o prevención de muchas enfermedades

4 Estudio de las enfermedades, así como de su naturaleza y sus causas.



pulmonares, cardiovasculares, cerebrales, etc.

El uso de juegos interactivos está aumentando rápidamente en el área de la fisioterapia y medicina deportiva, esta creciente popularidad se debe a la creencia de que jugar Videojuegos Interactivos (VI) durante una sesión de rehabilitación dirige la atención del paciente al videojuego en lugar de pensar en su deterioro. De esta manera, la rehabilitación se realiza en un entorno agradable, lo que puede favorecer que el entrenamiento sea más efectivo, se logre la aptitud y una mayor adherencia al tratamiento rehabilitador (Taylor MJ, 2011). El hecho de utilizar interfaces y sistemas de juego permite que este tipo de programas de rehabilitación sean factibles en la práctica, además de que el costo sea menor, se trata de utilizar la tecnología de una manera fácil de adquirir e instalar en el Crit Guerrero, sin llegar a comprar dispositivos caros. Esta accesibilidad y la facilidad de uso puede facilitar significativamente la rehabilitación de los pacientes, ya que el niño puede hacer uso de manera oportuna y estimulante, favoreciendo su estimulo multisensorial. Los sistemas de juegos en rehabilitación son una gran opción de tratamiento que sabiéndolos dosificar e integrar en las diferentes necesidades de los pacientes pueden ser de gran utilidad.

Metodología

El videojuego requiere de componentes físicos y lógicos para alcanzar el objetivo que es ejercitar la capacidad pulmonar del paciente de una forma interactiva, mediante un

sensor de presión que proporcione valores al videojuego y este lo muestre con la elevación de una figura animada hasta llegar a la meta.

A continuación, se describen cada una de las etapas de la metodología para el desarrollo e implementación del videojuego entrenador de capacidad pulmonar, que va desde los componentes físicos hasta la etapa de interpretación donde se explica el funcionamiento mutuo entre el software y el hardware (figura 1).

Figura 3 Etapas de la metodología

INTERFAZ DE USUARIO

En la primera etapa se creará la interfaz del videojuego por lo que se utilizara el lenguaje de programación Java lo cual es beneficioso ya que es orientado a objetos y fue diseñado para tener pocas dependencias de implementación, además se utilizara



Netbeans IDE5 el cual será el entorno de desarrollo, hecho principalmente para Java, esta plataforma permite que las aplicaciones sean desarrolladas a partir de un conjunto de componentes de software llamado módulos. Un módulo es un archivo Java que contiene clases de Java escritas para interactuar con las APIs6 de Netbeans y un archivo especial llamado manisfest file que lo identifica como módulo.

Las aplicaciones construidas a partir de módulos pueden ser extendidas agregándole nuevos módulos. Debido a que los módulos pueden ser desarrollados independientemente, las aplicaciones basadas en la plataforma Netbeans pueden ser extendidas fácilmente por otros desarrolladores de software.

El Netbeans IDE soporta el desarrollo de todos los tipos de aplicación Java (J2SE, web, EJB y aplicaciones móviles). Entre sus características se encuentra un sistema de proyectos basado en Ant, control de versiones y refactoring (figura 2).

Figura 4 interfaz de usuario

5 IDE (Integrated Development Environment), es una aplicación que proporciona servicios integrales al desarrollador.

COMPONENTES FISICOS

El hardware corresponde a todas las partes físicas y tangibles de una computadora, son componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos, mecánicos y cualquier otro elemento físico involucrado. Una de las formas de clasificar el Hardware es en dos categorías: por un lado, el "básico", que abarca el conjunto de componentes indispensables necesarios para otorgar la funcionalidad mínima a una computadora, y, por otro lado, el Hardware "complementario", que, como su nombre lo indica, es el utilizado para realizar funciones específicas (más allá de las básicas), no estrictamente necesarias para el funcionamiento de la computadora.

A continuación, se muestra los componentes físicos que tendrá el proyecto (figura 3).

Figura 5 componentes físicos

6 API (Application Programming Interface), es un conjunto de subrutinas, funciones y procedimientos que ofrece cierta biblioteca para ser utilizado por otro software como una capa de abstracción



COMPONENTES LOGICOS (CONEXION IDE ARDUINO JAVA)

En esta etapa se mencionarán los componentes lógicos que componen la aplicación se utilizaron los siguientes: a) Arduino IDE este se utilizara para recibir los datos del sensor que después conectara con Java. b) Java este lenguaje de programación en el cual se desarrolla la aplicación y se conecta con Arduino. c) Netbeans es el entorno para el desarrollo de la aplicación, permite el uso de un amplio rango de tecnologías de desarrollo para la aplicación. d) y finalmente, se mostrarán los resultados de manera gráfica reflejada en el videojuego para ejercitar la capacidad pulmonar de los pacientes y estos resultados serán guardados en una bitácora en formato .text para ir visualizando la mejoría de la rehabilitación (figura 4).

Figura 6 componentes lógicos del proyecto

7 Una señal eléctrica analógica es aquella en la que los

valores de la tensión o voltaje varían constantemente y pueden tomar cualquier valor.

VALIDACION DE LOS DATOS

La presión que recibe el sensor no debe mostrar alteraciones provenientes de terceros. Resulta por tanto necesario elaborar una política de seguridad que ayude a definir los procedimientos válidos para los diferentes aspectos funcionales a considerar.

INTERPRETACION DE LOS DATOS

Los datos obtenidos del sensor de presión son recibidos por el arduino mediante una entrada analógica7 (A0), estos datos son medidos en kilo pascales por el sensor que van de 0 a 100kPa, de los cuales se tomara un rango de 40 a 10 kPa.

Una vez realizado esto, mediante la programación en arduino se capturará y escribirá los valores que arroje el sensor en enteros (int) para después ser enviados a Java para su interpretación. Se utilizará una librería que convierte los valores recibidos en enteros a tipo texto (string) y verificará que no sea nulo (null) y que se encuentren dentro del rango.

Después se utilizará un método que convertirá el string a int siempre y cuando el valor no sea nulo (null) con el fin de poder graficar los datos.

El videojuego tendrá un sistema de coordenadas, en donde X será el movimiento del personaje que se impulsara hacia adelante hasta llegar a la meta, Y será lo que hará elevar el personaje reuniendo monedas distribuidas en el escenario, estos



datos se incrementaran automáticamente, los valores de X realizaran su tarea mediante hilos (thread) cada 80 milisegundos, esto hará avanzar al jugador hacia adelante. Para el caso de Y se trabajará con los datos enviados por el sensor de presión también utilizando el proceso de hilos que obtiene valores cada 1000 milisegundos haciendo elevar o descender la figura por medio de la propiedad de setLocation (x, y) cada 80 milisegundos.

Para que al final podamos contar con una bitácora donde se lleve un registro de la capacidad pulmonar de los pacientes del Crit Guerrero al inicio de su rehabilitación, hasta el final de la rehabilitación, este registro deberá ser modificado en cuestión del tiempo por la terapeuta responsable, esta se encargara de decidir si la bitácora será semanal o mensual para poder visualizar si aumenta o sigue igual la frecuencia respiratoria del paciente (figura 5).

Figura 7 interpretación de los datos

CONCLUSIONES

En este artículo, se analizó y describió las etapas del desarrollo de una herramienta software-hardware para apoyar a la rehabilitación de niños con fibrosis pulmonar mediante un entrenador pulmonar a bajo costo, ya que se pretende mejorar la tolerancia al ejercicio y la calidad de vida relacionada con la salud, actualmente existen diferentes entrenadores o herramientas que ayuden al diagnóstico de la función pulmonar ya sea por espirómetros digitales, inspirómetros, el hacer ejercicio, videojuegos en donde permitan al usuario realizar movimientos físicos, pero con este entrenador no solo se verá reflejada la rehabilitación, si no que con las diversas interfaces de un juego común, los niños podrán divertirse a la hora de su sesión, esto animara al niño para que la sesión sea interactiva y atractiva para los niños que asisten al Crit Guerrero.

Al practicar alguna actividad física o practicar algún deporte es lo mismo que utilizar un entrenador pulmonar, es decir si la actividad es continua se verán reflejados resultados favorables para los pacientes aumentando considerablemente su capacidad.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

DeLisa J., B. J. (1993). Rehabilitacion of the patient with respiratory dysfuntion. Philadelphia.

Gallardo, H. P. (2007). Rehabilitación respiratoria en pediatría. Neumol Pediat.



Isauro R. Gutierrez V, A. D. (2007). Medicina de Urgencias. Principales problemas clínicos y su tratamieento basado en la evidencia. Medica Panamericana.

OMS. (19 de Junio de 2019). Organizacion Mundial de la Salud. Obtenido de https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death

Ries Al, B. G. (Mayo de 2007). PubMed.gov. Obtenido de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17494825

Spriggs, E. (2004). Acondicionamiento y Rehabilitación mediante el Ejercicio. Elsevier.

Szeinberg A., M. (1987). Valores normales de presiones inspiratorias y espiratorias máximas con aparatos portátiles en niños, adolescentes y adultos jóvenes. Pediatr Pulmonol.

Taylor MJ, M. D. (2011). Activity-promoting gaming systems in exersise and rehabilitation. J Rehabil Res Dev.



Análisis y Diseño para el Desarrollo de un Sistema de Información Web para el Control y Seguimiento del Proceso del Servicio Social

(SIWSS) Caso: Colegio de Bachilleres Plantel No. 2 de Acapulco

Ing. Jose Alberto Medina Castañeda, M.C. Francisco Javier Gutiérrez Mata Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco


Resumen En este artículo, se plasma el trabajo interdisciplinario de la Maestría en Sistemas Computacionales en apoyo de Conacyt impartida en el Instituto Tecnológico de Acapulco. El articulo tiene por meta presentar el análisis y diseño de un sistema de información Web para el control y seguimiento de proceso del servicio social, para una institución educativa medio superior. Donde se mostrarán algunos diagramas más esenciales, tales como, diagrama de procesos, diagrama de casos de uso y diagrama de clases, relacionados con el dicho sistema para dar soporte a su futuro desarrollo. Además, se describirá la metodología de desarrollo de software que se pretende implementar para el desarrollo del sistema.

Palabras clave

Arquitectura de software, SCRUM, RUP, Modelo-Vista-Controlador (MVC), SIWSS, UML.

Abstract In this article, the interdisciplinary work of the Master in Computational Systems in support of Conacyt taught at the Instituto Tecnológico de Acapulco is reflected. The purpose of

the article is to present the analysis and design of a Web information system for the control and monitoring of the social service process, for a higher average educational institution. Where some more essential diagrams will be shown, such as, process diagram, use case diagram and class diagram, related to the said system to support its future development. In addition, the software development methodology that is intended to be implemented for the development of the system will be described.

Keywords Software architecture, SCRUM, RUP, Model-View-Controller (MVC), SIWSS, UML.


Introducción A medida que avanza el tiempo van creciendo los medios tecnológicos. Cuando hablamos de los sistemas de información, nos referimos al conjunto de elementos que se relacionan con el fin de brindar apoyo a la toma de decisiones. La función de los sistemas





de información es producir información, la calidad de las decisiones está relacionada con la calidad de la información. Cada año la evolución de estos sistemas es inmensa. Los sistemas de información y las Tecnologías de información han cambiado la forma en que operan las organizaciones actuales, ya que, a través de su uso, automatizan los procesos operativos y suministran una plataforma de información necesaria para la toma de decisiones. Las instituciones educativas cuentan con herramientas tecnológicas que ayudan con el funcionamiento de sus servicios. Páginas web para el manejo de la información, y dirigida al público en general, sistemas integrales para el funcionamiento de diferentes áreas de servicio. Entonces las herramientas tecnológicas son requeridas y utilizadas para un buen común ante la sociedad. Muchas empresas y dependencias públicas cuentan con un sistema de Información el cual los ayuda con el funcionamiento y manejo de sus diversas áreas que ésta misma ofrece. El Colegio de Bachilleres Plantel #2 de Acapulco Guerrero ubicado en AV. Del Mar s/n Cañada de Los Amates, Col. Jardín de Los Amates, no cuenta con una herramienta tecnológica que le ayude con el proceso de Servicio Social. Es una escuela pública nivel medio superior el cual brinda servicio de educación a jóvenes estudiantes que estén en el nivel o desean ingresar al plantel educativo. En el colegio de Bachilleres plantel #2

de Acapulco Guerrero, cuentan varios departamentos para ayudar a los alumnos a crecer y avanzar profesionalmente. Uno de estos departamentos con este objetivo es el departamento del Servicio Social, el cual se encarga de que todos los alumnos antes de concluir con sus estudios en la institución educativa realicen adecuadamente su servicio social, el cual constituye en una obligación jurídica que se encuentra prevista en diversos ordenamientos. En este mismo se implementará un sistema para el control y seguimiento del proceso del servicio social, generando reportes de evidencias y formatos de información requerida. En este artículo se presenta el análisis que se realizará para el desarrollo del sistema de información web descrito se hablará de las herramientas necesarias para este análisis y explicaremos para y porque fueron seleccionadas para su funcionamiento. Mencionaremos la metodología de desarrollo de software para el desarrollo del sistema SIWSS así también como algunos diagramas UML para comprender mejor el proceso que lleva realizar el servicio social en la institución educativa Colegio de Bachilleres Plantel #2 de Acapulco Guerrero.

Objetivo general Utilizar las herramientas necesarias para diseñar y modelar el proceso Servicio Social para el Colegio de Bachilleres Plantel 2 Acapulco, el análisis realizado para comprender



como trabaja el proceso a sistematizar, esto con ayuda de las tecnologías y metodologías de desarrollo necesarias y mencionadas a continuación

Objetivos Específicos • Diseñar y modelar diagramas

UML (Diagrama de Procesos, Casos de uso y Diagrama de Entidad-Relación).

• Seleccionar las herramientas de software y tecnologías de desarrollo de software adecuadas para el desarrollo del sistema web.

• Desarrollar el sistema web basándose en los diagramas UML y usando las herramientas y tecnologías seleccionadas.

• Diseñar una interfaz amigable para que el usuario sea capaz de interactuar con la información dentro del sistema.

Metodología de desarrollo de software Para el desarrollo del sistema web descrito se proponen dos Metodologías, SCRUM y la metodología RUP, estas metodologías nos permitirán seguir con una secuencia de pasos para la construcción del sistema web propuesto. La metodología SCRUM para el desarrollo ágil de software es un marco de trabajo diseñado para lograr la colaboración eficaz de equipos en proyectos, que emplea un conjunto de reglas y artefactos y define roles que generan la estructura necesaria para su correcto funcionamiento (Navarro

Cadavid, Fernández Martínez, & Morales Vélez, 2013).

Metodología SCRUM Es una metodología de desarrollo ágil, que se basa en Sprints: estos son iteraciones o ciclos de desarrollo cortos en los que se diseña y desarrolla un incremento del sistema. SCRUM puede usarse como base para gestión de proyectos ágiles, y puede trabajar en conjunto con otras metodologías. Esta metodología se secciona en tres fases de trabajo (Sommerville, 2016). En la primera se realiza la planeación del bosquejo y diseño de la arquitectura, se establecen los objetivos del sistema y el alcance de este. En la segunda fase se realiza una serie de iteraciones o ciclos sprint en los que se analiza, diseña y desarrolla cada uno de los módulos de los que estará conformado el sistema. Cabe mencionar que el cliente o usuario final al que pertenecerá el sistema interviene en esta fase con la finalidad de añadir nuevos requerimientos o tareas y revisar los ya desarrollados de forma que exista una retroalimentación entre desarrolladores y usuarios finales y pulir el cierre del sprint. En la última fase se concluye el proyecto, se compacta toda la documentación generada, esto incluye manuales de usuario del sistema, manuales técnicos del sistema, documentación de apoyo, y una vez completado se entrega el sistema y sus componentes a los usuarios finales o clientes.



Metodología RUP La metodología Rational Unified Process (RUP) es un proceso formal: Provee un acercamiento disciplinado para asignar tareas y responsabilidades dentro de una organización de desarrollo. Su objetivo es asegurar la producción de software de alta calidad que satisfaga los requerimientos de los usuarios finales (respetando cronograma y presupuesto). Fue desarrollado por Rational Software, y está integrado

con toda la suite Rational de herramientas. Puede ser adaptado y extendido para satisfacer las necesidades de la organización que lo adopte. (Customización). Es guiado por casos de uso y centrado en la arquitectura, y utiliza UML como lenguaje de notación (Roberth G. Figueroa, 2007). Fases: Las cuatro fases del ciclo de vida son:

• Concepción

• Elaboración

• Construcción

• Transición

Ilustración 4 Metodología Scrum - Fases de un Sprint (Rogelio Toledo García, 2017)

Ilustración 5 Fases de la Metodología RUP



Modelado de Negocio El proceso de modelamiento del negocio permite obtener una visión de la organización que permita definir los procesos, roles y responsabilidades de la organización en los modelos de casos de uso del negocio y de objetos. En el siguiente Modelado de Negocio (Figura 3) que se presenta se muestra cómo funciona actualmente el proceso del Servicio Social en el Colegio de Bachilleres plantel 2 de Acapulco, los procesos remarcados de color verde son los procesos donde el sistema SIWSS puede actuar para llevar el control y funcionamiento del proceso.

Diagramas Casos de Uso Son Diagramas para la captura de requisitos potenciales de un nuevo Sistema o una actualización de

Software. Cada caso de uso proporciona uno o más escenarios que indican cómo debería interactuar el sistema con el usuario o con otro sistema para conseguir un objetivo específico. Los diagramas de Caso de Uso nos ayudan a comprender mejor cada uno de los procesos presentados en el Modelado de Negocio, se describen a grandes rasgos cada uno de estos procesos y nos ayudan a los usuarios a comprender a detalle el proceso que se realiza. A continuación, se presentan los diagramas de caso de uso más relevantes en el sistema SIWSS.

Departamento de Serv icio Social

Alumno

Institucion u Organizacion

«BusinessProcess»

Registro del Alumno

«BusinessProcess»

Registro del Alumno

InicioInicio

«BusinessProcess»

Generar Formato Carta

Compromiso

«BusinessProcess»


Compromiso

«BusinessProcess»

Firmar Carta

Compromiso

«BusinessProcess»

Firmar Carta

Compromiso

«BusinessProcess»


de Aceptacion

«BusinessProcess»


de Aceptacion

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Aceptacion

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Aceptacion

«BusinessProcess»

Firmar Carta de

Aceptacion

«BusinessProcess»

Firmar Carta de

Aceptacion

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Aceptacion Firmada

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Aceptacion Firmada

«BusinessProcess»

Notificar Fechas para

Generar Reportes de

Ev idencias

«BusinessProcess»

Notificar Fechas para

Generar Reportes de

Ev idencias

«BusinessProcess»

Generar Reportes de

Informacion y

Ev idencias

«BusinessProcess»

Generar Reportes de

Informacion y

Ev idencias

«BusinessProcess»

Firmar Reportes de

Informacion y

Ev idencias

«BusinessProcess»

Firmar Reportes de

Informacion y

Ev idencias

«BusinessProcess»

Presentar Reportes de

Informacion y Ev idencia

Firmados

«BusinessProcess»

Presentar Reportes de

Informacion y Ev idencia

Firmados

«BusinessProcess»


de Liberacion

«BusinessProcess»


de Liberacion

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Liberadcion

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Liberadcion

«BusinessProcess»

Firmar Carta de

Lberacion

«BusinessProcess»

Firmar Carta de

Lberacion

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Liberacion Firmada

«BusinessProcess»

Presentar Carta de

Liberacion Firmada

«BusinessProcess»

Generar Formato

Constancia de Serv icio

Social

«BusinessProcess»

Generar Formato


Social

«BusinessProcess»

Firmar y sellar


Social

«BusinessProcess»

Firmar y sellar


Social

«BusinessProcess»

Entregar Constancia de

Serv icio Social Firmada

al Alumno

«BusinessProcess»

Entregar Constancia de

Serv icio Social Firmada

al Alumno

Solicitud de

Registro

Base de

Datos

Carta

Compromiso

Carta

Compromiso

Firmada

Carta de

Aceptacion

Carta de

Aceptacion

Firmada

Reportes de

Informacion y

Evidencia

Reportes de

Informacion y

Evidencia

Firmados

Carta de

Liberacion

Carta de

Liberacion

Firmada

Constancia de

Servicio Social

Constancia de

Servicio Social

Firmada

Base de

Datos

FinFin

Ilustración 6 Modelado de Negocio



Ilustración 7 Diagrama de Caso de Uso -

Generar Carta Compromiso Este diagrama de caso de uso representa el proceso “Generar Carta Compromiso” en el Modelado de Negocio. En el diagrama de caso de uso “Generar Carta Compromiso” (Figura 4) se muestras dos actores que pueden interactuar en el proceso:

• Alumno

• Tutor

El diagrama muestra tres casos de uso:

• Generar Documento: el cual nos dice que el alumno puede generar el documento “Carta Compromiso”.

• Imprimir: donde el alumno puede imprimir el documento generado.

• Firmar: donde nos indica que tanto el alumno como el tutor tienen que firmar el documento generado e impreso.

Ilustración 8 Diagrama de Caso de Uso -

Generar Carta de Liberación El diagrama caso de uso representa el proceso “Generar Carta de Liberación” en el Modelado de Negocio. En el diagrama caso de uso “Generar Carta de Liberación” (Figura 5) muestra dos actores que pueden interactuar en el proceso:

• Alumno

• Organización

El diagrama nos muestra tres casos de uso:

• Generar Documento: el cual indica que el alumno puede generar el documento “Carta de Liberación”.

• Imprimir: nos dice que alumno puede imprimir el documento generado.

• Firmar: indica que la Institución u Organización en la que el alumno se encuentra haciendo su servicio social tiene que

Alumno

(from

Actores)

Tutor

(from

Actores)

Generar Documento

Imprimir

Firmar

Alumno

(from

Actores)

Organizacion

(from

Actores)

Generar Documento

Imprimir

Firmar



firmar el documento “Carta de Liberación”.

Diagrama de Despliegue Este diagrama muestra las relaciones físicas de los distintos nodos que componen un sistema y el reparto de los componentes sobre dichos nodos. En el diagrama de Despliegue (Figura 6) se presentan los dispositivos que pueden utilizar los usuarios para visualizar el sistema a desarrollar, los dispositivos están presentados y relacionados conforme sea especificado para el sistema SIWSS, con los respectivos sistemas operativos que el sistema deba soportar. Patrones de diseño de software Cuando se desarrolla una aplicación software es frecuente encontrarse en la situación de tener que volver a resolver problemas similares a otros que ya hemos solucionado anteriormente, y debemos volver a hacerlo partiendo de cero una y otra y

otra vez (incluso dentro del mismo proyecto). Debido a ello y basándose en la programación orientada a objetos surgieron los patrones de diseño, donde cada uno de ellos define la solución para resolver un determinado problema, facilitando además la reutilización del código fuente. Dependiendo de su finalidad pueden ser:

• Patrones de creación: utilizados para crear y configurar de clases y objetos.

• Patrones estructurales: su objetivo es desacoplar las interfaces e implementar clases y objetos. Crean grupos de objetos.

Ilustración 9 Diagrama de Despliegue



• Patrones de comportamiento: se centran en la interacción entre asociaciones de clases y objetos definiendo cómo se comunican entre sí.

El patrón de diseño de software a utilizar para este sistema será el patrón de diseño MVC, es un patrón de diseño de software utilizado para implementar sistemas donde se requiere el uso de interfaces de usuario, por esta razón se optó por utilizar este patrón de diseño de software para el sistema SIWSS. Modelos Es la capa donde se trabaja con los datos, por tanto, contendrá mecanismos para acceder a la información y también para actualizar su estado. Los datos los tendremos habitualmente en una base de datos, por lo que en los modelos tendremos todas las funciones que accederán a las tablas y harán los correspondientes selects, updates, inserts, etc. Vistas Las vistas, como su nombre nos hacen entender, contienen el código de nuestro sistema que va a producir la visualización de las interfaces de usuario, o sea, el código que nos permitirá renderizar los estados de nuestra aplicación en HTML. En las vistas nada más tenemos los códigos HTML y PHP que nos permite mostrar la salida. Controladores Contiene el código necesario para responder a las acciones que se

solicitan en la aplicación, como visualizar un elemento, realizar una compra, una búsqueda de información, etc.

Ilustración 10 Diagrama del Patrón de

Diseño MVC

Conclusión En este artículo, se presentó el análisis que se realizó al proceso en donde se implementará el sistema SIWSS. Mencionamos las metodologías de desarrollo que se utilizaran durante la implementación del sistema, así como tecnologías y patrones de diseño con los que se desea trabajar para garantizar la calidad del sistema propuesto. Como parte del análisis presentado en este articulo mencionamos algunos diagramas UML como el Modelado de Negocio, los cuales nos servirán en el desarrollo del sistema SIWSS, para comprender a detalle el proceso que realizara este sistema.



Referencias [1]Booch, G., Rumbaugh, J., & Jacobson, I. (2006). El Lenguaje Unificado de Modelado Guía del usuario. Madrid (España) : PEARSON EDUCACIÓN, S.A. [2]Fernández, Y., & Díaz, Y. (2012). Patrón Modelo-Vista-Controlador. Telem@tica, Vol. 11, 47-57. [3]Navarro Cadavid, A., Fernández Martínez, J. D., & Morales Vélez, J. (2013). Revisión de metodologías ágiles para el desarrollo de software. PROSPECTIVA, vol. 11, núm. 2, 30 - 39. [4]Roberth G. Figueroa, C. J. (s.f.). Metodologias Tradicionales Vs. Metodologias Agiles. Universidad Tecnica Particular de Loja, Escuela de Ciencias en Computacion. [5]Sommerville, I. (2016). Desarrollo ágil de Software. En Ingeniería de Software (págs. 72-74). Pearson. [6]Vargas del Valle, R. J., & Maltes Granados, J. P. (s.f.). Programación en Capas. San José, Costa Rica.



Desarrollo de un Sistema Web y Aplicativo Android para el control y monitoreo por Geolocalización de unidades de Transportación de

Recolección de Residuos Sólidos Urbanos Ing. Leslie Yajaira Peña Vazquez, M.T.I. Jorge Carranza Gómez

Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Acapulco [email protected], [email protected]

Resumen Este artículo presenta alternativas de localización GPS para el desarrollo de una aplicación móvil que permita obtener el seguimiento de las rutas de recolección de residuos sólidos urbanos, esta aplicación concederá a la empresa poder observar la posición actual de cada vehículo en tiempo real, así como también conocer la ruta y horarios de cada recorrido realizado durante el día. El uso de esta aplicación se limitará solamente al personal de la empresa, concretamente los operadores de los vehículos y el coordinador, así ellos aprovecharán las facilidades que otorga el uso de dispositivos móviles por medio de la aplicación. La situación actual del mercado y del sector de las nuevas tecnologías genera la necesidad de que las marcas y las empresas, se comuniquen como entes sociales y a través de medios como las aplicaciones móviles. Para el desarrollo de la aplicación móvil se utilizará la metodología Scrum, debido a que es ágil y flexible para gestionar el desarrollo de software.

Palabras clave

Residuos Sólidos, Métodos de

recolección, Geolocalización,

Modelo-Vista-Controlador (MVC).

Abstract This article presents GPS location alternatives for the development of a mobile application that allows the tracking of urban solid waste collection routes, this application will allow the company to observe the current position of each vehicle in real time, as well as know the route and schedules of each tour made during the day. The use of this application will be limited only to company personnel, specifically the operators of the vehicles and the coordinator, so they will take advantage of the facilities granted by the use of mobile devices through the application. The current situation of the market and the new technologies sector generates the need for brands and companies to communicate as social entities and through media such as mobile applications. The Scrum methodology will be used for the development of the mobile application, because it is agile and flexible to manage software development.

Keywords Solid Waste, Collection Methods, Geolocation, MVC (Model, View, Controller).




Introducción

Los acumulamientos de basura

generan día con día una muy mala

imagen al Puerto de Acapulco,

además provocan problemas de salud

a las familias que habitan cerca de

estos mismos.

Anteriormente la disposición final de

los residuos sólidos en Acapulco se

hacía en tiraderos a cielo abierto

clandestinos, desde 1970 a 1985 se

comienza a depositar en el sitio

denominado Lázaro Cárdenas, de

1985-2000 en el sitio denominado

Carabalí. En el año 2000 la disposición

se realizaba en el Ejido del Paso

Texca; funcionando como un sitio

controlado, es a partir del 3 de mayo

de 2002, cuando se inaugura el primer

relleno sanitario de la entidad, ubicado

en el municipio de Acapulco, se ubica

en el Kilómetro 25, de la carretera

México, Acapulco, entre los paralelos

de latitud norte 16° 58' y 33.28'', los

99° 49' y 57.8'' de longitud oeste.

Durante la administración 2002-2005,

en el municipio de Acapulco por

disposición del Cabildo se instituyó la

variable ambiental como requisito

indispensable para las estrategias y

acciones de todos los planes de

trabajo del Gobierno Municipal. Al

efecto, se elaboró el manual de

operaciones para la orientación,

organización e implementación de la

variable ambiental.

En México los residuos sólidos

urbanos (RSU) son una atribución

directa a los municipios de acuerdo

con la constitución política general y la

Ley General para la Prevención y

Gestión Integral de Residuos

(LGPGIR). Los residuos que

provienen de cualquier otra actividad

dentro de establecimientos o en la vía

pública que genere residuos con

características domiciliarias, y los

resultantes de la limpieza de las vías y

lugares públicos, siempre que no sean

considerados por esta Ley de otra

índole.

La Gestión Integral de Residuos

Sólidos Urbanos (GIRSU) está

relacionado con dichos residuos

definidos en la LGPGIR como:

conjunto articulado e interrelacionado

de acciones normativas, operativas,

financieras, de planeación,

administrativas, sociales, educativas,

de monitoreo, supervisión y

evaluación, para el manejo de

residuos, desde su generación hasta

la disposición final, a fin de lograr

beneficios ambientales, la

optimización económica de su manejo

y su aceptación social, respondiendo a

las necesidades y circunstancias de

cada localidad o región.

En México, en la década de los años

80, se realizaron esfuerzos



encausados al desarrollo de modelos

matemáticos para el diseño de rutas

de recolección de basura a través de

una computadora (INE, 2000).

En lo que respecta a la revisión de

casos en el contexto mexicano, se

observa que aunque la aplicación de

dispositivos GPS figura1 no es nueva,

no hay evidencias técnicas

documentadas de los resultados

alcanzados, pues la información de

acceso público que se tiene disponible

sólo permite presentar un panorama

del por qué las administraciones

municipales optaron por implementar

esa tecnología sin dar a conocer los

resultados o impactos reales (Eduardo

Betanzo Quezada, 2016).

De acuerdo con estudios realizados

en México, publicado en la revista

Medio Ambiente, se estima que en

promedio generamos 0.63 kg/hab/día

de residuos sólidos domiciliarios

(RSD). Si tomamos en cuenta los

residuos sólidos municipales (RSM),

es decir, los domiciliarios más otros

residuos de origen comercial o que

surgen de la limpieza de calles,

parques y jardines, el número

asciende a 0.93 kg/hab/día (INEGI,

2015).

Tomando estos datos, asumimos que

una persona genera 0.63 kg RSD por

día, una persona que viviera 75 años

generaría a lo largo de su vida 17.2

toneladas de residuos. Una familia

típica de cuatro miembros genera en

promedio 70 toneladas de residuos, lo

que equivale a un valor aproximado de

1 millón de latas de aluminio.

Considerando este estudio y de

acuerdo con el censo de la población

en el estado de Guerrero existe una

población de 3,533,251 habitantes, de

modo que se estima que se produce

alrededor de 3 mil toneladas de basura

al día (INEGI, 2015).

El Estado de Guerrero tiene una superficie territorial de 64,281 km², en el cual viven poco más de tres millones de personas, se clasifica como la 12ª entidad más poblada de México; la mayoría de la población se concentra en la Ciudad y Puerto de Acapulco, de acuerdo con el INEGI tiene una población de 810, 669 habitantes. Considerando, que en el puerto se producen de 142,540 toneladas a 290,240 toneladas de basura por semana (INEGI, 2015).



Figura 1. Resumen del uso de sistemas de geo posicionamiento global (GPS) al servicio de

recolección de residuos sólidos urbanos en ciudades mexicanas (Eduardo Betanzo Quezada,

2016)

Métodos de recolección

La recolección de los residuos, es la

parte medular del sistema de manejo

de residuos sólidos y tiene como

objeto primordial preservar la salud

pública mediante la recolección de los

residuos en todos los centros de

generación y transportarlos al sitio de

tratamiento y/o disposición final, de la

manera más sanitaria posible,

eficientemente y con el mínimo costo.

MÉTODO DE PARADA FIJA O DE

ESQUINA.

Este método consiste en recoger los

residuos en las esquinas de las calles,

en donde previamente por medio de

una campana se comunica la llegada

del camión y los usuarios acuden a

entregar sus residuos. El método de

parada fija es de los más comunes y

económicos.

Método de acera.

Consiste en que simultáneamente al

recorrido del camión por su ruta, los

“peones” de la cuadrilla van

recogiendo los residuos, previamente

colocados por los residentes en el

frente de sus casas. Este método debe

tener un horario y una frecuencia

cumplida, y los residentes deben estar

informados de ello, para sacar sus

bolsas con residuos en el momento

adecuado.

El chofer de cada camión tiene como

obligaciones cumplir con las rutas,



horarios y frecuencias que se le hayan

asignado.

MÉTODO DE CONTENEDORES

La recolección mediante

contenedores, requiere de empleo de

camiones especiales y que los

contenedores estén ubicados en

forma accesible al vehículo recolector.

Es ideal para centros de gran

generación de basura; hoteles

mercados, hospitales, industrias,

tiendas de autoservicio, etc., exige

que la recolección sede con la debida

oportunidad, ya que de lo contrario

puede ocasionar focos de

contaminación.

Objetivo General

Desarrollar una aplicación para

dispositivos móviles con sistema

operativo Android, para el monitoreo

del seguimiento de las rutas

designadas a los vehículos de

recolección de residuos sólidos

urbanos.

Objetivos Específicos

• Analizar el proceso manual que se lleva a cabo en la Coordinación General de Servicios Públicos Municipales sobre el control de flotillas vehicular de residuos sólidos.

• El sistema podrá registrar las visitas a cada contenedor, hora de llegada y salida, con evidencia fotográfica en tiempo real, con la finalidad de obtener reportes de los servicios realizados durante el día de forma inmediata.

• El sistema permitirá conocer la ubicación del vehículo en tiempo real, para enviar una alerta al Coordinador cuando algún operador se desvíe de su ruta.

• Con el sistema podrá visualizar las actividades y el tiempo de traslado de un contenedor a otro.

Patrones de Diseño

Un patrón de diseño se caracteriza

como “una regla de tres partes que

expresa una relación entre cierto

contexto, un problema y una solución”.

El contexto permite al lector entender

el ambiente en el que reside el

problema y qué solución sería

apropiada en dicho ambiente. Un

conjunto de requerimientos, incluidas

limitaciones y restricciones, actúan

como sistema de fuerzas que influyen

en la manera en la que puede

interpretarse el problema en este

contexto y en cómo podría aplicarse

con eficacia la solución (Pressman,

2010).

A partir de esta sección describiré el

patrón de arquitectura para el diseño

de software como alternativa para dar

estructura y ayude al desarrollo de la

aplicación móvil.

Modelo-Vista-Controlador o

MVC (Model-View-Controller)

Es un patrón de arquitectura de

software, que separa los datos y la

lógica de negocio de una aplicación de

su representación y el módulo



encargado de gestionar los eventos y

las comunicaciones. Este se basa en

las ideas de reutilización de código y

la separación de conceptos,

características que buscan facilitar la

tarea de desarrollo de aplicaciones y

su posterior mantenimiento

(Fernández Romero, 2012).

• Modelo es el objeto que representa los datos del programa. Maneja los datos y controla todas sus transformaciones. El Modelo no tiene conocimiento específico de los Controladores o de las Vistas, ni siquiera contiene referencias a ellos. Es el propio sistema el que tiene encomendada la responsabilidad de mantener enlaces entre el Modelo y sus Vistas, y notificar a las Vistas cuando cambia el Modelo.

• Vista es el objeto que maneja la presentación visual de los datos representados por el

Modelo. Genera una representación visual del Modelo y muestra los datos al usuario. Interactúa preferentemente con el Controlador, pero es posible que trate directamente con el Modelo a través de una referencia al propio Modelo.

• Controlador es el objeto que proporciona significado a las órdenes del usuario, actuando sobre los datos representados por el Modelo, centra toda la interacción entre la Vista y el Modelo. Cuando se realiza algún cambio, entra en acción, bien sea por cambios en la información del Modelo o por alteraciones de la Vista. Interactúa con el Modelo a través de una referencia al propio Modelo.

La figura 2 ilustra los elementos

del patrón y la interrelación

entre estos.

Figura 2. Interrelación entre los elementos del patrón MVC (Fernández Romero,

2012)



Arquitectura de Software

Arquitectura Cliente-Servidor

Es un modelo de aplicación distribuida

en el que las tareas se reparten entre

los proveedores de servicios,

llamados servidores y los

demandantes de estos servicios son

llamados clientes. Un cliente realiza

peticiones a otro programa, el servidor

es quien le da una respuesta. Esta

arquitectura puede ser aplicada a

programas que se ejecutan en una

sola computadora.

Figura 3. Modelo Cliente-Servidor.

En esta arquitectura la capacidad de

proceso está repartida entre los

clientes y los servidores, aunque son

más importantes las ventajas de tipo

organizativo debidas a la

centralización de la gestión de la

información y la separación de

responsabilidades, lo que facilita y

clarifica el diseño del sistema. En la

figura 3 podrá observar que tanto el

Cliente como el Servidor son

entidades abstractas que pueden

residir en la misma máquina o en

máquinas diferentes (Gallego, 2012).

Metodología de desarrollo de

software

Para el desarrollo de la aplicación

móvil descrita se propone la

metodología SCRUM, debido a que

este proyecto, debido a que es ágil y

flexible para gestionar el desarrollo de

software. Para el desarrollo de

cualquier sistema, en el proceso del

proyecto se elaboran ciertos modelos

de procesos y diagramas, donde nos

basaremos en la construcción primero

la funcionalidad de la aplicación, en los

principios de inspección continua,

adaptación, autogestión e innovación

del proyecto. Así lograr una aplicación

de calidad y que cumpla con los

requerimientos del cliente de forma

satisfactoria.

METODOLOGÍA SCRUM

El método de Scrum es un método ágil

que ofrece un marco de referencia

para la administración del proyecto.



Se centra alrededor de un conjunto de

sprints, que son periodos fijos cuando

se desarrolla un incremento de

sistema. Scrum es una metodología

ágil y flexible para gestionar el

desarrollo de software, cuyo principal

objetivo es maximizar el retorno de la

inversión para su empresa.

La planeación se basa en priorizar un

atraso de trabajo seleccionar las

tareas de importancia más alta para un

sprint. Se centra principalmente a nivel

de las personas y equipo de desarrollo

que construyen el producto. Su

objetivo es que los miembros del

equipo trabajen juntos y de forma

eficiente obteniendo productos

complejos y sofisticados. Se puede

entender Scrum como un tipo de

ingeniería social que pretende

conseguir la satisfacción de todos los

que participan en el desarrollo,

fomentando la cooperación a través

de la auto-organización. De esta forma

se favorece la franqueza entre el

equipo y la visibilidad del producto.

Los equipos se guían por su

conocimiento y experiencias más que

por planes de proyecto formalmente

definidos. La planeación detallada se

realiza sobre cortos periodos

permitiendo una constante

retroalimentación que proporciona

inspecciones simples y un ciclo de

vida adaptable (Gallego, 2012).

A continuación, se muestra en la figura

4 el ciclo de vida del desarrollo Scrum

para un producto de software.

Figura 4. Modelo de desarrollo aplicando SCRUM

Scrum al ser una metodología de

desarrollo ágil tiene como base la idea

de creación de ciclos breves para el

desarrollo, que comúnmente se

llaman “Sprints”. Un sprint de Scrum

es una unidad de planeación en la que

se valora el trabajo que se va a

realizar, se seleccionan las

particularidades por desarrollar y se

implementa el software. Al final de un

sprint, la funcionalidad completa se

entrega a los participantes. La figura 5

representa un diagrama del proceso

de administración de Scrum.



Figura 5. Proceso de un ciclo aplicando la metodología SCRUM.

Existen tres fases con Scrum. La primera

es la planeación del bosquejo, donde se

establecen los objetivos generales del

proyecto y el diseño de la arquitectura de

software. A esto le sigue una serie de

ciclos sprint, donde Cada ciclo desarrolla

un incremento del sistema. Finalmente, la

fase de cierre del proyecto concluye el

proyecto, completa la documentación

requerida, como los marcos de ayuda del

sistema y los manuales del usuario, y

valora las lecciones aprendidas en el

proyecto.

Android Android es un entorno de software creado para dispositivos móviles. Incluye un núcleo basado en el sistema operativo Linux, una completa interfaz de usuario, aplicaciones finales de usuario, bibliotecas de código, aplicaciones frameworks, soporte multimedia, y mucho más. Mientras que los componentes del sistema operativo están escritos en C o C++, las aplicaciones de usuario para Android se escriben en Java. Incluso las aplicaciones propias incorporadas están desarrolladas en Java.

Una de las características de la plataforma Android es que no hay diferencia entre las aplicaciones que incorpora y las aplicaciones que se pueden desarrollar con el SDK. Esto significa que es posible crear aplicaciones que aprovechan todo el potencial de los recursos disponibles en el dispositivo. La característica más notable de Android podría ser que es de código abierto, y los elementos que le falten pueden o serán desarrollados por la comunidad global de programadores. (Ruiz, 2016).

Geolocalización La geolocalización denominada también como georreferenciación, es aquella que puntualiza la localización de un objeto en un sistema coordenado. Gracias a la red de satélites que envuelve al planeta y el auge de los dispositivos móviles de última generación, cuyo hardware trae integrado un receptor GPS; podemos decir que la geolocalización está en continuo crecimiento y explotación, por lo que será relativamente fácil localizarnos las 24 horas del día, los 365 días del año. Se observa que la



geolocalización es de gran ayuda para ubicar lugares de llegan a caer en manos de criminales (ISACA, 2012).

Conclusiones Este artículo, se describe en base al análisis realizado en la problemática de la Coordinación General de Servicios Públicos Municipales. Así mismo, se describen los métodos de recolección que se utilizan hoy en día en este lugar. Se analizan los tipos de localizadores GPS para el desarrollo de la aplicación móvil. El crecimiento en la adquisición de dispositivos móviles junto a la ampliación de las redes de datos resulta muy beneficioso para el desarrollo de esta aplicación. Se pretende generar los diagramas UML y planeación de los requerimientos necesarios para la creación de los módulos que la integrarán, y que servirán como base para la codificación y pruebas en trabajos futuros.

Referencias Acurio G., Rossin A., Teixeira P.F. y Zepeda F. (1997). Diagnóstico de la situación del manejo de residuos sólidos municipales en América Latina y El Caribe. Banco Interamericano de Desarrollo y la Organización Panamericana. Washington, D.C., EUA, 130 pp. Armijo de Vega C., Puma A. y Ojeda S. (2012). El conocimiento de los habitantes de una ciudad mexicana sobre el problema de la basura. Rev. Int. Contam. Ambie. 1, 27-35.

Betancourt Rodríguez L.E. (2018). Sistema de Geolocalización móvil para la optimización del transporte público brindado por la cooperativa flecha verde- ruta 55. Guayaquil, Ecuador. ISACA (2010). Conferencia. Geolocalización: Riesgos, problemas y estrategias. PARÍS. Google Map. (2017). Google Maps. Obtenido de Google Maps APIs 14SEDESÓL, 1999. Manual de Técnicas Administrativas para el Servicio de Limpia Municipal. Editado por Ingeniería para el Control de Residuos Municipales e Industriales, S.A. De C.V. D.F. México CONAGUA. Registro Mensual de Temperatura Media en °C. Inédito. CONAGUA. Registro Mensual de Precipitación Pluvial en m. Inédito. CONAPO, 2008. (Consejo Nacional de Población). SEDESOL 2005, Estimación de generación de residuos sólidos en el Municipio de Acapulco. Coordinación de Servicios Públicos Municipales, 2007, Datos sobre la generación de residuos sólidos. H. ayuntamiento de Acapulco, Gro. Dirección de Saneamiento Básico Municipal (2008), Datos estadísticos sobre residuos sólidos, Acapulco, Gro. INEGI, 2000. Cuaderno estadístico Municipal de Acapulco de Juárez, Guerrero.

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Uso correcto del cubrebocas

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4 5Antes de colocarlo, lava tus manos adecuadamente.

Procura no tocarlo mientras lo tengas puesto y, si tienes que hacerlo, lava tus manos.

Aunque tengas puesto el cubrebocas, al toser o estor-nudar, hazlo sobre el ángulo interno del brazo.

Revisa cuál es el lado correc-to, tus manos no deben tocar la parte interna.

El cubrebocas siempre debe cubrir nariz y boca.

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