7.2
Resultados del prototipo de la arquitectura propuesta
La arquitectura de referencia orientada a eventos para sistemas basado en sensores (Figura 7.1) considera lo siguiente:
Generaci´on de eventos simulado: los datos de entrada consideran intervalos de 15 minutos. Esto significa que el generador de eventos etiqueta cada evento con una fecha base m´as una diferencia definida por el desfase del evento dentro del inter- valo. Adem´as, como la velocidad indicada es un promedio, un generador aleatorio con una distribuci´on normal 2 es utilizado con una desviaci´on est´andar de 7 km/h (considerando la varianza de velocidad en veh´ıculos).
Enrutamiento a todo nivel: un identificador de sensor es utilizado por el generador de eventos para comunicarse con los sensores. Despu´es, una cadena de caracteres indica el tipo de evento como la llave por la que es enviado, e.g.: event, warning, critical, exception. M´as a´un, algunos componentes se comunican usando sockets PUSH/PULL cuando ni el enrutamiento ni el filtrado es necesario.
Media m´ovil y comparaci´on de velocidades: para determinar si la velocidad me- dida es raz´on para lanzar una alarma o no, se usa una funci´on de media m´ovil (basada ennumpy.convolve 3). Para lograr detecci´on de eventos complejos, esta funci´on es combinada con la variaci´on de velocidad y l´ımites inferiores y superiores de veloci- dad.
CEP: el procesamiento de eventos complejos ocurre en dos etapas: s´ıntesis de alar- mas y procesamiento con ventana de tiempo usando las t´ecnicas aritm´eticas men- cionadas anteriormente.
Topolog´ıa: la red de sensores est´a distribuida geogr´aficamente en la Regi´on Metropoli- tana de Chile, donde los identificadores num´ericos de cada sensor constituyen su posici´on y relaci´on con los dem´as sensores. Son un total de 24 sensores que env´ıan eventos a medida que ´estos ocurren.
2http://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.random.normal.html 3http://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.convolve.html
68 CAP´ITULO 7. MEDICIONES Y RESULTADOS
Figura 7.2: Gr´afico de la velocidad de la totalidad de eventos procesados En la Figura 7.2 un total de 639.114 eventos procesados muestran una comparaci´on entre la velocidad medida y la media m´ovil (usando ventanas de tiempo de tama˜no igual a 500 eventos). Es esperable que alarmas y eventos complejos se generen ante alzas o bajas notorias de la velocidad respecto de la media m´ovil debido al mecanismo de detecci´on definido. De acuerdo a los niveles de severidad definidos para las alarmas en la Tabla 6.1, una alarma normal se considera entre un 10% y un 20% de variaci´on respecto de la media m´ovil, lo que se traduce en las puntas cercanas a la l´ınea azul, por otro lado, las alarmas de nivel cr´ıtico (entre un 20% y un 50% de variaci´on) se observan como la cima al 40% de eventos ocurridos en el gr´afico, y finalmente, las alarmas generadas con un nivel de severidad excepcional (por sobre 50% de variaci´on), se visualizan como las cumbres al 60% y 100% de los eventos ocurridos, donde la velocidad registrada difiere mucho de la media m´ovil para la ventana de tiempo considerada. Estos eventos complejos son procesados por los agentes CEP como se muestra en la Figura 6.1.
7.2. RESULTADOS DEL PROTOTIPO DE LA ARQUITECTURA PROPUESTA 69
Figura 7.3: Notificaciones de alarmas seg ´un variaci´on de velocidad para el sensor 1 (de arriba a abajo: 1. critical, 2. recovery, 3. velocidad, 4. warning)
As´ı como se menciona anteriormente, en la Figura 7.3, se observa la consistencia de los eventos generados (para el sensor n´umero 1). Un alza en los eventos de alerta, significa un cambio considerable de la velocidad de los veh´ıculos, lo que fue detectado en tiempo real usando el controlador CEP como se aprecia en la Figura 7.1.
70 CAP´ITULO 7. MEDICIONES Y RESULTADOS
Figura 7.4: Notificaciones de alarmas seg ´un velocidad para el sensor 17 (alarma nivel bajo descartadas) (de arriba a abajo: 1. velocidad, 2. critical)
En la Figura 7.4 los niveles bajos de alarma para el sensor 17 fueron descartados para visualizar mejor lo que acontece, mostrando la relaci´on entre la variaci´on de velocidad y la cantidad de notificaciones de alarmas. As´ı, si la variaci´on es baja, la cantidad de notificaciones tambi´en y viceversa.
Finalmente, la Figura 7.5 muestra la media m´ovil como un punto de comparaci´on extra. Considerando que todos los casos se comportan de forma similar al total (Figura 7.2), este gr´afico en particular muestra como el procesador CEP fue capaz de detectar problemas de tr´ansito bajo valores promedio normales (dentro de una ventana de tiempo).
7.2. RESULTADOS DEL PROTOTIPO DE LA ARQUITECTURA PROPUESTA 71
Figura 7.5: Notificaciones de eventos seg ´un velocidad para el sensor 2 (de arriba a abajo: 1. critical, 2. recovery, 3.exception, 4. velocidad, 5. warning, 6. media m´ovil)
Tal como se aprecia en el Gr´afico 7.5 para el sensor 2, en el Gr´afico 7.6 se observa las notificaciones generadas para el sensor n´umero 3. Es m´as, la relaci´on entre la variaci´on de la velocidad y la cantidad de alarmas generadas se nota de forma m´as clara, es as´ı como en los intervalos de horarios de las 7:00 - 10:00, 13:00 - 15:00, 17:00 - 19:00 y finalmente 20:00 - 21:00 se observa que la velocidad reportada por el sensor var´ıa a la baja coincidiendo con la cantidad de alarmas de nivel warning que se generan, lo que deja ver la efectividad del prototipo implementado procesando los eventos a medida que llegan y generando nuevos eventos en tiempo real acorde a lo que sucede dentro de la ventana de tiempo implementada (ver Algortimo 1). Los mecanismos de procesamiento de eventos complejos utilizados, como la media m´ovil y la ventana de tiempo deslizante generan alertas frente a anomal´ıas en el caso de estudio validado.
Por otro lado, los horarios en que se generan mayores cantidades de alarmas coinci- den con los horarios punta del transporte y reflejan la efectividad de los mecanismos de detecci´on implementados.
72 CAP´ITULO 7. MEDICIONES Y RESULTADOS
Figura 7.6: Notificaciones de eventos seg ´un velocidad para el sensor 3 (de arriba a abajo: 1. warning, 2. recovery, 3. exception, 4. velocidad, 5. critical)