MATERIAL DE APOYO CASO PRÁCTICO SISTEMA INTEGRAL PARA LA PROYECCION Y DETECCION DE LA PREVENCION DEL DELITO, MEDIANTE MINERIA DE DATOS.

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MATERIAL DE APOYO CASO PRÁCTICO

“SISTEMA INTEGRAL PARA LA PROYECCION Y DETECCION DE LA PREVENCION DEL DELITO, MEDIANTE MINERIA DE DATOS.”

PRESENTA

MTIE. Erik Guerrero Bravo.

Tula de Allende Hidalgo Septiembre del 2012.

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Contenido

INTRODUCCIÓN ... 7

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ... 8

1.1. Planteamiento del Problema ... 8

1.2. Objetivo General ... 10

1.3. Objetivos Específicos ... 10

1.4. Justificación ... 11

2. MARCO TEORICO ... 12

2.1. Business Intelligence... 12 2.1.1. Características ... ¡Error! Marcador no definido.

2.1.2. Componentes ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2. Sistemas de Información ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.1. DataWarehouse ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.1.1. Implementación ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.2. DataMart ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.2.1. Tipos de DataMarts ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.3. OLAP ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.3.1. Beneficios de OLAP ... ¡Error! Marcador no definido.

2.2.3.2. Componentes ... ¡Error! Marcador no definido.

2.3. Descubrimiento de Conocimiento de Bases de Datos (KDD) . ¡Error! Marcador no definido.

2.3.1. Metas ... ¡Error! Marcador no definido.

2.3.2. Proceso KDD ... ¡Error! Marcador no definido.

2.4. Minería de Datos ... ¡Error! Marcador no definido.

2.4.1. Principales Características y Objetivos de la Minería de Datos... ¡Error!

Marcador no definido.

2.4.2. Etapas Principales del Proceso de Minería .... ¡Error! Marcador no definido.

2.4.3. Tipología de Patrones de Minería de Datos ... ¡Error! Marcador no definido.

3. MARCO REFERENCIAL ... ¡Error! Marcador no definido.

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3.1. Rasgos Institucionales ... ¡Error! Marcador no definido.

3.1.1. Antecedentes Históricos ... ¡Error! Marcador no definido.

3.1.2. Estructura ... ¡Error! Marcador no definido.

3.1.3. Recursos Humanos ... ¡Error! Marcador no definido.

3.1.4. Equipamiento... ¡Error! Marcador no definido.

3.1.5. Tecnología e Información ... ¡Error! Marcador no definido.

3.2. Contexto de la Empresa ... ¡Error! Marcador no definido.

3.2.1. Misión ... ¡Error! Marcador no definido.

3.2.2. Visión ... ¡Error! Marcador no definido.

3.2.3. Proyecciones a Futuro ... ¡Error! Marcador no definido.

4. METODOLOGÍA PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO ... ¡Error! Marcador no definido.

5. CASO PRÁCTICO ... ¡Error! Marcador no definido.

5.1. Documento de definición ... ¡Error! Marcador no definido.

5.1.1. Conceptualización del Producto o Servicio .... ¡Error! Marcador no definido.

5.1.2. Administración de Riesgos ... ¡Error! Marcador no definido.

5.2. Descripción del Sistema Web ... ¡Error! Marcador no definido.

5.2.1. Funcionalidad Requerida. ... ¡Error! Marcador no definido.

5.3. Inicio Planeación del Proyecto ... ¡Error! Marcador no definido.

5.3.1. Formato de Solicitud del Proyecto ... ¡Error! Marcador no definido.

5.3.2. Formato de Análisis para la Integración y Planeación del Proyecto. ... ¡Error!

5.3.3. Formato de Evaluación y Autorización de Fases del Proyecto. ... ¡Error!

5.3.4. Formato de Rastreabilidad de Módulos Construidos ... ¡Error! Marcador no definido.

5.4. Requerimientos Técnicos del Proyecto ... ¡Error! Marcador no definido.

5.4.1. Datos del Proyecto ... ¡Error! Marcador no definido.

5.4.2. Objetivo del Proyecto ... ¡Error! Marcador no definido.

5.4.3. Alcance ... ¡Error! Marcador no definido.

5.4.4. Descripción General ... ¡Error! Marcador no definido.

5.4.5. Proceso General ... ¡Error! Marcador no definido.

5.5. Módulos y Arquitectura del Sistema Web (SICODEC4). .... ¡Error! Marcador no definido.

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5.6. Arquitectura del Sistema de Consulta Delictiva (SICODEC4) . ¡Error! Marcador no definido.

5.6.1. Modelos de Arquitecturas Basadas en Tres Capas ... ¡Error! Marcador no definido.

5.6.2. Patrón de Arquitectura (Model View Controller) ... ¡Error! Marcador no definido.

5.6.3. Formato de Propuesta de Solución Arquitectónica del Software. ... ¡Error!

5.6.4. Estructura General de la Arquitectura ... ¡Error! Marcador no definido.

5.6.5. Visión de la Comunicación Arquitectónica SICODEC4 de forma global.

¡Error! Marcador no definido.

5.6.6. Descripción de las Capas y su Implementación ... ¡Error! Marcador no definido.

5.6.7. Estructura de Comunicación entre Capas ... ¡Error! Marcador no definido.

5.6.8. Procesos de Comunicación entre Componentes ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7. Descripción de Subprocesos ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.1. Descripción del Proceso de Captura y Recepción de Datos ... ¡Error!

5.7.1.1. Formato de Especificación y Autorización del Proceso ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.1.2. Diagrama de Flujo del Proceso ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.1.3. Interfaz Gráfica del Proceso ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.2. Diseño e Implementación del Proceso de Recepción de Datos ... ¡Error!

5.7.3. Implementación del Proceso de Consulta Estadística de los Incidentes

5.7.3.1. Formato de Especificación y Autorización del Proceso ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.3.3. Interfaz Gráfica del Proceso ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.4. Diseño e Implementación del Proceso de Consulta y Análisis Estadístico.

5.7.5. Descripción del Proceso de Gestión de Usuarios y Seguridad ... ¡Error!

5.7.5.1. Configuración de la Seguridad en la Sistema ... ¡Error! Marcador no definido.

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5.7.5.2. Identificación de Escenarios de Ataques Externos ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.5.3. Formato de Especificación y Autorización del Proceso de Seguridad

5.7.6. Descripción del Proceso de Configuración del Archivo Web.config ... ¡Error!

5.7.6.1. Configuración para la Prevención de Ataques del tipo XSS ... ¡Error!

5.7.6.2. Prevención de Ataques Eavesdropping. ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.7. Análisis del Proceso de Autenticación de Usuarios y Control de Acceso

5.7.7.1. Arquitectura ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.8. Análisis de Proceso de Autenticación de Usuarios ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.8.1. Interfaz Gráfica ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.9. Implementación de la Seguridad Basada en Cookies de Autenticación.

5.7.10. Descripción del Proceso de Recuperación de Contraseñas.¡Error! Marcador no definido.

5.7.11. Análisis Proceso de Creación de Cuentas de Usuarios . ¡Error! Marcador no definido.

5.7.11.3. Analisís del Proceso Invocación de la Clase Membership ¡Error! Marcador no definido.

5.7.12. Descripción del Proceso de Creación de Roles ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.13. Analisís del Proceso Invocación de la Clase Roles. ... ¡Error! Marcador no definido.

5.7.14. Descripción del Proceso de Asignación de Roles ... ¡Error! Marcador no definido.

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5.7.14.3. Analisís del Proceso Invocación de la Clase Role ... ¡Error! Marcador no definido.

5.8. DESCRIPCIÓN DEL MODULO DE MINERÍA DE DATOS ¡Error! Marcador no definido.

5.9. Funcionalidad requerida ... ¡Error! Marcador no definido.

5.10. Descripción del Proceso de ETL a través de Proyectos SSIS ... ¡Error!

5.10.1. Requerimientos para la Extracción y Transformación de los Datos .... ¡Error!

5.11. Formato de Solicitud del Proyecto: MODULO DE MINERÍA DE DATOS

5.12. Descripción del Proceso de ETL de Incidentes Municipales. ... ¡Error!

5.12.1. Arquitectura ... ¡Error! Marcador no definido.

5.13. Proceso de Transformación del DW perteneciente a los Incidentes. ... ¡Error!

5.13.1. Creación de Tablas de Dimensión ... ¡Error! Marcador no definido.

5.13.2. Proceso de Transformación ... ¡Error! Marcador no definido.

5.13.3. Diseño de la Tabla Línea del Tiempo ... ¡Error! Marcador no definido.

5.13.4. Creación de las tablas de Hechos ... ¡Error! Marcador no definido.

5.14. Análisis de los Datos Generados a partir del ETL. ... ¡Error! Marcador no definido.

5.15. Generación y Procesamiento del Modelo de Minería de Datos ... ¡Error!

5.15.1. Descripción del Proceso de Creación del Modelo de Minería de Datos ¡Error!

5.15.2. Estructura General del Proyecto SSAS... ¡Error! Marcador no definido.

5.15.2.1. Implementación y Procesamiento del Modelo de Minería de Datos . ¡Error!

5.15.2.1.1. Entrenamiento del Modelo ... ¡Error! Marcador no definido.

5.16. Resultados Finales ... ¡Error! Marcador no definido.

6. RECOMENDACIONES ... ¡Error! Marcador no definido.

7. RESULTADOS ALCANZADOS Y CONCLUCIONES ... ¡Error! Marcador no definido.

8. REFERENCIAS ... ¡Error! Marcador no definido.

9. ANEXO ... ¡Error! Marcador no definido.

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INTRODUCCIÓN

A partir del cambio de la estructura política del país en el 2009, se vio afectado por una creciente ola de inseguridad caracterizada por un aumento en los índices delictivos y los niveles de violencia. Esta situación fue más profunda en las principales ciudades del país y llevó a tomar acciones coordinadas a nivel nacional con el objetivo de prevenir el delito. Una de éstas medidas fue el impulso de sistemas como plataforma México, por parte de la secretaria de Seguridad Pública a nivel Federal a través del Centro de Comunicaciones, Cómputo, Control y Comando (C4). “En el plano internacional, los ataques terroristas del 11 de septiembre han aumentado significativamente la preocupación por la seguridad interna en EEUU. Las agencias de inteligencia como la CIA o el FBI procesan y analizan información en busca de actividad terrorista”¹.

El análisis de los registros delictivos es fundamental en la prevención del delito.

Entre otras cosas, por que permite el diseño de políticas y planes de prevención más efectivos. En México este tipo de análisis se ha realizado históricamente mediante herramientas estadísticas descriptivas básicas, considerando fundamentalmente variables y relaciones primarias. Sin embargo, muchas veces la estadística descriptiva clásica no refleja la verdadera interrelación de las variables y por lo tanto, el problema real. Éste contexto requiere un tratamiento más complejo que obliga a evolucionar en el análisis de información criminal.

“En general, el tamaño de las bases de datos esta basado en aspectos como la capacidad y eficiencia de almacenamiento y no en su posterior uso o análisis”². Por esta razón, en muchos casos, los registros almacenados son demasiado grandes o complejos como para analizar y superan el alcance de la estadística.

“La Minería de Datos (Data Mining) es un proceso iterativo de búsqueda de información no trivial en grandes volúmenes de datos”³. Busca generar información similar a la que podría generar un experto humano: patrones, asociaciones, cambios, anomalías y estructuras significativas.

En el caso de aplicar inteligencia o análisis inteligente a grandes volúmenes de datos almacenados por los diferentes centros y sub-centros adscritos a la Secretaria Pública Federal y Estatal conocidos como C4 justifican el uso de herramientas mas potentes que la estadística convencional que permitan determinar relaciones multivariantes subyacentes. La minería de datos aplicada al

1Chen, H., W. Chung, J. Xu. Crime Data Mining: A General Framework and Some Examples. IEEE Computer Society, vol. 37, no. 4. Páginas 50-56

2Kantardzic, M. 2002. Data Mining: Concepts, models, methods and algorithms. Wiley- IEEE Press. ISBN 0-471-22852-4.

3Han, J., M. Kamber, 2001. Data mining: Concepts and techniques. Morgan Kauffmann Publishers.

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análisis de datos delictivos almacenados por el C4 es un campo bastante nuevo y que en los últimos años ha tomado gran importancia con la finalidad de otorgar mejores herramientas de análisis y monitoreo de datos.

En éste contexto, el objetivo de éste trabajo es comprobar la implementación de minería de datos en el análisis de información criminal en México y comprobar su efectividad y valor agregado.

1.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1. Planteamiento del Problema

El desarrollar sistemas informáticos que son capaces de agilizar los diversos procesos administrativos es hoy en día de suma importancia, debido a la tendencia tecnológica, la convergencia entre diferentes tecnologías y el almacenar los datos dentro de un repositorio central de almacenamiento se ha convertido en una práctica común dentro de las TIC´s dejando a un lado la capacidad verdadera del procesamiento de los datos.

Dentro de los Centros de Comunicaciones, Cómputo, Control y Comando C4 de las diferentes zonas del Estado de Hidalgo, se encuentran instalados diversos sistemas informáticos capaces de realizar el procesamiento de la información, los cuales son utilizados para apoyar y servir a las diferentes corporaciones de seguridad pública tanto a nivel Federal, Estatal como Municipal, para la elaboración y diseminación de decisiones de comando, así como la prevención del delito y acontecimientos de protección civil. La funcionalidad principal de estos sistemas consiste primordialmente en coordinar y mantener en operación el enlace con la red nacional de telecomunicaciones, además de establecer y mantener la red estatal de radiocomunicación al servicio de las instituciones de seguridad pública que prestan sus servicios en el estado, y establecer mecanismos de suministro e intercambio de información entre las dependencias estatales de seguridad pública es uno de los principales objetivos de dicho mecanismo.

El flujo y el almacenamiento de información no permite realizar proyecciones especificas de los datos, tendencias acerca de las incidencias de los delitos, zonas seguras, zonas rojas, zonas con incremento de delincuencia, tablas porcentuales con incrementos dentro de líneas especificas de tiempo que demuestren las tendencias de incrementos de actos delictivos, gráficas con datos proyectando lugares con mayor índice de accidentes viales, tendencias o estadísticas

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porcentuales de llamadas telefónicas y registros de accidentes falsos, cantidad de accidentes atendidos o situaciones delictivas esclarecidas, incluyendo tiempos de respuestas basados en días, semanas o meses.

Para atender a ésta problemática se requiere de un modelo estadístico-preventivo basado en las tecnologías de la información, la lógica de base de datos y minería de datos que permite atender el 80% de llamadas realizadas de manera inapropiada y el 20% de tipo correctivo en donde la ciudadanía requiera la intervención de alguna autoridad.

El diseño de este modelo requiere de la implementación de un algoritmo matemático y estadístico programable que consiste en determinar de acuerdo a las técnicas de la minería de datos, los casos con mayor incidencia y sus tendencias para determinar planes y programas preventivos que ayuden a erradicar o evitar el delito en determinadas regiones.

Dentro la problemática interna de la empresa se ha detectado lo siguiente:

• No se cuenta con una herramienta que sea capaz de analizar grandes volúmenes de la información almacenada en el C4.

• Retardo en la consulta de información.

• Datos inconsistentes de información además de poca calidad en los datos.

• Congestionamiento de información y sobresaturación de los servicios informáticos.

• Procesos de proyecciones y tendencias estadísticas de situaciones de riesgos inexistentes.

• Los procesos informáticos en la toma de decisiones inteligentes, no se encuentran diseñados o implementados.

• No existe un sistema inteligente capaz de procesar información almacenada para la toma de decisiones inteligentes.

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1.2. Objetivo General

Realizar un sistema informático, que sea capaz de brindar información predictiva para la pronta atención y prevención de delitos o situaciones de riesgos para la población en general mediante la minería de datos.

1.3. Objetivos Específicos

• Recopilar e integrar los datos históricos de los delitos ocurridos en el estado.

• Desarrollo del modelo de minería de datos para la realización de predicciones.

• Realizar la limpieza y transformación de los datos.

• Obtener información predictiva para la pronta detección y prevención del delito ó situaciones de riesgo para la población en general.

• Generar estadísticas acerca de los delitos que ocurren en el Estado y representarlas por medio de gráficas.

• Diseñar la arquitectura de software necesaria para el análisis y captura de la información de la empresa.

• Diseño, desarrollo e implementación de los módulos de reportes y seguridad de acceso al sistema.

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1.4. Justificación

Los sistemas de información y comunicación forman una parte importante dentro del desarrollo tecnológico de la sociedad moderna. La capacidad de procesamiento de la información dentro de una organización adquiere importancia cuando es necesario tener una respuesta rápida y eficiente a la hora de realizar una búsqueda, o cuando es necesario mantener actualizados sus datos. Sin embargo, dentro de estas enormes masas de datos almacenados en las organizaciones existe información oculta, de gran importancia estratégica, a la que no podemos acceder mediante técnicas clásicas de recuperación de información.

La implementación de las técnicas de minería de datos ayuda a generar recomendaciones apropiadas para el diseño de planes de prevención de delitos capaces de brindar información para la pronta atención a situaciones de riesgo para la población en general.

Estas técnicas aplicadas a los procesos, aportaran un gran beneficio ya que permiten dar respuestas a preguntas tales como:

• ¿Cuál es el delito que ocurre en cierta época del año?

• ¿Cuál es la zona con más incidencia delictiva?

• ¿Qué es lo que más se roban?

Encontrar respuestas a estas interrogantes permite, entre otras cosas, a mejorar el desempeño del C4 y maximizar la disponibilidad de los activos hacia la persona que lo requiere.

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2. MARCO TEORICO

2.1. Business Intelligence

Hoy en día una empresa que solo reúne y administra sus datos, y que tal vez los revise de manera regular mediante informes básicos, están perdiendo casi por completo el valor estratégico. La Inteligencia de Negocios o Business Intelligence (BI), es la solución a ese problema, pues por medio de dicha información puede generar escenarios, pronósticos y reportes que apoyen a la toma de decisiones, lo que se traduce en una ventaja competitiva. La clave para BI es poder transformar los datos en información, y la información en conocimiento, de forma que se pueda optimizar el proceso de toma de decisiones en los negocios.

“Desde un punto de vista más pragmático, y asociándolo directamente con las tecnologías de la información, podemos definir Business Intelligence como el conjunto de metodologías, aplicaciones y tecnologías que permiten reunir, depurar y transformar datos de los sistemas transaccionales e información desestructurada (interna y externa a la compañía) en información estructurada, para su explotación directa o para su análisis y conversión en conocimiento, dando así soporte a la toma de decisiones”⁴.

4Sinnexus << ¿Qué es Business Intelligence? >> Sinnexus Business Intelligence. Consultado el 02 marzo de 2012