Artificial Neural Network for the Classification and Prediction of Air Quality

Authors

  • Sandra Patricia Bombela Jiménez División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290
  • Carlos Lino Ramírez División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290
  • David Asael Gutierrez Hernández División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290
  • Víctor Manuel Zamudio Rodríguez División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290
  • Miguel Ángel Casillas Araiza División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290

DOI:

https://doi.org/10.30973/progmat/2019.11.2/7

Keywords:

Extrapolation, Artificial Neural Network, pollution, prediction

Abstract

Air pollution is the presence in the atmosphere of substances in an amount that involves discomfort or risk to the health of people and other living beings. They are being produced in different ways, and they can attack different materials, reduce visibility or produce unpleasant odors. Polluted emissions to the atmosphere (which is strongly related to climate change) can aggravate the effects on the health of population, not only indirectly (by the impact on weather phenomena), but immediately, due the direct effects of pollutants for health. In this paper we propose the application of a back propagation neural network to make predictions (one hour later) about the air quality, using estimation methods to complete the missing records of the databases used. This study is based on a four years database obtained from the CICEG atmosphere station, one of the three stations that are located in the city of León, Guanajuato Mexico. Five pollutants are considered as part of the parameters of the model (????????????,????????????????, ????????????, ????????, ????????) in addition to the month, the day and the time when the contaminant were registered. The results show an acceptable accuracy of the model used for the prediction of air quality.

Author Biographies

Sandra Patricia Bombela Jiménez, División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290

Obtuvo el título de Ingeniero en Telemática por la Universidad Politécnica de Juventino Rosas en el 2018. Actualmente cursa la Maestría en Ciencias de la Computación en su segundo año en la División de Estudios de Posgrado e Investigación en el Instituto Tecnológico de León. Ha trabajado con algoritmos genéticos aplicados a la optimización en la clasificación de arritmias cardiacas. Recientemente se encuentra trabajando con métodos de ajustes de datos.

Carlos Lino Ramírez, División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290

Profesor Investigador de la División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI) del Tecnológico Nacional de México / I. T. de León. Doctorado en Arquitectura y Tecnología de los Sistemas Informáticos por la Universidad de Valencia, España (2012). Maestro en Ciencias en Ciencias Computacionales por el Instituto Tecnológico de León (1999). Ingeniero en Sistemas Computacionales por el Instituto Tecnológico de León (1996). Ha tenido varios cargos administrativos en el Instituto Tecnológico de León, como: jefe de la División de Estudios de Posgrado e Investigación (2015-2017), subdirector académico del (2006-2007), jefe del departamento académico de Sistemas y Computación (2004-2006), entre otros. Ha publicado sus trabajos de investigación en diversos congresos internacionales en España, Italia, Alemania y México. Sus áreas de investigación son Inteligencia de Ambiente, Algoritmos de Encaminamiento y Redes de Sensores Inalámbricas.

David Asael Gutierrez Hernández, División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290

David Asael Gutiérrez Hernández, ha tenido varios cargos administrativos en el Instituto Tecnológico de León, como: jefe de la División de Estudios de Posgrado e Investigación y profesor Investigador de la División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI) del Tecnológico Nacional de México / I. T. de León. Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica por la Universidad de Guanajuato, Maestro en Ciencias (óptica) por el Centro de Investigaciones en Óptica, Doctor en Física por la Universidad Autónoma de Sinaloa. Investigador Nacional Nivel 1 y Jefe de la División de Estudios de Posgrado e Investigación del Instituto Tecnológico de León. Investigador en el área de metrología óptica con trabajos realizados referentes a pruebas ópticas no destructivas para caracterización de propiedades mecánicas de materiales, procesamiento digital de imágenes y en optoelectrónica aplicada al monitoreo no invasivo de enfermedades crónicodegenerativas y neurodegenerativas. Ha sido ganador del premio de innovación tecnológica Guanajuato 2010 y 2012, así como del premio Nacional de la Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica 2013 por sus trabajos de optoelectrónica aplicada a la ingeniería biomédica.

Víctor Manuel Zamudio Rodríguez, División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290

Profesor Investigador de la División de Estudios de Posgrado e Investigación (DEPI) del Tecnológico Nacional de México / I. T. de León. Doctorado en Ciencias de la Computación por la Universidad de Essex, Reino Unido. Maestro en Ciencias de la Computación por el Instituto Tecnológico de Monterrey, México. Licenciado en Física y Matemáticas por la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México. Sus áreas de interés es la aplicación de métodos de Inteligencia Artificial como la inteligencia ambienta, robótica, informática móvil, educación, salud, realidad mixta, etc. También está interesado en la innovación y el emprendimiento, el aprendizaje basado en proyectos, el prototipado de ciencia ficción y las artes más la tecnología.

Miguel Ángel Casillas Araiza, División de Estudios de Posgrado e Investigación/Tecnológico Nacional de México/I.T. León, Av. Tecnológico S/N Fracc. Industrial Julián de Obregón, León Guanajuato, México, C.P. 37290

Maestro en Ciencias, ha trabajado sobre Ambientes Inteligentes (AmI), diseñando un Sistema Operativo para IoT (AIOS), construyendo sensores y actuadores para el AmI, sus áreas de interés abarcan los controladores digitales para la Robótica y la Inteligencia Artificial para la optimización de movimientos y tareas en Robots Manipuladores Industriales.

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Published

2019-06-28

How to Cite

Bombela Jiménez, S. P., Lino Ramírez, C., Gutierrez Hernández, D. A., Zamudio Rodríguez, V. M., & Casillas Araiza, M. Ángel. (2019). Artificial Neural Network for the Classification and Prediction of Air Quality. Programación Matemática Y Software, 11(2), 57–66. https://doi.org/10.30973/progmat/2019.11.2/7

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