setwd("/cloud/project/")
datos<-read.csv("DerramesEEUU.csv", header = TRUE, sep=";" , dec=",",na.strings ="-")
str(datos)
## 'data.frame': 2760 obs. of 59 variables:
## $ NumeroInforme : int 20100064 20100054 20100092 20100098 20100101 20100102 20100113 20100120 20100039 20100150 ...
## $ NumeroComplementario : int 15072 15114 15120 15127 15130 15132 15146 15162 15197 15205 ...
## $ DiaAccidente : int 8 25 10 28 27 29 11 23 15 11 ...
## $ MesAccidente : int 4 3 5 4 5 5 6 5 3 1 ...
## $ AnioAccidente : int 2010 2010 2010 2010 2010 2010 2010 2010 2010 2010 ...
## $ HoraAccidente : int 6 13 6 24 3 14 7 6 15 2 ...
## $ AmPmAccidente : chr "a. m." "p. m." "a. m." "p. m." ...
## $ IDOperador : int 31684 18779 30829 12105 20160 30003 1248 300 18718 32296 ...
## $ NombreOperador : chr "CONOCOPHILLIPS" "SUNOCO, INC (R&M)" "TEPPCO CRUDE PIPELINE, LLC" "MAGELLAN AMMONIA PIPELINE, L.P." ...
## $ NombreOleoductoInstalacion : chr "GD-03, GOLD LINE" "PHILADELPHIA REFINERY - WEST YARD" "HOBBS TO MIDLAND" "WHITING TO EARLY SEGMENT" ...
## $ UbicacionOleoducto : chr "ONSHORE" "ONSHORE" "ONSHORE" "ONSHORE" ...
## $ TipoOleoducto : chr "ABOVEGROUND" "ABOVEGROUND" "UNDERGROUND" "UNDERGROUND" ...
## $ TipoLiquido : chr "REFINED AND/OR PETROLEUM PRODUCT (NON-HVL), LIQUID" "REFINED AND/OR PETROLEUM PRODUCT (NON-HVL), LIQUID" "CRUDE OIL" "HVL OR OTHER FLAMMABLE OR TOXIC FLUID, GAS" ...
## $ SubtipoLiquido : chr "GASOLINE (NON-ETHANOL)" "OTHER" NA "ANHYDROUS AMMONIA" ...
## $ NombreLiquido : chr NA "VACUUM GAS OIL (VGO)" NA NA ...
## $ CiudadAccidente : chr "GREEN RIDGE" "PHILADELPHIA" "HOBBS" "SCHALLER" ...
## $ CondadoAccidente : chr "PETTIS" "PHILADELPHIA" "LEA" "IDA" ...
## $ EstadoAccidente : chr "MO" "PA" "NM" "IA" ...
## $ LatitudAccidente : num 38.6 39.9 32.6 42.5 30.2 ...
## $ LongitudAccidente : num -93.4 -75.2 -103.1 -95.3 -91.2 ...
## $ CategoriaCausa : chr "NATURAL FORCE DAMAGE" "MATERIAL/WELD/EQUIP FAILURE" "CORROSION" "MATERIAL/WELD/EQUIP FAILURE" ...
## $ SubcategoriaCausa : chr "TEMPERATURE" "NON-THREADED CONNECTION FAILURE" "EXTERNAL" "CONSTRUCTION, INSTALLATION OR FABRICATION-RELATED" ...
## $ LiberacionInvoluntariaBarriles : num 0.24 1700 2 0.36 1.31 ...
## $ LiberacionIntencionalBarriles : chr "0" "0" NA "0.05" ...
## $ RecuperacionLiquidoBarriles : num 0.07 1699 0.48 0 0 ...
## $ PerdidaNetaBarriles : num 0.17 1 1.52 0.36 1.31 ...
## $ IgnicionLiquido : chr "NO" "NO" "NO" "NO" ...
## $ ExplosionLiquido : chr "NO" "NO" "NO" "NO" ...
## $ CierreOleoducto : chr "YES" "YES" "NO" "NO" ...
## $ DiaCierre : int 8 25 NA NA 27 NA NA 23 15 11 ...
## $ MesCierre : int 4 3 NA NA 5 NA NA 5 3 1 ...
## $ AnioCierre : int 2010 2010 NA NA 2010 NA NA 2010 2010 2010 ...
## $ HoraCierre : int 6 18 NA NA 3 NA NA 7 16 2 ...
## $ AmPmCierre : chr "a. m." "p. m." NA NA ...
## $ DiaReinicio : int 9 28 NA NA 27 NA NA 23 15 15 ...
## $ MesReinicio : int 4 3 NA NA 5 NA NA 5 3 1 ...
## $ AnioReinicio : int 2010 2010 NA NA 2010 NA NA 2010 2010 2010 ...
## $ HoraReinicio : int 10 16 NA NA 24 NA NA 9 18 15 ...
## $ AmPmReinicio : chr "a. m." "p. m." NA NA ...
## $ EvacuacionesPublicas : int NA 0 NA NA 0 0 0 0 NA 0 ...
## $ LesionesEmpleadosOperador : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ LesionesContratistasOperador : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ LesionesRescatistasEmergencia : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ OtrasLesiones : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ LesionesPublico : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ TodasLesiones : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ FallecimientosEmpleadosOperador : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ FallecimientosContratistasOperador : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ FallecimientosRescatistasEmergencia : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ OtrosFallecimientos : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ FallecimientosPublico : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ TodosFallecimientos : int NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA ...
## $ CostosDaniosPropiedad : int 0 0 30000 12000 2720 NA 750 1300 NA 29360 ...
## $ CostosMercanciaPerdidas : int 27 0 100 30 1500 150 300 340 46 136233 ...
## $ CostosDaniosPropiedadesPublicasPrivadas: int 0 0 1000 5000 0 0 0 0 NA NA ...
## $ CostosRespuestaEmergencia : int 0 0 NA 0 1000 NA 400 2445 10999 NA ...
## $ CostosRemediacionAmbiental : int 0 100000 20000 15000 NA NA 6050 3350 452 NA ...
## $ OtrosCostos : int 0 0 NA 0 NA NA 0 2530 NA NA ...
## $ TodosCostos : int 27 100000 51100 32030 5220 150 7500 9965 11497 165593 ...
AnioAccidente <- as.numeric(datos$AnioAccidente)
TDFAnioAccidente <- table(AnioAccidente)
TablaAnioAccidente <- as.data.frame(TDFAnioAccidente)
names(TablaAnioAccidente) <- c("Anio","ni")
TablaAnioAccidente$hi_porc <- round((TablaAnioAccidente$ni / sum(TablaAnioAccidente$ni)) * 100, 2)
TablaAnioAccidente$Ni_asc <- cumsum(TablaAnioAccidente$ni)
TablaAnioAccidente$Ni_dsc <- rev(cumsum(rev(TablaAnioAccidente$ni)))
TablaAnioAccidente$Hi_asc <- round(cumsum(TablaAnioAccidente$hi_porc), 3)
TablaAnioAccidente$Hi_dsc <- round(rev(cumsum(rev(TablaAnioAccidente$hi_porc))), 3)
TDFFinalAnioAccidente<- rbind(TablaAnioAccidente, data.frame(
Anio = "TOTAL",
ni = sum(TablaAnioAccidente$ni),
hi_porc = 100,
Ni_asc = " ",
Ni_dsc = " ",
Hi_asc = " ",
Hi_dsc = " "
))
library(gt)
tabla_AnioAccidente <- TDFFinalAnioAccidente %>%
gt() %>%
cols_label(
Anio = md("**Año**"),
ni = md("**ni**"),
hi_porc = md("**hi (%)**"),
Ni_asc = md("**Ni ↑**"),
Ni_dsc = md("**Ni ↓**"),
Hi_asc = md("**Hi ↑ (%)**"),
Hi_dsc = md("**Hi ↓ (%)**")
) %>%
tab_header(
title = md("**Tabla N° 1**"),
subtitle = md("**Distribución de accidentes en oleoductos por año en EE.UU. (2010-2017)**")
) %>%
tab_source_note(
source_note = md("Autor: Grupo 1")
) %>%
tab_options(
table.background.color = "white",
row.striping.background_color = "white",
table.border.top.color = "black",
table.border.bottom.color = "black",
table.border.top.style = "solid",
table.border.bottom.style = "solid",
column_labels.font.weight = "bold",
column_labels.border.top.color = "black",
column_labels.border.bottom.color = "black",
column_labels.border.bottom.width = px(2),
heading.border.bottom.color = "black",
heading.border.bottom.width = px(2),
table_body.hlines.color = "gray",
table_body.border.bottom.color = "black"
) %>%
tab_style(
style = cell_text(weight = "bold"),
locations = cells_body(
rows = as.character(Anio) == "TOTAL"
)
)
tabla_AnioAccidente
| Tabla N° 1 | ||||||
| Distribución de accidentes en oleoductos por año en EE.UU. (2010-2017) | ||||||
| Año | ni | hi (%) | Ni ↑ | Ni ↓ | Hi ↑ (%) | Hi ↓ (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2010 | 346 | 12.54 | 346 | 2760 | 12.54 | 100 |
| 2011 | 336 | 12.17 | 682 | 2414 | 24.71 | 87.46 |
| 2012 | 362 | 13.12 | 1044 | 2078 | 37.83 | 75.29 |
| 2013 | 400 | 14.49 | 1444 | 1716 | 52.32 | 62.17 |
| 2014 | 447 | 16.20 | 1891 | 1316 | 68.52 | 47.68 |
| 2015 | 453 | 16.41 | 2344 | 869 | 84.93 | 31.48 |
| 2016 | 414 | 15.00 | 2758 | 416 | 99.93 | 15.07 |
| 2017 | 2 | 0.07 | 2760 | 2 | 100 | 0.07 |
| TOTAL | 2760 | 100.00 | ||||
| Autor: Grupo 1 | ||||||
par(mar = c(6, 6, 4, 2))
barplot(
TablaAnioAccidente$ni,
main = "Gráfica No.1: Distribución de la cantidad de accidentes
por año en EE.UU.",
xlab = "Año",
ylab = "Cantidad",
col = "slategray1",
names.arg = TablaAnioAccidente$Anio,
las = 1,
cex.main = 1.2,
cex.lab = 1.2,
cex.axis = 0.8,
cex.names = 0.8
)
Se considera que la variable AnioAccidente, podría seguir dos modelos probabilísticos, segun diferentes periodos motivo por el cual se decidio agrupar de acuerdo a diferentes años.
En el primer periodo (2010–2013) se aplicó la distribución uniforme discreta, asumiendo que cada año tiene la misma probabilidad de registrar accidentes, lo cual permite evaluar si los eventos están equitativamente distribuidos.
Hipótesis nula(Ho): En el primer periodo los accidentes siguen una distribución uniforme.
Hipótesis alternativa (H1): En el primer periodo los accidentes NO siguen una distribución uniforme.
Filtramos los datos para seleccionar solo los año del 2010 al 2013, creamos un nuevo data frame con esa selección.
Accidentes_2010_2013 <- subset(AnioAccidente, AnioAccidente >= 2010 & AnioAccidente <= 2013)
Despues procedemos a calcular las frecuencias absolutas y relativas de ese subconjunto.
TDF_2010_2013 <- table(Accidentes_2010_2013)
Tabla_2010_2013 <- as.data.frame(TDF_2010_2013)
names(Tabla_2010_2013) <- c("Anio", "Frecuencia")
Tabla_2010_2013$hi1 <-(Tabla_2010_2013$Frecuencia / sum(Tabla_2010_2013$Frecuencia))
barplot(Tabla_2010_2013$hi1,
main = "Gráfica N°2: Distribución de Probabilidad de Años(2010-2013)",
xlab = "Años",
ylab = "Probabilidad",
names.arg = Tabla_2010_2013$Anio,
col="slategray2")
Fo <- Tabla_2010_2013$Frecuencia
# Número de categorías (años)
k <- length(Fo)
total_accidentes <- sum(Fo)
Fe <- rep(total_accidentes / k, k)
barplot(rbind(Fo, Fe),
beside = TRUE,
col = c("slategray2", "slategray4"),
names.arg = as.character(Tabla_2010_2013$Anio),
xlab = "Año del accidente",
ylab = "Frecuencia",
las = 1,
cex.names = 0.8,
cex.axis = 1,
ylim= c(0, 500))
title(main = "Gráfica No.3: Comparación Modelo Uniforme vs Observado",
cex.main = 1.2)
legend(x = 10, y = 500,
legend = c("Observado", "Uniforme"),
fill = c("slategray2", "slategray4"),
bty = "o",
y.intersp = 0.7,
cex = 0.8)
Correlacion_U <- cor(Fo, Fe) * 100
## Warning in cor(Fo, Fe): the standard deviation is zero
La correlación de frecuencias es de = NA %
plot(Fo, Fe,
main = "Gráfica No.4: Correlación de frecuencias en el modelo Uniforme",
xlab = "Frecuencia Observada ",
ylab = "Frecuencia Esperada",
col = "slategray2", pch = 19)
abline(lm(Fe ~ Fo), col = "red", lwd = 2)
x2_u <- sum((Fo - Fe)^2 / Fe)
El estadistico Chi-cuadrado es: 6.570637
gl_u <- (k - 1)
nivel_significancia <- 0.05
umbral_aceptacion<- qchisq(1 - nivel_significancia, gl_u)
El umbral de aceptación es: 7.814728
if (x2_u < umbral_aceptacion) {
cat("Conclusión: No se rechaza H0, los accidentes del 2010 al 2013 podrían seguir una distribución uniforme.")
} else {
cat("Conclusión: Se rechaza H0, los accidentes del 2010 al 2013 NO siguen una distribución uniforme.")
}
Conclusión: No se rechaza H0, los accidentes del 2010 al 2013 podrían seguir una distribución uniforme.
Variable <- c("Año Accidente
(2010-2013)")
Modelo <- c("Uniforme")
Tabla_resumen <- data.frame(Variable,
Modelo,
Pearson = round(Correlacion_U,2),
Chi_Cuadrado = round(x2_u,2),
Umbral = round(umbral_aceptacion,2),
TestChi = c("Aprobado"))
colnames(Tabla_resumen) <- c("Variable",
"Modelo",
"Test Pearson (%)",
"Chi-Cuadrado",
"Umbral de aceptación",
"Test de Bondad de ajuste")
library(gt)
Tabla_resumen %>%
gt() %>%
tab_header(
title = md("**Tabla N°2**"),
subtitle = md("**Resumen de los Tests Aplicados al Modelo Uniforme**")
) %>%
tab_source_note(
source_note = md("Autor: Grupo 1")
) %>%
cols_align(
align = "center",
columns = everything()
) %>%
tab_options(
table.border.top.color = "black",
table.border.bottom.color = "black",
table.border.top.style = "solid",
table.border.bottom.style = "solid",
column_labels.font.weight = "bold",
column_labels.border.top.color = "black",
column_labels.border.bottom.color = "black",
column_labels.border.bottom.width = px(2),
heading.border.bottom.color = "black",
heading.border.bottom.width = px(2),
table_body.hlines.color = "grey",
table_body.border.bottom.color = "black"
)
| Tabla N°2 | |||||
| Resumen de los Tests Aplicados al Modelo Uniforme | |||||
| Variable | Modelo | Test Pearson (%) | Chi-Cuadrado | Umbral de aceptación | Test de Bondad de ajuste |
|---|---|---|---|---|---|
| Año Accidente (2010-2013) | Uniforme | NA | 6.57 | 7.81 | Aprobado |
| Autor: Grupo 1 | |||||
Los resultados obtenidos indican que la distribución uniforme discreta es adecuada para modelar los accidentes en el período 2010–2013:
El estadístico Chi-cuadrado calculado (6.57) es menor que el umbral de aceptación (7.81), lo que indica que no se rechaza la hipótesis nula (H₀) y el modelo Uniforme es adecuado para describir los datos observados.
El Test de Pearson no pudo calcularse (NA) porque el vector de frecuencias esperadas (Fe) es constante, lo cual es inherente a la naturaleza del modelo uniforme. Por esta razón, el Chi-cuadrado constituye el único criterio válido para evaluar la bondad de ajuste.
Para el segundo periodo (2014–2017) se utilizó la distribución de Poisson, adecuada para modelar la ocurrencia de accidentes como eventos independientes que siguen una tasa promedio constante. Esto permite analizar si la frecuencia de accidentes responde a un patrón de ocurrencia temporal propio de procesos aleatorios.
Hipótesis nula(Ho): En el segundo periodo los accidentes siguen una distribución poisson.
Hipótesis alternativa (H1): En el segundo periodo los accidentes NO siguen una distribución poisson.
Accidentes_2014_2017 <- subset(AnioAccidente, AnioAccidente >= 2014 & AnioAccidente <= 2017)
Despues procedemos a calcular las frecuencias absolutas y relativas de ese subconjunto.
TDF_2014_2017 <- table(Accidentes_2014_2017)
Tabla_2014_2017 <- as.data.frame(TDF_2014_2017)
names(Tabla_2014_2017) <- c("Anio", "ni2")
Tabla_2014_2017$hi2 <-(Tabla_2014_2017$ni2 / sum(Tabla_2014_2017$ni2))
barplot(Tabla_2014_2017$hi2,
main = "Gráfica N°5: Distribución de Probabilidad de Años(2014-2017)",
xlab = "Años",
ylab = "Probabilidad",
names.arg = Tabla_2014_2017$Anio,
col="slategray2")
Para modelar los accidentes del período 2014–2017 se utilizó la distribución de Poisson, adecuada para describir eventos discretos e independientes que ocurren a una tasa promedio constante.
Como los años tienen un conteo grande de accidentes, se transformaron los años en clases consecutivas (1, 2, 3, 4). Esto permite evitar probabilidades extremadamente pequeñas y garantizar la estabilidad del modelo.
A cada año se le asigno una clase consecutiva:
Tabla_2014_2017$Clase <- 1:nrow(Tabla_2014_2017)
Lambda λ se calculo como el promedio ponderado de las clases, usando las frecuencias observadas:
lambda <- sum(Tabla_2014_2017$Clase * Tabla_2014_2017$ni2) / sum(Tabla_2014_2017$ni2)
Fe_p <- dpois(Tabla_2014_2017$Clase, lambda)
Fo_p <- Tabla_2014_2017$hi2
barplot(rbind(Fo_p, Fe_p),
main = "Gráfica No.6:Modelo Poisson vs Observado (2014-2017)",
xlab = "Año",
ylab = "Probabilidad",
names.arg = Tabla_2014_2017$Anio,
beside = TRUE,
col = c("slategray2", "skyblue4"))
legend("topright",
legend = c("Observado", "Modelo"),
fill = c("slategray2", "skyblue4"),
cex = 0.8)
Correlacion_p <- cor(Fo_p, Fe_p) * 100
La correlación de frecuencias es de = 90.15 %
plot(Fo_p, Fe_p,
main = "Gráfica No.7: Correlación de frecuencias en el modelo Uniforme",
xlab = "Frecuencia Observada ",
ylab = "Frecuencia Esperada",
col = "slategray2", pch = 19)
abline(lm(Fe_p ~ Fo_p), col = "red", lwd = 2)
x2_p <- sum((Fo_p - Fe_p)^2 / Fe_p)
El estadistico Chi-cuadrado es: 0.2250436
k_p<-nrow(Tabla_2014_2017)
gl_p <- (k_p - 1) -1
nivel_significancia <- 0.05
umbral_aceptacion_p<- qchisq(1 - nivel_significancia, gl_p)
El umbral de aceptación es: 5.991465
if (x2_p < umbral_aceptacion_p) {
cat("Conclusión: No se rechaza H0, los accidentes del 2014 al 2017 podrían seguir una distribución poisson.")
} else {
cat("Conclusión: Se rechaza H0, los accidentes del 2014 al 2017 NO siguen una distribución poisson.")
}
Conclusión: No se rechaza H0, los accidentes del 2014 al 2017 podrían seguir una distribución poisson.
Variable <- c("Año Accidente (2014-2017)")
Modelo <- c("Poisson")
Tabla_resumen <- data.frame(Variable,
Modelo,
Pearson = round(Correlacion_p,2),
Chi_Cuadrado = round(x2_p,2),
Umbral = round(umbral_aceptacion_p,2),
TestChi = c("Aprobado"))
colnames(Tabla_resumen) <- c("Variable",
"Modelo",
"Test Pearson (%)",
"Chi-Cuadrado",
"Umbral de aceptación",
"Test de Bondad de ajuste")
library(gt)
Tabla_resumen %>%
gt() %>%
tab_header(
title = md("**Tabla N°3**"),
subtitle = md("**Resumen de los Tests Aplicados al Modelo Poisson**")
) %>%
tab_source_note(
source_note = md("Autor: Grupo 1")
) %>%
cols_align(
align = "center",
columns = everything()
) %>%
tab_options(
table.border.top.color = "black",
table.border.bottom.color = "black",
table.border.top.style = "solid",
table.border.bottom.style = "solid",
column_labels.font.weight = "bold",
column_labels.border.top.color = "black",
column_labels.border.bottom.color = "black",
column_labels.border.bottom.width = px(2),
heading.border.bottom.color = "black",
heading.border.bottom.width = px(2),
table_body.hlines.color = "grey",
table_body.border.bottom.color = "black"
)
| Tabla N°3 | |||||
| Resumen de los Tests Aplicados al Modelo Poisson | |||||
| Variable | Modelo | Test Pearson (%) | Chi-Cuadrado | Umbral de aceptación | Test de Bondad de ajuste |
|---|---|---|---|---|---|
| Año Accidente (2014-2017) | Poisson | 90.15 | 0.23 | 5.99 | Aprobado |
| Autor: Grupo 1 | |||||
Los resultados de la prueba de bondad de ajuste indican que el modelo de distribución de Poisson es adecuado para modelar la variable “Accidentes” en el periodo 2014-2017.
El estadístico Chi-cuadrado calculado (0.23) es menor que el umbral de aceptación (5.99), lo que indica que no se rechaza la hipótesis nula (H₀) y el modelo poisson es el adecuado para describir los datos observados.
El Test de Pearson reporta un nivel de ajuste del 90.15%,, lo que existe una fuerte relación lineal entre los datos reales y las probabilidades predichas por el modelo de Poisson, respaldando adicionalmente la validez del modelo.
Se calcula la probabilidad de que un accidente ocurra en la Clase 3, que corresponde al año 2016, utilizando la distribución de Poisson, donde:
3 → representa la Clase 3, equivalente al año 2016.
lambda → promedio ponderado de las clases (años), calculado a partir de las frecuencias observadas, que indica el valor esperado de la clase según el modelo Poisson.
prob_P <- dpois(3, lambda)
La probabilidad de que los accidentes ocurran en el año 2016 es de: 17.84 %
La variable AnioAccidente de los accidentes en oleoductos en EE.UU. presenta un comportamiento no homogéneo y se ajusta a dos modelos de probabilidad distintos en los períodos analizados:
En el primer periodo (2010–2013), la distribución de la frecuencia de accidentes por año se ajustó adecuadamente a un modelo uniforme discreto, lo que indica que los accidentes se distribuyeron de manera relativamente equitativa entre los años, sin que existieran años con una concentración significativamente mayor o menor de accidentes.
En el segundo periodo (2014–2017), la ocurrencia de accidentes puede considerarse un proceso aleatorio con una tasa promedio constante por año, siguiendo un modelo de Poisson. Mediante este modelo, se puede estimar que la probabilidad de que los accidentes ocurran en el año 2016 (Clase 3) es de 17.84 %, lo que permite hacer predicciones sobre la ocurrencia de accidentes en años específicos de este periodo.
El comportamiento de los accidentes no es constante a lo largo de la década. Mientras que la ocurrencia de accidentes fue uniformemente distribuida en 2010–2013, el período 2014–2017 sigue un patrón de conteo de eventos aleatorios de tipo Poisson. Esta clara distinción en el modelo sugiere que factores subyacentes, como cambios significativos en la normativa de seguridad, implementación de nuevas tecnologías de detección o variaciones en la actividad operativa, pudieron haber alterado el régimen de ocurrencia de accidentes entre ambos períodos.