Dissertações/Teses

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2024
Descrição
  • VANDERSON CARVALHO DE SOUZA
  • INIBIÇÃO BIDIRECIONAL DA CONDIÇÃO DE RUNAWAY NO COMUTADOR DE TAPE DE REGULADORES DE TENSÃO DE LINHA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATIVAS E RECONFIGURÁVEIS

  • Orientador : JOAO PAULO ABREU VIEIRA
  • Data: 25/06/2024
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  • INIBIÇÃO BIDIRECIONAL DA CONDIÇÃO DE RUNAWAY NO COMUTADOR DE TAPE DE REGULADORES DE TENSÃO DE LINHA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATIVAS E RECONFIGURÁVEIS

  • JAINE FEIJAO DE LIMA
  • Desenvolvimento de uma Metodologia de Despacho de Energia Elétrica de um sistema de Geração Fotovoltaica com Armazenamento de energia Híbrido para Sistema Isolados

  • Orientador : MARIA EMILIA DE LIMA TOSTES
  • Data: 29/04/2024
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  • O presente trabalho apresenta propõe uma metodologia de despacho de energia elétrica para sistemas isolados formados por um sistema de geração a Diesel, sistema fotovoltaico e armazenamento de energia híbrido composto de baterias de Ion Lítio e supercapacitores. Essa metodologia propõe o uso otimizado dos bancos de baterias e supercapcitores juntamente com o sistema fotovoltaico para fornecer energia elétrica para um sistema isolado, buscando reduzir o uso do gerador Diesel, e, consequentemente, o reduzir a emissão de gases do efeito estufa. Dessa forma, foram realizadas simulações no OPENDSS, considerando diferentes cenários elétricos e econômicos, de forma a avaliar o desempenho da metodologia proposta. 

  • THIAGO NICOLAU MAGALHÃES DE SOUZA CONTE
  • EXPLORANDO REGRESSORES PARA PREVISÃO DE SÉRIES TEMPORAIS NO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO: UMA ANÁLISE EMPÍRICA

  • Orientador : ROBERTO CELIO LIMAO DE OLIVEIRA
  • Data: 05/04/2024
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  • O panorama da energia elétrica no Brasil é influenciado por uma variedade de fatores complexos e relações não lineares, o que torna a previsão desafiadora. Com o aumento da demanda por energia e a crescente preocupação ambiental, é crucial buscar soluções baseadas em práticas de energia limpa e renovável, visando tornar o mercado de energia mais sustentável. Essas práticas visam reduzir o desperdício e otimizar a eficiência dos processos envolvidos na operação das tecnologias de distribuição e geração de energia elétrica. Uma abordagem promissora para viabilizar a energia sustentável é a aplicação de técnicas de previsão para diversas variáveis do mercado energético. Esta pesquisa propõe uma análise empírica do uso de regressores para realizar previsões nas bases de dados do Preço de Liquidação das Diferenças (PLD) do mercado brasileiro e da velocidade do vento em aerogeradores do Nordeste do Brasil. Busca-se contribuir com informações significativas sobre as técnicas de aprendizagem de máquina, que podem ser empregadas como ferramentas eficazes para a previsão de séries temporais no setor elétrico. Os resultados obtidos podem incentivar a implantação dessas técnicas para extrair conhecimento sobre o comportamento do sistema de energia brasileiro. Isso é particularmente relevante, dado que o preço da energia frequentemente exibe sazonalidade, alta volatilidade e picos, e a geração de energia eólica é amplamente influenciada pelas condições climáticas. Para modelar a previsão dessas duas séries temporais, utilizamos o banco de dados sobre o PLD, focando especialmente no preço médio da energia do Sistema Nacional Brasileiro. As variáveis mais relevantes estão relacionadas às condições hidrológicas, carga elétrica e preço dos combustíveis das unidades térmicas. Para a coleta das variáveis relacionadas à energia eólica, foram considerados dois locais distintos na região nordeste do Brasil: Macau e Petrolina. Para o estudo de previsão, utilizamos uma Rede Neural Perceptron Multicamadas (MLP), uma Long Short Term Memory (LSTM), o Auto-Regressive Integrado de Média Móveis (ARIMA) e a Máquina de Suporte de Vetores (SVM) para determinar as linhas bases nos resultados da predição. Para aprimorar os resultados destes regressores, utilizamos duas abordagens distintas de previsão. Uma das abordagens consistiu na combinação das técnicas de Redes Neurais Artificiais Profundas, baseada na Meta-Heurística do Algoritmo Genético Canônico (AG), para ajustar os hiperparâmetros dos regressores MLP e LSTM. Já a segunda estratégia focou em comitês de máquinas, os quais incluíam MLP, Árvore de Decisão, Regressão Linear e SVM em um comitê, e MLP, LSTM, SVM e ARIMA em outro. Essas abordagens consideraram dois tipos de votação, voting average (VO) e voting weighted average (VOWA), para avaliar o impacto no desempenho do comitê de máquinas.

  • LUIS EDUARDO DE SENA DOS SANTOS
  • FILTRO ELETROMAGNÉTICO BASEADO EM GRAFENO OPERANDO NA REGIÃO THZ

  • Orientador : VICTOR DMITRIEV
  • Data: 04/04/2024
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  • Neste estudo, um filtro plasmônico compacto em nanoescala foi proposto e analisado numericamente. O filtro plasmônico é baseado em nano fitas de grafeno acopladas a um ressonador também de grafeno em forma de disco com cortes laterais horizontalmente e com inclinação de 45º graus, depositados sobre substrato dielétrico de sílica $(SiO_2)$ e silício $(Si)$, operando na região THz.Investigamos estruturas simples que permitem ajustar a frequência de ressonância do ressonador, também pode ser ajustado modificando o tamanho dos cortes na cavidade e alterando energia Fermi do grafeno. Este trabalho fornece uma solução viável para estruturas de nano-filtros plasmônicos de grafeno para uso futuro em aplicações de dispositivos plasmônicos altamente integrado em regiões de THz e FIR.

  • LUCAS DE LIMA BASTOS
  • CLASSIFICATION AND CHARACTERIZATION METHODS OF NON-TECHNICAL LOSSES ON SMART GRID SCENARIOS

  • Data: 28/03/2024
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  • Nowadays, grid resilience as a feature has become non-negotiable, significantly when power interruptions can impact the economy and the society. Smart Grids (SGs) widespread popularity enables an immense amount of fine-grained electricity consumption data to be collected. However, risks can still exist in the Smart Grid (SG), since SG systems exchange valuable data, and distribution system loses a substantial amount of electrical energy. We divide this loss into two categories: technical and non-technical loss. A substantial amount of electrical energy is lost throughout the distribution system, and these losses are divided into two types: technical and non-technical. Non-technical losses (NTL) are any electrical energy consumed and not invoiced. They may occur due to illegal connections, fraudulent activities, issues with energy meters such as delay in the installation or reading errors, contaminated, defective, or non-adapted measuring equipment, very low valid consumption estimates, faulty connections, and disregarded customers. Non-technical losses are the primary cause of revenue loss in the SG. Annually, electrical utilities incur billions in losses due to non-technical reasons. This thesis presents two methods of detection of NTL, namely classification and characterization. For the classification, we create an ensemble predictor-based time series classifier for NTL detection. This predictor uses the user’s energy consumption as a data input for classification, from splitting the data to executing the classifier. Also, it assumes the temporal aspects of energy consumption data during pre-processing, training, testing, and validation stages. The classification method has the advantage of classifying heterogeneous features in data. The characterization method proposes a study based on Information Theory Quantifiers (ITQ) to mitigate this challenge. First, we use a sliding window to convert the user’s energy consumption time series into a Bandt-Pompe (BP) probability distribution function. Then, we extract the used ITQ. Finally, we then apply each metric to the Probability Density Function (PDF) and map the layers to characterize their behavior. The characterization method is advantageous to be used when we have big data.

  • EWERTON CRISTHIAN LIMA DE OLIVEIRA
  • DEVELOPMENT OF MACHINE LEARNING-BASED FRAMEWORKS TO PREDICT PERMEABILITY OF PEPTIDES THROUGH CELL MEMBRANE AND BLOOD-BRAIN BARRIER

  • Orientador : CLAUDOMIRO DE SOUZA DE SALES JUNIOR
  • Data: 27/03/2024
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  • Peptídeos compreendem uma classe versátil de biomoléculas com diversas propriedades físico-
    químicas e estruturais, além de inúmeras aplicações farmacológicas e biotecnológicas. Alguns
    grupos de peptídeos podem cruzar membranas biológicas, como a membrana celular e a barreira hematoencefálica humana. Pesquisadores tem explorado esta propriedade ao longo dos
    anos como uma alternativa ao desenvolvimento de novos medicamentos mais poderosos, tendo
    em vista que alguns peptídeos são carreadores de fármacos. Embora existam ferramentas baseadas em aprendizado de máquina desenvolvidas para prevercell-penetrating peptides(CPPs) e
    blood-brain barrier penetrating peptides(B3PPs), alguns pontos ainda não foram explorados
    dentro deste tema. Estes pontos abrangem o uso de técnicas redução de dimensionalidade (RD)
    na etapa de pré-processamento, de descritores moleculares relacionados à biodisponibilidade
    de drogas, e de estrutura de dados que codificam peptídeos com modificações químicas. Portanto, a proposta principal desta tese é desenvolver e testar dois frameworks baseados em RD,
    o primeiro para prever CPPs e o segundo para prever B3PPs, avaliando também os descritores moleculares e estrutura de dados de interesse. Os resultados desta tese mostram que para a
    predição de penetração na membrana celular, o framework proposto atingiu 92% de acurácia
    no melhor desempenho em um teste independente, superando outras ferramentas criadas para o
    mesmo propósito, além de evidenciar a contribuição entre a junção de descritores baseado em
    sequência de aminoácidos e os relacionados a biodisponibilidade e citados na regra dos cinco de
    Lipinski. Além do mais, a predição de B3PPs pelo framework proposto revela que o melhor modelo que utiliza descritores moleculares estruturais, elétricos e associados a biodisponibilidade
    de compostos alcançou valores que superam 93% de acurácia média no 10-fold cross-validation
    e acurácia entre 75% e 90% no teste independente para todos as simulações, superando outras
    ferramentas de machine learning (ML) desenvolvidas para predizer B3PPs. Estes resultados
    mostram que os frameworks propostos podem ser usado como ferramenta adicional na predição de penetração de peptídeos através dessas duas biomembranas e estão disponíves como web servers gratuitos para uso.

  • RAFAEL BARBOSA DE OLIVEIRA
  • PREDIÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA E PRODUTIVIDADE EM OFICINA DE PINTURA AUTOMOTIVA

  • Orientador : ROBERTO CELIO LIMAO DE OLIVEIRA
  • Data: 27/03/2024
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  • Esta dissertação estuda a previsão do consumo energético (CE) e maximização da produtividade na pintura automotiva, utilizando uma abordagem que combina seleção de variáveis, modelos híbridos, hiperparâmetros destes modelos e otimização por meta-heurística em uma arquitetura com 3 steps. Os processos de pintura automotiva apresentam variáveis em forma de séries temporais que descrevem o histórico do CE. No step 1, escolhe-se o melhor modelo de aprendizado de máquina (RF, LSTM, XGBoost e GRU-LSTM) para prever séries temporais do CE em t+1. No step 2, avalia-se os modelos RF, XGBoost e RNA Densa para selecionar o melhor preditor de quantidade de veículos produzidos (ciclos). No step 3, seleciona-se a melhor meta-heurística entre GA, DE e PSO para otimizar o CE previsto pelo melhor modelo do step 1, usando como medida de fitness o melhor modelo do step 2. A arquitetura final reduziu o CE em até 16% e aumentou o ciclo em 127%, usando os modelos GRU-LSTM no step 1, RNA Densa no step 2 e DE no step 3. Os resultados ressaltam a oportunidade de uso da abordagem proposta para otimizar o CE e a produtividade na pintura automotiva.

  • HEICTOR ALVES DE OLIVEIRA COSTA
  • Métodos de Auto Sintonização Bioinspirados para o Algoritmo Genético

     

    - Trabalho Publicado
    Heictor Costa , Roberto Oliveira. Adaptive Radiation as an Autotuning Strategy for Genetic Algorithms on Dynamic Problems. Congresso Brasileiro de Inteligência Computacional 2023 - CBIC 2023, Salvador, Bahia, 2023. DOI: 10.21528/CBIC2023-050

    - Projeto Relacionado
    PRO6698-2023 Deep Learning parametrizada por Algoritmos Evolutivos aprimorados para uso no Setor Elétrico em Predição de Séries Temporais e Manutenção Preditiva

  • Orientador : ROBERTO CELIO LIMAO DE OLIVEIRA
  • Data: 25/03/2024
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  • Esta pesquisa foi motivada pela necessidade de aprimorar a eficiência do algoritmo genético (Genetic Algorithm - GA) ao lidar com uma variedade de problemas complexos. O objetivo é desenvolver estratégias que permitam ao GA ajustar-se automaticamente aos desafios específicos de cada problema, sem necessidade de intervenção manual para reajustar os seus parâmetros operacionais, tornando este algoritmo em uma ferramenta mais dinâmica. Para atingir esse objetivo, a pesquisa propôs duas estratégias bioinspiradas para aprimorar a adaptabilidade e a eficiência do GA. A primeira foi a Radiação Adaptativa (Adaptive Radiation - AR), um fenômeno biológico que provoca altas taxas de mutação em populações, permitindo rápida adaptação às condições de sobrevivência. A segunda foi uma técnica de seleção inspirada em Modelos de Decisão Multicritério (MDMC) e no comportamento natural da escolha de parceiros de diversas espécies, que auxiliam na tomada de decisão, avaliando soluções com base em critérios múltiplos. A metodologia envolveu a implementação dessas estratégias no GA, criando dois novos algoritmos: GA com Radiação Adaptativa (GAAR) e GA Multicritério (MCGA). Esses algoritmos foram então testados em três categorias diferentes de problemas: dez funções de benchmark, que simulam uma variedade de ambientes complexos; quatro problemas de engenharia, que representam desafios da indústria; e um problema real, para testar a aplicabilidade prática dos algoritmos em um cenário de alta magnitude. Os resultados mostraram que os algoritmos GAAR e MCGA superaram o GA padrão e outros algoritmos de otimização na maioria dos problemas testados. Em particular, eles foram capazes de adaptar-se efetivamente a diferentes tipos de problemas e encontrar soluções eficientes sem a necessidade de reajuste manual dos seus parâmetros. Esses resultados sugerem que a introdução de estratégias bioinspiradas como AR e MDMC pode melhorar significativamente o desempenho do GA, tornando-os uma ferramenta poderosa para uma ampla gama de aplicações do mundo real.

  • CAIO CARVALHO MOREIRA
  • ABORDAGEM INTELIGENTE COM COMBINAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS PARA DETECÇÃO DE NOVAS FAMÍLIAS DE RANSOMWARE

  • Orientador : CLAUDOMIRO DE SOUZA DE SALES JUNIOR
  • Data: 22/03/2024
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  • Ransomware é um software malicioso que tem como objetivo criptografar os arquivos do usuário e exigir um resgate para desbloqueá-los. Trata-se de uma ameaça cibernética que pode causar significativos danos financeiros, além do comprometimento de privacidade e integridade dos dados. Embora os scanners de detecção baseados em assinaturas comumente combatam essa ameaça, eles falham na identificação de famílias (variantes) desconhecidas de ransomware. Um método para detectar novas ameaças sem a necessidade de executá-las é a análise estática, que inspeciona o código e a estrutura do software, juntamente com a classificação através de abordagens inteligentes. Para avaliar a Detecção de Novas Famílias de Ransomware (DNFR), é possível simular um cenário realista e desafiador pela categorização e isolamento de famílias de ransomware para treinamento e teste. Desta forma, esta tese tem como objetivo desenvolver um modelo eficiente de análise estática para a DNFR, que pode ser aplicado em sistemas Windows como uma camada adicional de segurança, verificando os arquivos executáveis no momento do recebimento ou antes de sua execução. A detecção precoce do ransomware é fundamental para reduzir a probabilidade de um ataque bem-sucedido. A abordagem proposta analisa abrangentemente os binários executáveis, extraindo e combinando diversas características estruturais, e os distingue entre ransomware ou software benigno empregando um modelo de votação suave que compreende três técnicas de aprendizado de máquina: Logistic Regression (LR), Random Forest (RF) e eXtreme Gradient Boosting (XGB). Os resultados para a DNFR demonstraram médias de 97,53% de acurácia, 96,36% de precisão, 97,52% de recall e 96,41% de F-measure. Além disso, a varredura e a predição de amostras individuais levaram uma média de 0,37 segundos. Essa performance indica sucesso na identificação rápida de variantes desconhecidas de ransomware e na adaptabilidade do modelo ao cenário em constante evolução, o que sugere sua aplicabilidade em sistemas de proteção antivírus, mesmo em dispositivos com recursos limitados. Portanto, o método oferece vantagens significativas e pode ajudar desenvolvedores de sistemas de detecção de ransomware na criação de soluções mais resilientes, confiáveis e com rápido tempo de resposta.


    Projeto associado: Aplicação e Concepção de Meta-heurísticas, Técnicas de visualização de dados e Métodos de Inteligência Computacional para Problemas de Engenharia e Computação


    Artigo 1: "Understanding Ransomware Actions Through Behavioral Feature Analysis"Journal of Communication and Information Systems, ISSN: 1980-6604, DOI: 10.14209/jcis.2022.7, 2022. (Qualis A4)

    Artigo 2: "Improving Ransomware Detection based on Portable Executable Header using Xception Convolutional Neural Network"Computers & Security, ISSN: 0167-4048, DOI: 10.1016/j.cose.2023.103265, 2023. (Qualis A1)

    Artigo 3: "A Comprehensive Analysis Combining Structural Features for Detection of New Ransomware Families"Journal of Information Security and Applications, ISSN: 2214-2126, DOI: 10.1016/j.jisa.2024.103716, 2024. (Qualis A3)


  • VICTOR PARENTE DE OLIVEIRA ALVES
  • Impactos de Cargas Motrizes na Qualidade de Energia e Eficiência Energética em uma Nanorrede de Distribuição em Corrente Contínua

  • Orientador : MARCOS ANDRE BARROS GALHARDO
  • Data: 22/03/2024
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  • Este trabalho apresenta um estudo experimental envolvendo os impactos na qualidade de energia elétrica e eficiência energética em uma Nanorrede de Distribuição em Corrente Contínua (NDCC) idealizada e implementada pelo Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federado do Pará (UFPA), na Ilha das Onças, em uma comunidade às margens do Rio Piramanha, Barcarena-Pará. Considerando a importância da utilização de cargas motrizes em atividades atreladas à melhoria de qualidade de vida dos moradores atendidos pela NDCC, tornou-se esse o objeto de estudo do trabalho desenvolvido. Para tanto, selecionou-se dois tipos de cargas motrizes visando à realização do estudo: bombas d’água e equipamentos para refrigeração de alimentos e bebidas: geladeira e freezer, ambas possuindo compressor com motor em corrente contínua sem escova. No trabalho, apresentam-se as características técnicas da NDCC, bem como a instrumentação utilizada para aquisição de dados envolvendo os parâmetros elétricos da rede e cargas monitoradas. Os eventos de qualidade de energia abordados dizem respeito, especialmente, a presença de ondulações (ripple) ao longo da NDCC e aos eventos de curta duração durante o acionamento das cargas motrizes, visto que a alteração no pico de demanda neste estágio é uma característica deste tipo de carga. Em relação a isso, mostram-se as estratégias adotadas para a mitigação deste evento nas bombas d’água. No que diz respeito à eficiência energética, faz-se um estudo comparativo envolvendo o cenário atual de operação da nanorrede e outros tecnicamente possíveis, porém não implementados, a fim de se destacar os benefícios da configuração adotada para o suprimento energético das famílias na localidade.



    PROJETO DE PESQUISA VINCULADO: Energia Solar Fotovoltaica, Mobilidade Elétrica de Pequeno Porte e Cargas em Corrente Contínua: Alternativas Importantes para o Atendimento e Desenvolvimento das Atividades das Populações Ribeirinhas da Amazônia.

     

    ARTIGO: ALVES, Victor. FONSECA, Arthur. BARBOSA, Claudomiro. MACÊDO, Wilson. GALHARDO, Marcos A. B. NANORREDES EM CORRENTE CONTÍNUA: PRINCIPAIS CONFIGURAÇÕES E UM CASO PRÁTICO APLICADO NA AMAZÔNIA. Revista Científica Semana Acadêmica. Edição Nº. 242, Volume 12, 2024.



    Proficiência: Aprovado.

  • JONATHAN MUNOZ TABORA
  • EXPERIMENTAL EVALUATION, DIAGNOSIS, AND PREDICTION OF THE IMPACTS OF POWER QUALITY DISTURBANCES IN IE2, IE3, AND IE4 CLASS MOTORS

  • Orientador : MARIA EMILIA DE LIMA TOSTES
  • Data: 20/03/2024
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  • Os motores elétricos continuam a ser a maior carga do mundo e uma peça fundamental no setor industrial. Além disso, com os avanços tecnológicos, suas aplicações se expandiram para abranger novas categorias como ser os veículos elétricos, transporte, navegação, entre outros. A Europa iniciou o processo de transição para as classes de motores de eficiência IE4, diante disso, espera-se que outras regiões sigam a transição para classes de motores de maior eficiência. Em algumas regiões, a tensão operacional pode ser diferente da nominal, de acordo com a norma IEC 60038-2009, isto somado a outros distúrbios como ser o desequilíbrio e harmônicos de tensão pode resultar em impactos no desempenho dessas novas tecnologias. Nesse contexto, esforços significativos têm sido dedicados à manutenção preditiva, com o objetivo de aprimorar as técnicas existentes com novas propostas que aumentem sua eficácia no diagnóstico da saúde das máquinas rotativas na presença de diferentes distúrbios presentes nos SEP. Este trabalho avalia o impacto da variação de tensão, harmônicos de tensão e diferentes porcentagens de desequilíbrios com sub e sobretensão na temperatura e desempenho de motores elétricos de indução de baixa potência classes IE2, IE3 e IE4. O estudo incorpora uma análise técnica, econômica, estatística e térmica para obter indicadores importantes relacionados ao consumo de energia, à eficiência, ao fator de potência e à temperatura. Na busca por técnicas inovadoras e complementares, este estudo também apresenta um novo Indicador de Degradação de Motor Elétrico (EMDI) baseado na análise no domínio da frequência das formas de onda da corrente do motor elétrico para diagnosticar a integridade das máquinas rotativas. Os resultados mostram que em condições ideais de operação o motor de ímãs permanentes classe IE4 apresenta melhor desempenho em termos de consumo e temperatura, porém apresentando características não lineares. Logo na presença dos diferentes distúrbios o cenário muda ao apresentar um menor desempenho quando comparado com os motores de indução gaiola de esquilo nas mesmas condições de operação. A análise realizada permitirá estabelecer e quantificar os impactos dos diferentes distúrbios presentes nos sistemas elétricos de potência no desempenho das novas tecnologias de motores elétricos a serem introduzidos posteriormente. Com relação ao indicador de diagnóstico de saúde do motor proposto, os resultados apresentados apoiam fortemente a eficácia da abordagem proposta para facilitar a implementação de práticas de manutenção preditiva. Outra importante contribuição da presente tese, é que seus resultados serão base para a implementação de uma nova regulação para a introdução de requisitos mínimos de eficiência dos motores elétricos em Honduras. 
  • ALAN DOS REIS SILVA
  • PROJETO DE UM DEMULTIPLEXADOR DE CRISTAL FOTONICO BIDIMENSIONAL BASEADO EM GRAFENO PARA APLICAÇÃO EM SISTEMAS DE MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO DE COMPRIMENTO DE ONDA (WDM).

  • Data: 15/03/2024
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  • Neste trabalho é apresentado um demultiplexador de oito canais de cristal fotônico 2D baseado em grafeno para aplicação em sistemas ópticos que utilizam a técnica de multiplexação por divisão de comprimento de onda - WDM. O dispositivo óptico foi projetado com base em uma rede cristalina quadrada de hastes dielétricas de silício imersas em ar e é formado por três partes principais: Guia de onda de barramento; Anéis ressonadores octagonais e guias de onda com curva em L. O Software COMSOL multiphysics e os pacotes python Legumes foram utilizados para o estudo e simulação da estrutura projetada. Na análise dos resultados da simulação foram avaliados o comprimento de onda ressonante, largura espectral, Fator de qualidade, Eficiência de transmissão, espaçamento entre canais e o nível de interferência eletromagnética (Crosstalk) para os oito canais do demultiplexador. Além disso, a análise dos resultados ocorreu para duas perspectivas distintas, na primeira delas analisou-se a relação entre os parâmetros de transmissão do demultiplexador com a variação do potencial químico do grafeno e na segunda explorou-se a aplicação do dispositivo em sistemas WDM. Em geral, as análises realizadas mostraram-se consideráveis quanto a aplicação do dispositivo fotônico em sistemas ópticos de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).

  • GUSTAVO GASPAR GIROTTO
  • Transporte de Ozônio em Hidrogerador de 311 MVA: Modelagem Fluidodinâmica Tridimensional de Máquina Elétrica Através do Método dos Elementos Finitos

  • Data: 29/02/2024
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  • Neste trabalho, é desenvolvido um modelo numérico tridimensional de fluidodinâmica turbulenta para uma unidade de 311 MVA de uma máquina geradora completa de usina hidrelétrica, utilizando o método dos elementos finitos. O objetivo é estudar e compreender os mecanismos de transporte de ozônio dentro da estrutura da máquina elétrica fechada. O ozônio é produzido por descargas parciais relacionadas a falhas nas barras estatóricas. Para analisar o transporte de ozônio a partir de fontes localizadas, é desenvolvido e apresentado pela primeira vez um modelo tridimensional de fluidodinâmica de um hidrogerador em operação. O modelo possui um alto nível de detalhes geométricos. Além disso, uma nova proposta para simplificar a modelagem de radiadores é implementada e validada. A estrutura modelada é baseada em uma máquina elétrica do hidrogerador de Campos Novos e consiste em 378 barras estatóricas do tipo bobina feitas de cobre revestido por mica e, mais externamente, por uma camada de revestimento semicondutor. Outras partes também são representadas, incluindo o núcleo estatórico e direcionadores de ar feitos de aço inoxidável, radiadores de cobre, o rotor com sua superfície de epóxi, e o piso e paredes externas de concreto. No modelo de dinâmica de fluidos, uma malha de elementos finitos foi projetada para representar as regiões de ar dentro do hidrogerador e as superfícies dos materiais que reagem com o ozônio (com suas respectivas taxas de reação), onde o fluxo de ar e o transporte de ozônio são modelados usando as equações de Navier-Stokes e a lei de conservação de massa. As fontes de descargas parciais são representadas por fontes de ozônio com formas prismáticas, posicionadas nas superfícies das barras estatóricas. As concentrações de ozônio foram calculadas dentro e ao redor da máquina geradora. O raio do rotor é de 3,8075 m e sua frequência de rotação é de 200 RPM. A velocidade do ar radial devido à ventilação interpolar também é considerada (2,2 m/s, conforme verificado experimentalmente no local). A velocidade radial nas proximidades dos radiadores é de 3 m/s. Concluiu-se que o perfil de transporte de ozônio é influenciado pela posição da fonte nas barras estatóricas, de modo que a localização da fonte é possível e depende da determinação das áreas de concentração máxima locais e globais de ozônio nos radiadores.

     

    Artigos publicados:

    [1] DE OLIVEIRA, RODRIGO M. S.; GIROTTO, G. G. ; ALCANTARA, L. D. S. ; LOPES, N. M. ; DMITRIEV, VICTOR, "Ozone Transport in 311 MVA Hydrogenerator: Computational Fluid Dynamics Modelling of Three-Dimensional Electric Machine". Energies, v. 16, p. 1-35, 2023.

    (QUALIS A2).

    https://www.mdpi.com/1996-1073/16/24/8072


    [2] DE OLIVEIRA, RODRIGO M. S.; ZAMPOLO, RONALDO F. ; ALCANTARA, L. D. S. ; GIROTTO, G. G. ; LOPES, F. H. R. ; LOPES, N. M. ; BRASIL, F. S. ; NASCIMENTO, J. A. S. ; DMITRIEV, V., "Analysis of Ozone Production Reaction Rate and Partial Discharge Power in a Dielectric-Barrier Acrylic Chamber with 60 Hz High-Voltage Electrodes: CFD and Experimental Investigations", Energies, v. 16, p. 6947, 2023.

    (QUALIS A2).

    http://dx.doi.org/10.3390/en16196947


  • IVAN RUY DE PARIJOS JUNIOR
  • INFLUÊNCIA DA MICROGERAÇÃO FOTOVOLTAICA NO PERFIL DE DEMANDA E SEUS IMPACTOS NA CIRCULAÇÃO DE HARMÔNICOS NA REDE

  • Orientador : WILSON NEGRAO MACEDO
  • Data: 29/02/2024
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  • A inserção da geração fotovoltaica na rede elétrica requer atenção acerca de certos fatores como a alteração da curva de carga de unidades consumidoras, bem como a presença de componentes harmônicas na forma de onda da corrente da saída do inversor e a variação do fator de potência da unidade consumidora. O objetivo deste estudo é contribuir para o melhor entendimento no que diz respeito aos impactos que a operação dos SFCR, em conjunto com o perfil da carga demandada (intensidade e forma da corrente) das unidades consumidoras, pode causar na qualidade da energia da rede de distribuição. Este trabalho realiza ensaios para avaliar alguns dos aspectos que podem influenciar a qualidade da energia elétrica com a inserção de geração fotovoltaica na rede de distribuição, considerando-se o perfil de demanda do consumidor.

  • FREDERICO HENRIQUE DO ROSARIO LOPES
  • Técnica semiautomática de rotulagem e sistema para geração artificial de PRPDs aplicados ao treinamento de classificador de descargas parciais em hidrogeradores


  • Orientador : RODRIGO MELO E SILVA DE OLIVEIRA
  • Data: 29/02/2024
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    Hidrogeradores são ativos cruciais tanto para empresas geradoras de energia quanto para a população que depende desse abastecimento. No entanto, essas máquinas estão suscetíveis a vários tipos de defeitos que podem resultar em interrupções inesperadas, se nada for feito a respeito. A análise de descargas parciais é uma abordagem já consolidada para avaliar a condição de equipamentos de alta tensão, sendo essencial a detecção automática de diferentes tipos de defeitos, uma vez que diferentes níveis de risco à operação variam de acordo com o tipo de descarga. Redes neurais profundas têm sido propostas visando à classificação de descargas parciais usando diagramas PRPD (phase-resolved partial discharge). Contudo, a obtenção de conjuntos de dados rotulados com grande número de exemplos é um problema que impacta diretamente no desempenho de classificadores treinados de maneira supervisionada. Neste contexto, esta dissertação propõe uma técnica semiautomática para a rotulagem de PRPDs, baseada em estratégias de redução de dimensionalidade e agrupamento de dados, bem como investiga o uso de GAN (generative adversarial network) na ampliação artificial do conjunto de treinamento. O conjunto de dados usado no trabalho é composto por PRPDs reais obtidos por meio de procedimentos de monitoramento online de descargas parciais em hidrogeradores. O desempenho dos sistemas propostos é contrastado com resultados recentes representativos do estado da arte na área. Os resultados demonstram que a aplicação da técnica proposta para rotulagem semiautomática reduz consideravelmente a carga de trabalho e o tempo associados à classificação manual. Além disso, o uso de PRPDs artificiais gerados pela GAN resultou notável melhoria no desempenho do classificador que alcançou 94,72% de acurácia média, em comparação com 89,44% obtido com a melhor técnica concorrente. Foram observados ganhos semelhantes também nas acurácias por classe.

     

    Artigos publicados:

    [1] F. H. R. Lopes, R. F. Zampolo, R. M. S. Oliveira and V. Dmitriev, "Evaluation of transfer learning approaches for partial discharge classification in hydrogenerators," 2022 Workshop on Communication Networks and Power Systems (WCNPS), Fortaleza, Brazil, 2022, pp. 1-6, doi: 10.1109/WCNPS56355.2022.9969682. 


    http://dx.doi.org/10.1109/wcnps56355.2022.9969682

     

    [2] de Oliveira, Rodrigo M. S., Ronaldo F. Zampolo, Licinius D. S. Alcantara, Gustavo G. Girotto, Frederico H. R. Lopes, Nathan M. Lopes, Fernando S. Brasil, Júlio A. S. Nascimento, and Victor Dmitriev. 2023. "Analysis of Ozone Production Reaction Rate and Partial Discharge Power in a Dielectric-Barrier Acrylic Chamber with 60 Hz High-Voltage Electrodes: CFD and Experimental Investigations", Energies, 16, no. 19: 6947. https://doi.org/10.3390/en16196947
    (QUALIS A2)


    https://doi.org/10.3390/en16196947




  • WILSON ANTONIO COSMO MACEDO
  • ESTIMAÇÃO DE DESCARGA DE DISPOSITIVO IOT USANDO DEEP LEARNING COM OTIMIZAÇÃO NSGA-II

  • Data: 28/02/2024
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  • O aumento das aplicações de redes IoT (Internet das Coisas) destaca a necessidade de otimizar a gestão de energia nestes sistemas pois a eficiência energética é crucial para sua adaptabilidade. Este estudo analisa as curvas de descarga de uma bateria recarregável em um contexto de rede IoT que utiliza comunicação LoRa (Long Range) e vários sensores, com o objetivo de gerar múltiplas curvas de descarga para estimar o comportamento da bateria nesse cenário. Essas curvas foram utilizadas para treinar uma Rede Neural Artificial (RNA) de várias camadas, implementando técnicas de Deep Learning, na qual a arquitetura da RNA foi delineada usando o algoritmo de Otimização Multiobjetivo NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II), o que resultou em um modelo com capacidade de estimar o tempo de descarga da bateria ao analisar um segmento do processo de descarga observado pelo modelo, com um resultado satisfatório dentro da métrica definida.

  • TATIANE FERRAZ BALBINOT
  • TRANSMISSÃO IOT E SISTEMA FUZZY PARA DETECÇÃO DOS NÍVEIS DE INTERFERÊNCIA EM SENSORES DE TEMPERATURA AFETADOS PELA FORMAÇÃO DE BIOFILME

  • Data: 28/02/2024
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  • O desenvolvimento de biofilme na superfície dos sensores em contato prolongado com a água pode acarretar na coleta de dados inconsistentes e até mesmo no desgaste do equipamento. Por isso o monitoramento constante dos equipamentos se torna necessário, e para manter a integridade dos dados a manutenção preditiva é fundamental. Diante deste cenário a IoT (Internet of Things) e suas aplicações se apresentam como uma das alternativas viáveis para o envio de dados em tempo real, pois ela apresenta soluções de comunicação distribuídas, de menor custo e fácil acesso por seus usuários. Este estudo analisa os dados dos sensores de temperatura armazenados na nuvem através de cálculos estatísticos. A partir destas análises são definidos os limiares do sistema Fuzzy desenvolvido que indicará a necessidade de limpeza dos sensores de acordo com o nível de ruído gerado pela presença de biofilme, para que se mantenha a integridade dos dados coletados.

  • ALBERT EINSTEIN COUTINHO DOS SANTOS
  • Otimização Energética em Redes B5G Utilizando RSMA

  • Data: 09/02/2024
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  • As redes B5G (Beyond 5G),  enfrentam o desafio de suportar um volume substancial de tráfego de dados. Diante dessa demanda, diversas arquiteturas e estratégias estão sendo propostas, destacando-se o modelo Rate Splitting Multiple Access (RSMA), que busca alocar os blocos de recursos da rede de forma mais eficiente aos usuários. Este trabalho propõe a otimização da potência transmitida aos usuários por meio de algoritmos de otimização incorporados ao modelo RSMA, com foco na eficiência energética. Foi realizada uma análise comparativa entre a otimização da potência proposta e a alocação padrão, evidenciando que a abordagem otimizada resulta em uma eficiência energética superior. Os resultados obtidos indicam melhorias na alocação de recursos, bem como a viabilidade e a eficácia da aplicação de algoritmos de otimização dentro do contexto RSMA. Dessa forma, contribui-se para o aprimoramento da eficiência do espectro e a gestão energética em ambientes de comunicação de próxima geração.
  • LOREDDANA MONTEIRO BANDEIRA DE OLIVEIRA
  • ANÁLISE E APRIMORAMENTO DE METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DOS LIMITES DE CONTINUIDADE DOS CONJUNTOS ELÉTRICOS DAS DISTRIBUIDORAS DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL

  • Orientador : MARIA EMILIA DE LIMA TOSTES
  • Data: 08/02/2024
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  • O trabalho tem por objetivo analisar comparativamente as metodologias de definição dos conjuntos para estabelecimento de Metas de Qualidade do setor elétrico relativas aos indicadores de DEC e de FEC, avaliando se os índices e reflexos financeiros estão aderentes às realidades locais e propor o aprimoramento da metodologia vigente para definição dos limites de continuidade dos conjuntos elétricos das distribuidoras de energia elétrica no Brasil, através da análises de mais atributos que no momento não são adotados pela agencia reguladora, porém podem capturar particularidades principalmente das distribuidoras da região Norte e Nordeste, que não são capturadas na metodologia vigente.

  • LUCAS DE CARVALHO SODRE
  • Técnicas de Identificação Paramétrica Associadas ao Controle Linear Quadrático Gaussiano aplicado à Quadrimotores: Experimentos e Análises

  • Data: 08/02/2024
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  • Com o aumento do número de Veículos Aéreos não Tripulados desempenhando diversas atividades automatizadas no convívio social, é necessário criar algoritmos com eficácia e segurança a fim de evitar danos e perdas na sociedade. Neste trabalho são implementados controladores digitais não adaptativos e adaptativos para o sistema de piloto automático do quadrimotor aéreo não tripulado modelo AR Drone 2.0 da Parrot, visando analisar o impacto das diferentes técnicas de identificação de sistemas de estados no desempenho do controle de um processo de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO). O trabalho utiliza técnicas de identificação paramétrica como Mínimos Quadrados, Mínimos Quadrados Recursivo, Mínimos Quadrados Estendido Recursivo, Variáveis Instrumentais e técnicas de estimação conjunta adaptativa de estados e parâmetros como Filtro de Kalman Estendido e o Filtro de Kalman Adaptativo Instrumental sendo este o produto das técnicas anteriores. Já o projeto de controlador escolhido para ser usado como base da análise foi o LQG, pois se trata de um algoritmo muito conhecido na literatura para implementações de controladores em tempo real para sistemas MIMO, tendo como característica o controle ótimo e a estimação ótima de estado, dessa forma, minimizando a interferência do projetista na sintonia dos ganhos do controlador e utilizando os parâmetros do sistema como determinante para sintonia. Desse modo, o desempenho e a robustez do projeto de controle podem variar conforme os parâmetros provenientes da técnica de identificação de sistemas utilizada, que quando adequada favorece o projeto LQG e, caso contrário, compromete a confiabilidade do algoritmo. Para dar sustentação ao estudo realizado sobre o tema proposto, foram feitos experimentos que utilizaram os índices "Integral of Squared Error", "Integral of Squared Control", "Total Variation of Control" e "Integral of Absolute Error", para avaliar o desempenho, e as curvas de sensibilidade e sensibilidade complementar para avaliar a robustez, além de um índice, denominado R, projetado para avaliar a robustez dos algoritmos de controle adaptativos de sistemas MIMO a cada momento do experimento, amostra a amostra, possibilitando a discussão e a comparação dos algoritmos de controle. Simulações e experimentos de voos testaram as diversas técnicas de estimação paramétrica associada ao controle LQG, grande parte das técnicas tiveram desempenho e robustez aceitáveis, porém subótimas, já o projeto de controle do LQG associado ao Filtro de Kalman Adaptativo Instrumental obteve um melhor resultado no segmento de referência e na robustez adaptativa devido seu comprometimento teórico de encontrar os reais parâmetros do sistema, portanto evitando polarizações paramétricas.

     

    Artigos Publicados:

     

    SILVEIRA, A. S.; NOGUEIRA, C.; SODRÉ, L.; da SILVA, D. "Predictive Minimum Variance Control: a Case Study on Wireless Altitude Hold Autopilot". 16º Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente (SBAI 2023), 15 a 18 Outubro, Manaus-AM, 2023.

     

    SILVEIRA, A. S.; SODRÉ, L.; SILVA, A. F.; CONDE, L.; BORGES, J. P.; YURI, S.; KLAUTAU, A. "Smith Predictor-based Adaptive Control of Network-Controlled UAVs". 15º Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente (SBAI 2021), 2021, doi: 10.20906/sbai2021/216460.

  • ANDREY DA COSTA LOPES
  • METODOLOGIAS DE CONTROLE DE TENSÃO COM JUSTIÇA DE CORTE DA GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO

  • Data: 31/01/2024
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  • METODOLOGIAS DE CONTROLE DE TENSÃO COM JUSTIÇA DE CORTE DA GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO

  • GABRIEL BASTOS DE SOUZA SILVA
  • AVALIAÇÃO TEÓRICA EXPERIMENTAL DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA

  • Data: 24/01/2024
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  • AVALIAÇÃO TEÓRICA EXPERIMENTAL DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA

  • JOÃO LÚCIO DE SOUZA JÚNIOR
  • MODELO DE DECISÃO MULTICRITÉRIO PARA CLASSIFICAR MUNICÍPIOS QUANTO AO RISCO DE VIOLÊNCIA DOMÉSTICA CONTRA A MULHER: UM ESTUDO A PARTIR DA AMAZÔNIA PARAENSES

  • Data: 19/01/2024
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  • O sistema educacional brasileiro enfrenta desafios significativos, conforme evidenciado pelos baixos índices de avaliação do desenvolvimento educacional. Devido ao modelo educacional tradicional empregado no país, há dificuldades na transmissão efetiva de conteúdos complexos, levando a altos índices de fracasso escolar e consequente evasão escolar. A falta de inovação, especialmente nos ambientes da educação básica, contribui para um cenário de baixa proficiência matemática entre os estudantes brasileiros. Neste contexto, este trabalho surge como resultado de uma inovação desenvolvida para aprimorar a aplicação Geometa, desenvolvida pela empresa Inteceleri, através da integração das tecnologias Metaverso e Inteligência Artificial para criar um ambiente educacional imersivo e interativo. A intenção é afinar a Inteligência Artificial para o reconhecimento em tempo real de formas geométricas tridimensionais de objetos reais. A proposta visa mitigar desafios enfrentados no ensino básico de Matemática no Brasil por meio da adoção de abordagens tecnológicas inovadoras alinhadas à Educação 5.0, que possam ser replicadas para tecnologias similares envolvendo o Metaverso. Além disso, pretende-se também criar um ambiente educativo dinâmico e sustentável que não só facilite a compreensão de conceitos matemáticos, mas também promova a participação ativa dos alunos, incentivando a sua criatividade e autonomia no processo de aprendizagem. Como contribuições deste trabalho foram realizados: (i) o treinamento de modelos definidos para a classificação de formas geométricas tridimensionais; (ii) a avaliação dos modelos através de métricas de desempenho, tempo de inferência e dimensão; e (iii) a seleção do modelo com melhor desempenho com base na precisão e eficiência de inferência. De acordo com os resultados obtidos, o modelo ResNet exibiu a precisão de 84%, apresentando o maior desempenho obtido entre os modelos avaliados, além de 9 inferências por segundo, o que reflete no menor consumo de recursos computacionais para a tarefa.

  • ADRIANO MADUREIRA DOS SANTOS
  • APRENDIZADO PROFUNDO NA EUCAÇÃO 5.0: PROPONDO UM MODELO DE CLASSIFICAÇÃO DE FORMAS GEOMÉTRICAS 3D PARA MELHORAR O APRENDIZADO EM UM APLICATIVO DE METAVERSO


     


  • Data: 18/01/2024
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  • O sistema educacional brasileiro enfrenta desafios significativos, conforme evidenciado pelos baixos índices de avaliação do desenvolvimento educacional. Devido ao modelo educacional tradicional empregado no país, há dificuldades na transmissão efetiva de conteúdos complexos, levando a altos índices de fracasso escolar e consequente evasão escolar. A falta de inovação, especialmente nos ambientes da educação básica, contribui para um cenário de baixa proficiência matemática entre os estudantes brasileiros. Neste contexto, este trabalho surge como resultado de uma inovação desenvolvida para aprimorar a aplicação Geometa, desenvolvida pela empresa Inteceleri, através da integração das tecnologias Metaverso e Inteligência Artificial para criar um ambiente educacional imersivo e interativo. A intenção é afinar a Inteligência Artificial para o reconhecimento em tempo real de formas geométricas tridimensionais de objetos reais. A proposta visa mitigar desafios enfrentados no ensino básico de Matemática no Brasil por meio da adoção de abordagens tecnológicas inovadoras alinhadas à Educação 5.0, que possam ser replicadas para tecnologias similares envolvendo o Metaverso. Além disso, pretende-se também criar um ambiente educativo dinâmico e sustentável que não só facilite a compreensão de conceitos matemáticos, mas também promova a participação ativa dos alunos, incentivando a sua criatividade e autonomia no processo de aprendizagem. Como contribuições deste trabalho foram realizados: (i) o treinamento de modelos definidos para a classificação de formas geométricas tridimensionais; (ii) a avaliação dos modelos através de métricas de desempenho, tempo de inferência e dimensão; e (iii) a seleção do modelo com melhor desempenho com base na precisão e eficiência de inferência. De acordo com os resultados obtidos, o modelo ResNet exibiu a precisão de 84%, apresentando o maior desempenho obtido entre os modelos avaliados, além de 9 inferências por segundo, o que reflete no menor consumo de recursos computacionais para a tarefa.

2023
Descrição
  • WEVERSON VIEIRA DO NASCIMENTO
  • introdução à Neurociência Computacional com a linguagem Python

  • Data: 29/12/2023
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  • Este trabalho propõe um curso introdutório de neurociências computacionais, utilizando a linguagem de programação Python. O cérebro é um órgão complexo, despertando grande interesse na compreensão dos mecanismos biológicos subjacentes ao seu funcionamento. A neurociência computacional é um campo de estudo que busca contribuir para essa compreensão. O curso introdutório é destinado a alunos de graduação interessados em adquirir conhecimentos básicos em Neurociência Computacional. Inicialmente, o curso fornece uma base teórica, abrangendo tanto aspectos neurofisiológicos quanto matemáticos e algorítmicos, permitindo que estudantes de diversas áreas aproveitem o conteúdo com o mínimo de pré-requisitos. Em seguida, o curso apresenta modelos de neurônios, desde os mais simples até os mais elaborados, explorando como esses neurônios se conectam, incluindo circuitos conhecidos de conexões neuronais e a implementação do aprendizado nessas redes. Além disso, o curso aborda temas de inteligência artificial, como redes neurais e neuromórficas, estas últimas utilizando os modelos mencionados anteriormente. Utiliza códigos interativos em linguagem Python, de natureza livre e código aberto, para as simulações do conteúdo apresentado.

  • LUENA OSSANA CANAVIEIRA
  • CLASSIFICAÇÃO DE REGIÕES DE DESMATAMENTO VIA IMAGENS DO SATÉLITE LANDSAT NO NORDESTE DO PARÁ

  • Data: 18/12/2023
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  • O desmatamento é um dos principais problemas ambientais enfrentados no mundo, e na Amazônia a perda da cobertura vegetal tem graves consequências para o clima, biodiversidade e sociedade. Nesse contexto, a detecção e classificação de áreas desmatadas é fundamental para o monitoramento e controle do desmatamento. O objetivo deste trabalho foi identificar áreas degradadas e não degradadas na região nordeste paraense por meio de imagens do satélite Landsat 5, 7 e 8, utilizando a metodologia ReLU (Unidade Linear Retificada). O banco de dados abrangeu 210 imagens. Após os resultados foi possível gerar a matriz de confusão, para realizar a classificação digital para avaliação dos resultados das imagens de satélite. Os dados foram extraídos em KDD, o código fonte para o processamento dos dados foi a linguagem Python e rodado na plataforma Colaboratory. Por meio da matriz confusão estimou-se com 69,7% de acurácia os resultados. Os valores determinaram um índice eficaz de classificação das áreas degradadas e não degradadas. O modelo obtido  para o treinamento apresentou algumas interferências na imagens sendo possível identificar áreas desmatadas e não desmatadas. Para estudos futuros recomenda-se novas imagens de satélite da região, com destaque para os índices de resolução espectral correspondentes com os sensores determinados pelos satélites do estudo.  


    Projeto: Soluções Inteligentes para Sensores Ópticos e Redes de Próxima Geração


    Artigo: CANAVIEIRA, L. O. ; COSTA, J. C. W. A. ; SANTOS FILHO, R. C. . Classification of satellite images for deforestation regions in northeastern Pará using deep learning technique. Journal of Engineering Research, v. 3, p. 1-5, 2023 (em qualis)


  • ANTONIO RONIEL MARQUES DE SOUSA
  • ANÁLISE MUITIFÍSICA VIA MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS PARA AVALIAR OS IMPACTOS DAS CORRENTES DE INRUSH EM UM TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA

  • Data: 07/12/2023
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  • O transformador de potência é um dos equipamentos mais importantes no sistema elétrico, permitindo a viabilidade da conexão dos centros geradores aos centros consumidores, mesmo estando a longas distâncias. Esses equipamentos estão sujeitos a diversos tipos de falhas que podem afetar seus componentes chegando, em alguns casos, a comprometer sua operação e, em consequência, o abastecimento de energia elétrica. Portanto, neste documento é apresentada uma metodologia para investigação em um transformador de potência de 50 MVA por meio do método de elementos finitos para análises muitifísicas acopladas. Para isso, o estudo foi realizado por meio do acoplamento magneto-térmico-estrutural. Desta forma, um modelo em 3D do transformador próximo ao real foi utilizado, levando em consideração as características da laminação do núcleo e o formato de discos dos enrolamentos. Para a construção deste trabalho as análises foram desenvolvidas em três etapas distintas. Na primeira etapa foram realizadas simulações eletromagnéticas, para avaliar o comportamento da densidade de corrente e das forças axiais e radiais nos enrolamentos do transformador. Na segunda etapa foram desenvolvidas simulações térmicas utilizando as perdas dos enrolamentos como condição de contorno com o intuito de analisar a distribuição de temperatura nos mesmos. Por último foram desenvolvidas simulações estruturais, adotando como condições de contorno as forças eletromagnéticas e a dilatação térmica, para avaliar a deformação nos enrolamentos. Para validação da metodologia proposta neste trabalho, os resultados das simulações foram comparados com dados reais de medição coletados direto no equipamento. Torna-se importante ressaltar que em todos os resultados de MEF apresentados neste trabalho, tanto para análise eletromagnética, análise térmica e análise mecânica, foram obtidas por meio de simulações em 3D. Em cada etapa as análises foram desenvolvidas utilizando diferentes condições de operação, corrente nominal e corrente de inrush. Desta forma, este trabalho apresenta uma metodologia que pode auxiliar na análise dos transformadores de potência de uma forma mais próximo do funcionamento real do equipamento, por apresentar um acoplamento magneto-térmico-estrutural nas simulações.

    Artigo Publicado no periódico Energies, Qualis A1 CAPES

    Titulo:  

    Magneto-Thermo-Structural Analysis of Power Transformers
    under Inrush and Short Circuit Conditions
     
    Autores:
    Antonio Roniel Marques de Sousa, Marcus Vinicius Alves Nunes, Wellington da Silva Fonseca, Ramon Cristian Fernandes Araujo, Diorge de Souza Lima
  • JOSE VITOR FREITAS DA SILVA
  • Procedimento para Análise de Vibração em Barragens Utilizando Simulação por Métodos dos Elementos Finitos

  • Orientador : MARIA EMILIA DE LIMA TOSTES
  • Data: 13/11/2023
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  • O objetivo geral desta dissertação se propõe à desenvolver um procedimento de simulação por método dos elementos finitos da estrutura de barragem hidrelétrica para análise de vibração, a fim de integrar um plano de segurança de barragens para auxiliar na prevenção e monitoramento de estruturas.

  • JAMELLY FREITAS FERREIRA
  • "Beam-selection” Otimizado por Aprendizado de Máquina: Uma Abordagem Multimodal

  • Data: 30/10/2023
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  • Esta dissertação tem como objetivo investigar a utilização de modelos de aprendizado de máquina usando dados multimodais como entrada para otimizar o processo de ”Beam Selection”em redes baseadas em ondas milimétricas. O uso de dados de diferentes naturezas mostra-se interessante ao passo que podemos ajustar o modelo de acordo com a qualidade/disponibilidade destes dados. Após execução dos experimentos, e obtenção dos resultados, foi observado que é possı́vel obter significativa performance em diferentes métricas mesmo com dados mais simples como Imagem e Coordenada.

  • AMANDA MONTEIRO PINTO BARROS
  • AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DA RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS NA VIDA ÚTIL DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO: ESTUDO DE CASO

  • Data: 30/10/2023
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  • O objetivo desta dissertação é apresentar uma avaliação comparativa dos impactos decorrentes das práticas da recarga de veículos elétricos (VEs) com baterias de curto e longo alcance sob diferentes níveis de potência sobre a vida útil de transformadores de distribuição. Esta pesquisa se baseia na combinação de informações reais de consumo de energia elétrica coletadas em East Midlands, no Reino Unido, bem como de dados de recarga de veículos elétricos coletados por meio de um projeto experimental também realizado no Reino Unido. Este estudo examina de maneira detalhada a temperatura do ponto mais quente do transformador, e calcula o fator de envelhecimento desse equipamento utilizando o modelo térmico apresentado no IEEE Standard C57.91. Como resultado, este estudo revela que os efeitos causados pelos veículos elétricos de longo alcance são mais intensos, por utilizar uma potência de recarga mais alta e sua recarga ter maior duração. Conforme o nível de penetração dos veículos aumentam, constatou-se um aumento considerável na carga do transformador e na temperatura do ponto mais quente, especialmente no inverno, quando a demanda residencial é maior. Em veículos com baterias de 75 kWh, mesmo em níveis de penetração relativamente baixos, a partir de um nível de penetração de 30% já se nota violações severas da temperatura do ponto mais quente, contribuindo para a redução da vida útil do equipamento.

     

    Artigos publicados: 

    Amanda M. P. Barros , Jorge H. Angelim and Carolina M. Affonso, "Impact on Distribution Transformer Life Using Electric Vehicles with Long-Range Battery Capacity", Energies, 2023.

    Amanda M. P. Barros , Jorge H. Angelim and Carolina M. Affonso, "Avaliação do Impacto de Veículos Elétricos com Baterias de Curto e Longo Alcance na Vida Útil de Transformadores: Estudo de Caso", in Proc. IEEE/IAS International Conference on Industry Applications - INDUSCON, 2023.

  • LUIZ EDUARDO MOREIRA DE JESUS
  • MODELAGEM POR MOM DE UM DIPOLO DE GRAFENO COM MULTIPLOS POTENCIAIS QUÍMICOS DIFERENTES

  • Data: 27/10/2023
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  • Nesta dissertação, explorou-se o potencial do grafeno no terahertz, especialmente sua capacidade única de controlar o diagrama de radiação e a impedância de uma antena dipolo de grafeno, através da variação do potencial químico em seis segmentos controláveis. O estudo utilizou o Método dos Momentos com valores de impedância superficial de grafeno. Os potenciais químicos foram divididos em grupos simétricos e assimétricos, ajustando a segunda ressonância e o ângulo de ganho máximo do diagrama de radiação. Comparado a antenas de quatro segmentos, o ganho das antenas simétricas aumentou com pouca variação na segunda ressonância. Além disso, o ganho das antenas de seis segmentos teve um notável aumento no ponto de maior desvio, mantendo o deslocamento angular praticamente constante. Esse estudo abre caminho para antenas de grafeno altamente ajustáveis e eficientes, com aplicações promissoras na tecnologia de comunicação e radiação. Trabalhos futuros podem explorar potenciais químicos variados, outras geometrias de antenas e técnicas de otimização na simulação.

  • DIEGO RAMIRO MELO MONTEIRO
  •  Previsão de Geração de Energia Fotovoltaica através de Redes Neurais Convolucionais baseadas em Transformação de Séries Temporais em Imagens.

  • Data: 26/10/2023
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  •  

     

    Este trabalho apresenta uma nova abordagem baseada em Rede Neural Convolucional 2D (Convolutional Neural Network – CNN) e técnicas de transformação de séries temporais em imagens, como Campo Angular Gramiano (Gramian Angular Field – GAF) e Gráfico de Recorrência (Recurrence Plot – RP), para previsão em curto prazo da geração de energia elétrica de uma microusina fotovoltaica conectada à rede elétrica, localizada no Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia – CEAMAZON, da Universidade Federal do Pará (UFPA). As técnicas de GAF e de RP foram utilizadas para transformação das séries temporais em imagens para serem utilizadas como entrada para a CNN. A previsão de geração de energia elétrica com maior precisão possibilita ao usuário conhecer com maior grau de acerto quais os possíveis custos para implantação da rede e os prazos para retorno financeiro, além de avaliar com maior assertividade a disponibilidade de carga que poderá ser conectada ao sistema. Os resultados da previsão com a utilização de GAF e RP em rede CNN 2D foram comparados com resultados utilizando outros tipos de rede neurais já consolidadas na área, como a Perceptron Multicamadas e a CNN 1D, tendo a CNN 2D obtido, em alguns casos,  valores de RMSE próximos ou um pouco inferiores, mostrando assim a aplicabilidade da utilização de imagens obtidas através de transformação das séries temporais de energia fotovoltaica em rede CNN 2D para o problema.

     

     

     

    Artigo aceito :

    Previsão de Geração de Energia Fotovoltaica Utilizando Transformação de Séries Temporais em Imagens e Redes Neurais Convolucionais

    XVI Congresso Brasileiro de Inteligência Computacional (CBIC)

    Salvador/BA, 08 a 11/10/2023

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • RAFAEL NINNO MUNIZ
  • Índice Amazônico de Sustentabilidade Energética utilizando Lógica Fuzzy

  • Data: 03/10/2023
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  • Indicadores de sustentabilidade energética são ferramentas utilizadas para avaliar e medir o desempenho de sistemas energéticos, incluindo aspectos ambientais, sociais e econômicos. Eles podem ser utilizados para avaliar a sustentabilidade de diferentes fontes de energia, como fontes renováveis ou fontes fósseis, ou para avaliar o desempenho de sistemas energéticos em diferentes regiões ou países. A presente tese teve como objetivo desenvolver um quadro de indicadores de sustentabilidade energética e elaborar um índice final para a Amazônia utilizando lógica fuzzy. A metodologia utilizada incluiu a revisão da literatura com uma seleção de indicadores de sustentabilidade energética adaptados à região amazônica, coleta e análise dos dados utilizando lógica fuzzy e a proposição do Índice Amazônico de Sustentabilidade Energética. O sistema de inferência fuzzy utilizado permitiu operacionalizar os conceitos subjetivos da sustentabilidade através da criação do índice final, utilizado para avaliar o desempenho dos estados da Amazônia Legal e compará-los entre si. Como resultado, temos o Mato Grosso em primeiro lugar no ranqueamento, seguido pelos estados do Tocantins, Amapá, Rondônia, Roraima, Pará, Acre, Amazonas e na última posição o Maranhão. Os resultados encontrados mostraram que os indicadores selecionados e o índice final elaborado são úteis para avaliar a sustentabilidade energética na Amazônia e balizar os estados da Amazônia Legal, no sentido de auxiliar os gestores públicos para a tomada de decisões e elaboração de políticas públicas voltadas ao desenvolvimento regional sustentável da região amazônica.

     

    Artigo Publicado:
    MUNIZ, R. N. et al. Tools for Measuring Energy Sustainability: A Comparative Review. Energies, v. 13, n. 9, p. 2366, jan. 2020. Qualis A1.

    Artigo Submetido:
    MUNIZ, R. N. et al. Amazon Energy Sustainability Index. Journal of Intelligent Fuzzy Systems. Qualis A2.
    .

  • RODRIGO RODRIGUES PAIVA
  • Antenas de Grafeno THz Multifuncionais com Controle Azimutal Contínuo de Diagrama de Radiação de 360 Graus e Controle de Elevação de Feixe.

  • Data: 28/09/2023
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  • Novas antenas de grafeno compostas por um dipolo de grafeno e dois pares de folhas auxiliares de grafeno orientados a 90 graus um em relação ao outro são propostas e analisadas. As folhas desempenham o papel de refletores reconfiguráveis. Uma análise detalhada de propriedades de simetria das antenas discutidas foi realizada usando teoria de grupos. Por meio do controle do campo elétrico dos potenciais químicos dos elementos de grafeno, as antenas podem fornecer diagrama quase onidirecional, regime de feixe unidirecional ou bidirecional, controle dinâmico da largura do feixe e, devido à orientação vertical do dipolo em relação ao substrato de base, rotação de feixe por 360 graus no plano azimutal. Uma camada adicional de grafeno na base permite também o controle de elevação do padrão de radiação. Padrões de radiação em diferentes estados de funcionamento da antena são considerados usando características e argumentos de simetria. Discutimos parâmetros da antena, como coeficiente de reflexão de entrada, eficiência total, relação frente-costas e ganho. Um circuito equivalente é sugerido e analisado. É feita uma avaliação sobre efeitos de estruturas periódicas projetadas e aplicadas ao substrato.

     

    Artigo publicado (QUALIS A2):  V. Dmitriev, R. M. S. de Oliveira, R. R. Paiva, and N. R. N. M. Rodrigues, “Multifunctional THz Graphene Antenna with 360° Continuous ϕ-Steering and θ-Control of Beam,” Sensors, vol. 23, no. 15, p. 6900, Aug. 2023.

    Link:  https://doi.org/10.3390/s23156900

     

  • PATRICIA DO SOCORRO PEREIRA MACEDO ALMEIDA
  • NANOTECNOLOGIA: A REVOLUÇÃO SILENCIOSA NA SEGURANÇA DO TRABALHO

  • Data: 28/09/2023
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  • A pesquisa exploratória tem como objetivo analisar a regulamentação existente em relação à nanotecnologia e seu impacto na segurança dos trabalhadores. O estudo se concentrará em examinar os desafios específicos associados à nanotecnologia, incluindo a falta de dados toxicológicos adequados para avaliar os riscos, a complexidade da caracterização dos nanomateriais e as limitações das técnicas de monitoramento existentes. Um dos principais desafios enfrentados é a falta de dados suficientes sobre os efeitos à saúde dos trabalhadores expostos a nanomateriais. A nanotecnologia é uma área relativamente nova, e ainda há muito a ser aprendido sobre os possíveis efeitos adversos à saúde que esses materiais podem causar. A falta de dados toxicológicos adequados dificulta a avaliação precisa dos riscos e a implementação de medidas de proteção eficazes. Além disso, a caracterização dos nanomateriais também é uma tarefa complexa. Suas propriedades físicas e químicas únicas exigem métodos de análise especializados e técnicas avançadas. A falta de padronização nesse campo dificulta a compreensão completa dos nanomateriais e sua relação com os efeitos à saúde. Outro desafio é a limitação das técnicas de monitoramento disponíveis para avaliar a exposição dos trabalhadores a nanomateriais. Os métodos tradicionais de monitoramento podem não ser adequados para detectar e quantificar a presença de nanomateriais no ambiente de trabalho, devido ao seu tamanho diminuto e às suas propriedades únicas. Isso dificulta a avaliação precisa da exposição dos trabalhadores e a implementação de medidas de controle apropriadas. O estudo também se propõe a examinar as estratégias e abordagens adotadas por diferentes países e organizações internacionais para enfrentar esses desafios e garantir a segurança dos trabalhadores expostos à nanotecnologia. Isso pode incluir o desenvolvimento de regulamentações específicas, a promoção de pesquisas e estudos toxicológicos, a criação de diretrizes de boas práticas e a implementação de medidas de controle de engenharia e proteção individual. Em resumo, a pesquisa exploratória visa analisar a regulamentação existente e os desafios relacionados à segurança dos trabalhadores na área da nanotecnologia. Compreender e abordar esses desafios é essencial para garantir a proteção dos trabalhadores e promover o uso seguro e responsável da nanotecnologia na indústria.

  • FABIO PEREIRA FERREIRA DA SILVA
  • SISTEMA FUZZY PARA DISPOSITIVO MÓVEL DE DUAL-INTERFACE COM CONEXÃO SIMULTÂNEA EM REDES HETEROGÊNEAS SEM FIO
  • Data: 26/09/2023
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  • SISTEMA FUZZY PARA DISPOSITIVO MÓVEL DE DUAL-INTERFACE COM CONEXÃO SIMULTÂNEA EM REDES HETEROGÊNEAS SEM FIO
  • DANIEL DA SILVA SOUZA
  • HEURÍSTICA PARA PRIORIDADE DE HANDOVER EM REDES MÓVEIS HETEROGÊNEAS

  • Data: 20/09/2023
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  • O processo de handover foi elaborado com o intuito de garantir a qualidade de serviço em redes de telefonia celular. Em cenários com múltiplas Estações Base (BS - Base Station), o processo de decisão de handover é um problema que vem sendo estudado em diversas pesquisas, visto que a negligência do uso de estratégias de handover eficientes pode influenciar nas métricas de desempenho e, consequentemente, resultar em uma queda na qualidade dos serviços prestados. Para elaboração de estratégias de handover eficientes, o uso correto de um conjunto de métricas se faz primordial, assim como a escolha de métodos de decisão que possam otimizar o handover e resultar em uma melhor conexão para os usuários. Dito isto, esta proposta de tese busca identificar e analisar um conjunto de métricas de handover, que associados a métodos de tomada de decisão possam resultar na otimização de métricas de performances para redes móveis heterogêneas. Como resultados foram desenvolvidas duas heurísticas para handover. A primeira intitulada de H2ATF (Heurística para handover baseada em AHP-TOPSIS-FUZZY) utilizando um conjunto de métricas específicas (Reference Signal Received Power (RSRP), Reference Signal Received Quality (RSRQ), Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio (SINR) e Velocidade dos usuários) e uso dos métodos: (a) Analytical Hierarchical Process (AHP) para definição dos pesos dos critérios; (b) Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) para ranking das BS; e (c) utilização de um histerese adaptativo, calculado através da lógica Fuzzy baseado em parâmetros que impactam diretamente no processo de handover. Já a segunda, H2AG (Heurística para handover baseada em Algoritmos Genéticos) utiliza Algoritmos genéticos para minimizar as métricas de handover. Através do desenvolvimento das estratégias de handover, foi possível definir o melhor momento e, em conjunto, a melhor BS para realizar o handover. Os resultados da avaliação de desempenho dos algoritmos demonstram que o H2ATF obteve melhores resultados nos valores de taxa de handover ping pong (HPP), enquanto o H2AG apresentou valores médios inferiores de taxa de falhas de handover (HOF - handover Failure) nos cenários avaliados.

  • VICTOR HENRIQUE RODRIGUES CARDOSO
  • Desenvolvimento de sensores ópticos para medida de variação de diâmetro de estruturas cilíndricas: aplicações em monitoramento de espécies vegetais e gasodutos

  • Data: 19/09/2023
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  • O controle e monitoramento de expansão e compressão de estruturas é observado em diversas aplicações. Em muitas áreas, esse monitoramento desempenha um papel importante. Por exemplo, na infraestrutura de transporte de óleo ou gás a pressão no duto é alta, causando deformação ou fadiga e consequentemente um rompimento. Os dutos se deformam quando a deformação ultrapassa o limite estabelecido, o que pode ser causado pelo meio ambiente quando ocorrem desastres naturais como deslizamentos de terra e terremotos ou furtos de material transportado nos dutos. O processo de corrosão também é um dos principais fatores que contribuem para acidentes envolvendo dutos. Em ambos os casos, eles podem causar danos ambientais significativos, perda de produto, problemas financeiros e, às vezes, a perda de vidas em explosões. Outro exemplo, o monitoramento da mudança do diâmetro das árvores está diretamente relacionado à irrigação, uma vez que depende do déficit hídrico do solo e as árvores são importantes na circulação global de calor e água, além disso, o crescimento das árvores é afetado pela taxa de dióxido de carbono CO2 e poluentes. Neste cenário, destacam-se como alternativas os sensores baseados em fibra óptica devido às suas características e vantagens em comparação com sensores tradicionais. A utilização de sensores ópticos para esses casos é interessante, pois apresentam características como imunidade a interferências eletromagnéticas, tamanho compacto, resistência à pressão, calor e corrosão e possibilidade de transmissão em longas distâncias. O uso combinado dos sensores com manufatura aditiva tem sido investigado nos últimos anos para aprimorar a otimização da medição, desenvolvendo e fabricando sensores combinados com uma técnica de impressão 3D e empregando os materiais como substrato. A integração de sensores de fibra óptica em diferentes materiais estruturais de manufatura aditiva permite a medição e a análise de deformação, danos por fadiga e avaliação da integridade estrutural. Portanto, esta proposta tem como objetivo o desenvolvimento e aplicação de novos métodos para monitoramento de estruturas cilíndricas por meio da variação do diâmetro, com ênfase no controle de irrigação de espécimes da Amazônia baseados no uso de sensores baseados em fibra combinados com manufatura aditiva. O monitoramento correto e preciso proporcionará aumento da produtividade, redução de gastos, prevenção de desastres ambientais e redução no desperdício de água. 

    1- CARDOSO, V. H. R. ; CALDAS, P. ; GIRALDI, M. T. M. R. ; FRAZAO, O. ; COSTA, J. C. W. A. ; SANTOS, J. L. . Prototype Based on a High Sensitivity Balloon-Like Interferometer and Additive Manufacturing. SENSORS, v. 22, p. 7652, 2022.
    Citações:1
    2 -  CARDOSOVICTOR H. R. ; CALDAS, PAULO ; GIRALDI, MARIA THEREZA R. ; FERNANDES, CINDY STELLA ; FRAZÃO, ORLANDO ; COSTA, JOÃO C. W. ALBUQUERQUE ; SANTOS, JOSÉ LUÍS . A Simple Optical Sensor Based on Multimodal Interference Superimposed on Additive Manufacturing for Diameter Measurement. SENSORS, v. 22, p. 4560, 2022.
    Citações:3
    3- CARDOSO, V. H. R. ; CALDAS, P. ; GIRALDI, M. T. M. R. ; FRAZAO, O. ; COSTA, J. C. W. A. ; SANTOS, J. L. . Optical Strain Gauge Prototype Based on a High Sensitivity Balloon-like Interferometer and Additive Manufacturing. SENSORS, v. 4, p. 333-343, 2022.
    Citações:1
    4 -  CARDOSOVICTOR H.R. ; CALDAS, PAULO ; GIRALDI, M. THEREZA R. ; FRAZÃO, ORLANDO ; DE CARVALHO, CLAUDIO J. REIS ; COSTA, JOÃO C.W.A. ; SANTOS, JOSÉ L. . Experimental investigation of a strain gauge sensor based on Fiber Bragg Grating for diameter measurement. OPTICAL FIBER TECHNOLOGY, v. 61, p. 102428, 2021.
    Citações:6
     
    Projeto:2019 - 2023 Sistemas inteligentes baseados em sensores ópticos e tecnologias híbridas fibra/cabo para redes de 5 geração Descrição: Processo n: 432668/2018-7 Chamada MCTIC/CNPq N 28/2018 - Universal/Faixa C.


  • ROMARIO DA COSTA SILVA
  • IDENTIFICAÇÃO DE LARVAS DE MOSQUITO DO GÊNERO AEDES UTILIZANDO REDES NEURAIS CONVOLUCIONAIS

  • Data: 19/09/2023
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  • IDENTIFICAÇÃO DE LARVAS DE MOSQUITO DO GÊNERO AEDES UTILIZANDO REDES NEURAIS CONVOLUCIONAIS

  • FERNANDA COSTA DE LIMA
  • TECNOLOGIAS DE PROPULSÃO ELÉTRICA AQUAVIÁRIA: PROJETO CONCEITUAL DE EMBARCAÇÃO HÍBRIDA COM FOCO EM ATENDIMENTO AS PRÁTICAS AMBIENTAIS, SOCIAIS E DE GOVERNANÇA (ESG)

  • Data: 14/09/2023
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  • Esta pesquisa investiga o papel das tecnologias de propulsão elétrica na mobilidade aquaviária sustentável, com um foco específico na utilização de terras raras. Mediante  a isso, a pesquisa propõe duas análises: sendo a primeira a modificação de um sistema propulsivo de um barco a combustão para elétrico, equipado com módulos fotovoltaicos.  Este tem por finalidade realizar viagens com trajetos curtos, transportando turistas ao longo da Costa do Rio Guajará, localizado na região de Belém/Pará. Para a proposta de eletrificação, ilustra as principais tecnologias do setor Marítimo, que abrange as pequenas embarcações de arquitetura naval com sistema propulsivo elétrico. Dito isso, fazem parte do sistema propulsivo: o banco de baterias de íons de lítio, motores elétricos e módulos fotovoltaicos. Ademais, foram ressaltados os benefícios da propulsão elétrica em termos de eficiência energética, redução de emissões e sustentabilidade. E por fim, apresentadas recomendações para implementação efetiva do futuro projeto, considerando também os aspectos econômicos e operacionais. Para a segunda análise, foi direcionado para o ciclo final dos componentes de eletrificação do barco elétrico, onde requerem alta demanda de matéria prima mineral para aperfeiçoar as tecnologias estratégicas, nos quais, coincidem com os desafios da exploração mineral e segurança energética nas próximas décadas. Essa exploração inclui os elementos críticos e aqueles que estão associados em particular com produção dos ímãs permanentes: Pr, Nd, Tb e Dy. Mediante a isso, as oportunidades estão em torno da recuperação desses elementos, através de pesquisas que apontam a necessidade da aplicação da reciclagem como forma de mitigar um possível racionamento de terras raras e visando um planejamento futuro. No entanto, um dos grandes desafios, estão em torno da viabilidade metodológica e preservar as propriedades magnéticas, para assim retornar a cadeia produtiva. É importante frisar, que a implantação deve estar alinhada dentro dos princípios ESG no setor mineral e metalúrgico, pois tais pilares estão direcionados para o desenvolvimento de cadeia de suprimento sustentável e justa. Embora existam desafios de viabilidade econômica e estratégias das stakeholders, na qual a recuperação desses materiais poderia ser uma fonte de abastecimento significativa por um determinado período para acelerar o processo de transição energética.

  • DANIEL ABREU MACEDO DA SILVA
  • Analysis of Classical and Advanced Control Techniques Tuned with Reinforcement Learning

  • Data: 01/09/2023
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  • Control theory is used to stabilize systems and obtain specific responses for each type of process. Classic controllers, such as the PID and the IMC used in this research, are spread globally in industries, this because they have well-studied topologies in the literature and are easily applied in microcontrollers; advanced ones, such as GMV, GPC and LQR, also used in this work, have some resistance in common applications in base industries, but are widely used in energy, aerospace and robotic systems, since the complexity and structure of these methods generate robustness and reach satisfactory performances for processes that are difficult to control. In this work, these methods are studied and evaluated with a tuning approach that uses reinforcement learning. The tuning methods are used in two forms and are applied to the controllers, these are the offline loop method and the differential games method. The first uses offline iterations, where the process agent is the control technique used, which uses performance and robustness indexes as an environment (metric of how the process is evolving), being able to organize an adjustment policy for the controller, which is based on rewarding the weighting factor until reaching the process stopping criterion (desired response). The second method is based on using reinforcement strategies that reward the controller as the response changes, so the LQR learns the ideal control policies, adapting to changes in the environment, which allows for better performance by recalculating the traditional gains found. with the Ricatti equation for tuning the regulator; in this method, differential games are used as a framework to model and analyze dynamic systems with multiple agents. To validate what is presented, the Tachogenerator Motore and the Ar Drone are used. The TGM is modeled using least squares estimation with an ARX-SISO topologie, in order to evaluate the first tuning method. The Ar Drone is modeled using the Kalman estimator with an ARX-MIMO structure to evaluate the second tuning method.

  • JULIO CESAR DA SILVA DOS SANTOS
  • DISPOSITIVOS DE CONTROLE BASEADO EM GRAFENO PARA THZ

  • Data: 31/08/2023
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  • Neste trabalho, investigamos teoricamente dois novos dispositivos de controle baseados em elementos de grafeno. O primeiro dispositivo, consiste em um ressonador circular de grafeno e quatro nanofitas de grafeno que servem como guias de onda. Estes guias estão acoplados frontalmente ao ressonador com um pequeno espaço (gap) entre eles formando um ângulo de 90 0 entre si. Além disso, a energia de Fermi no grafeno pode ser dinamicamente sintonizada aplicando uma diferença de potencial elétrico entre o grafeno e uma fina camada de polissilício que atua como eletrodo. O ressonador pode trabalhar com modos ressonantes dipolo e quadrupolo que são utilizados para fornecer as funções de filtro passa-banda ajustável, divisor de potência ajustável e interruptor. Através da descrição da matriz de espalhamento do dispositivo de quatro portas e também da teoria de circuito e a análise de onda completa, mostramos que para as frequências centrais de 10,72 THz e 14,52 THz temos respectivamente as excitações dos modos dipolo e quadrupolo, onde calculamos os seguintes paramentos: transmissão, reflexão, isolamento, fator Q, que devido ao uso de uma estrutura ressonante tem o seguinte valor (6 : 8). O casamento na banda passante com perda de retorno é de -17 dB e baixa perda de inserção que é aproximadamente -1,0 dB. No regime OFF, os coeficientes de transmissão para as portas de saída são inferiores a -42 dB. O componente fornece um controle da frequência central e a relação de potência entre às três portas de saída pode ser projetada em uma ampla faixa de frequência. O segundo dispositivo é um modulador de fase baseado em grafeno freestanding (independente) e consiste em dois ressonadores circulares R 1 e R 2 de mesmo raio e feitos de grafeno nos quais estão separados a uma distância de 550 nm e duas nanofitas também de grafeno que exercem a função de guia de onda. No ressonador R 1 estão acoplados dois guias de onda que formam um angulo de 180◦ entre si e o ressonador R 2 não está acoplado a guias de onda. Para este dispositivo, foi observado dois picos de ressonâncias para o modo dipolo e dois picos de ressonâncias para o modo quadrupolo. No modo dipolo, as frequências de ressonâncias foram de 10,04 THz e 11,54 THz com coeficiente de reflexão de -15,93 dB e -12,17 dB, respectivamente. No modo quadrupolo, as frequências de ressonâncias foram de 14,46 THz e 15,16 THz, com coeficiente de reflexão de -17,8 dB e -14,8 dB. Além disso, foi observado que nas frequências centrais para o regime dipolo de 10,04 THz os ressonadores estão em fases opostas e em 11,54 THz os ressonadores estão em mesma fase. Este comportamento se repete para o caso das frequências centrais no regime quadrupolo.

  • DARLAN HOLANDA CARDOSO
  • IMPLEMENTAÇÃO DO PHAGRAFENO NO PATCH DE UMA ANTENA DE MICROFITA
  • Data: 25/08/2023
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  • Esta pesquisa corresponde à implementação do Phagrafeno no Patch de uma antena de microfita,
    a partir das perspectivas analisadas de uma antena microfita de grafeno. O Phagrafeno, é um novo
    alótropo de carbono e sua estrutura distorcer os cones de Dirac, tendo características de ligação e
    densidade de empacotamento compatíveis com a do grafeno. Neste trabalho, o simulador usado é
    o software COMSOL multifiphsysics, onde ele realiza modelagem multifísicas, no qual para
    implementar o Phagrafeno na biblioteca do programa, é necessário ter as propriedades ópticas,
    como: condutividade elétrica, permissividade relativa e permeabilidade relativa. Usou-se o pacote
    SIESTA, para otimização da geometria e determinação das propriedades ópticas a partir da célula
    unitária do Phagrafeno. Os resultados obtidos do Phagrafeno, comparados com grafeno, expõem
    que propriedades eletrônicas e magnéticas se tornam úteis para o designer de antenas microfitas.
    Dessa forma, foi simulado duas antenas de microfita: uma com o Patch feito de Phagrafeno e a
    outra de grafeno. O objetivo era fazer um termo comparativo entre elas e assegurar que o
    Phagrafeno é mais estável numa largura de banda THz. Como os resultados obtidos (Perda de
    retorno, Impedância, VSWR e diagrama de radiação de ganho) da antena de Phagrafeno foram
    satisfatórios, foi realizado mais três simulações, variando seu designer: (i) uma com estruturas
    periódicas, sendo uma com furos de ar (Antena PBG), (ii) outra com a adição duas Nanofitas de
    Phagrafeno nas bordas do Patch da antena (Antena Nano), e por fim, a última antena projetada
    (iii), a junção das antenas (i) e (ii) chamada de (Antena PBG+Nano). Portanto o uso dessas variações
    mostrou-se interessante para as aplicações nessa faixa de frequência por obter resultados bons,
    abrindo um leque de aplicabilidade.
  • YAN DOS SANTOS SILVA
  • SISTEMA DE MONITORAÇÃO E ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE NA EDIFICAÇÃO DO GEDAE/UFPA

  • Data: 22/08/2023
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  • Este trabalho apresenta o desenvolvimento de mecanismos para monitoração e estimativas de produção de energia elétrica por Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede (SFCR) instalados na edificação do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas da Universidade Federal do Pará (GEDAE/UFPA). O mecanismo adotado para monitoração visa à avaliação da operação no lado c.a. de SFCR conectados em quadros parciais e à contribuição destes sistemas na redução do consumo de energia elétrica visto pela rede de distribuição. Para isto, implementou-se medidores de multigrandezas para aquisição de parâmetros elétricos de um conjunto de SFCR, adicionando-os à uma ferramenta de monitoração in locu previamente existente em LabVIEW, destinada à monitoração do consumo e produção de energia elétrica na edificação do GEDAE/UFPA. Além da atualização desta ferramenta, no presente trabalho desenvolveu-se uma ferramenta com acesso remoto via aplicação web, destinada à visualização dos dados monitorados e simulação da estimativa de energia elétrica produzida pelos SFCR, a partir do uso de modelos matemáticos e dados meteorológicos coletados via estação meteorológica instalada no GEDAE/UFPA; de um registrador de dados no local (como alternativa de obtenção de dados de irradiância e temperatura); e dados fornecidos pela plataforma da Agência Espacial Americana (NASA), para o preenchimento de eventuais lacunas provocadas por falhas na monitoração do sistema. Por fim, avalia-se o sistema de monitoração implementado; bem como a contribuição energética do conjunto de SFCR monitorados; e estima-se a redução de gastos com energia elétrica da edificação ao longo dos anos de 2011 a 2023; verificando-se ainda a necessidade de restauração de parte dos SFCR, que ficaram inoperantes no período pós-pandemia, assim como a implementação de novos SFCR.

     

    Artigo 1: SILVA, Yan S.; RODRIGUES NETO, JOSÉ AMANCIO; ALBUQUERQUE, Luana O.; AGUILAR, Heliana M. C.; MACÊDO, Wilson N.; GALHARDO, Marcos A. B.  CONTRIBUIÇÃO ENERGÉTICA DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE EM UMA EDIFICAÇÃO DE UM CAMPUS UNIVERSITÁRIO. In: VIII Congresso Brasileiro de Energia Solar, 26 a 30 de outubro de 2020, Fortaleza. Anais do VIII Congresso Brasileiro de Energia Solar, 2020.

     

    Artigo 2: RODRIGUES NETO, JOSÉ AMANCIO; SILVA, Yan S.; GALHARDO, Marcos A. B.; MACÊDO, Wilson N. SISTEMAS DE MONITORAÇÃO DE PARÂMETROS ELÉTRICOS E SOLARIMÉTRICOS PARA A AVALIAÇÃO OPERACIONAL DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS À REDE. In: VIII Congresso Brasileiro de Energia Solar, 26 a 30 de outubro de 2020, Fortaleza. Anais do VIII Congresso Brasileiro de Energia Solar, 2020.

     

    Proficiência: Aprovado.

  • EDINHO DO NASCIMENTO DA SILVA
  • UM SISTEMA WEB DE SUPORTE A MOBILIDADE MULTIMODAL EM SMART CAMPUS USADO ALGORITMOS BASEADOS EM INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL E ANÁLISE ESTATÍSTICA

  • Data: 16/08/2023
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  • Para atender as redes de Internet das coisas (IoT), existem diversos sistemas inteligentes que ainda estão sob desenvolvimento e quando implementados de forma prática irão requerer o uso de estruturas robustas de armazenamento, gerenciamento e apresentação dos dados coletados na forma de informação/conhecimento. Tais sistemas se baseiam na utilização de diferentes tecnologias para garantir uma operação orquestrada, isto é, considerando principalmente o uso eficiente dos recursos sob monitoramento da rede, como por exemplo, nível bateria e memória dos dispositivos. Para esse fim, foi esse trabalho apresenta um sistema web de gerenciamento dos dados capturados em tempo real com suporte pra tomada de decisões baseados em Inteligência Artificial e Estatística. Para isso, faz uso das técnicas de Rede Neural de Regressão Geral (GRNN), Regressão Linear e Média Móvel, entre outras. Os resultados indicam que o sistema proposto pode ser uma ferramenta de suporte à decisão em tempo real.

  • LUCAS DOS SANTOS CONDE
  • Simulação de Missões de VANTs em Ambientes 3D Fictícios e Gêmeos Digitais com Georreferenciamento Direto de Pixels

  • Data: 14/08/2023
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  • O mundo está rapidamente adentrando em uma realidade onde a Inteligência Artificial (IA) se faz cada vez mais presente em diversos sistemas, abrangendo desde o ambiente doméstico até setores como indústria, mobilidade urbana e agronegócio, entre outros. Nesse contexto, com o avanço do poder computacional, simuladores para o desenvolvimento e teste de sistemas autônomos têm despertado grande interesse, tanto por parte de grandes empresas quanto da comunidade científica, devido à fidelidade visual e física que oferecem. Esses simuladores são frequentemente considerados como “gêmeos digitais” de cenários e sistemas reais, e têm trazido vantagens significativas em termos de custo e tempo, poupando recursos físicos e humanos durante o processo de concepção e aprimoramento de algoritmos. Entre esses sistemas, encontram-se os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), que têm demonstrado ser de grande utilidade em contextos como a mobilidade e monitoramento urbano e rural. Eles são aplicados, por exemplo, na detecção de defeitos em painéis fotovoltaicos, identificação de ervas daninhas em plantações, extensão da rede móvel e na busca e resgate de pessoas. Diante disso, este trabalho apresenta a concepção de uma metodologia que integra a simulação realista de missões com VANTs, utilizando o simulador AirSim em conjunto com o motor gráfico Unreal Engine, juntamente com recursos de visão computacional. O objetivo é realizar a detecção de objetos (empregando o modelo de IA YOLO) associada à localização georreferenciada dos mesmos, além de gerar arquivos de imagens geolocalizados. Os resultados foram avaliados usando o software WebODM para reconstrução do cenário a partir dos arquivos de imagens geolocalizados (gerando ortofotos). E para avaliação do algoritmo de georreferenciamento direto de pixels, foi testada a capacidade do drone voltar a posição da pessoa (ou objeto) detectado após a posição GPS ser retornada pelo algoritmo, com erros menores que 5 metros em relação à posição (em coordenadas UTM) real do elemento no ambiente 3D.

  • LUCAS DOS SANTOS BULHOSA
  • MODELAGEM E SIMULAÇÃO PARA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE SISTEMA FOTOVOLTAICO DO TIPO SIGFI-45 OPERANDO COM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES

  • Data: 14/08/2023
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  • O presente trabalho visa apresentar a avaliação de desempenho de um sistema fotovoltaico do tipo Sistema Individual de Geração de Energia Elétrica com Fonte Intermitente – SIGFI, empregando diferentes configurações de equipamentos, como gerador fotovoltaico e controlador de carga, por meio da modelagem dos componentes do sistema e simulação empregando o software MATLAB/SIMULINK. Para a validação do modelo, tomou-se como estudo dados monitorados de um sistema real SIGFI com disponibilidade energética mensal mínima de 45 kWh, implantado na área externa do prédio do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas da Universidade Federal do Pará (GEDAE/UFPA), considerando-se na monitoração a obtenção de parâmetros elétricos no lado c.c. e c.a. do sistema, bem como parâmetros ambientais. Desta forma, realizou-se ensaios práticos com diferentes configurações de equipamentos e os dados obtidos nestes ensaios foram também utilizados para validar os resultados das simulações do modelo desenvolvido para o sistema. Ressalta-se que os ensaios foram concebidos com o uso de controladores de carga com e sem o mecanismo de rastreamento do ponto de máxima potência, bem como o acoplamento direto do gerador fotovoltaico no banco de baterias (operação com autorregulação). Após validação do modelo, tem-se a possibilidade de uso da plataforma para simular o desempenho operacional do sistema para perfis distintos de irradiância global e temperatura com o uso das configurações de equipamentos consideradas, e ainda operando com diferentes curvas de carga e estado inicial de carga do banco de baterias.

     

    PROJETO VINCULADO: Nanorrede de Distribuição c.c. de Estrutura Aberta Aplicada a Edificações Ribeirinhas da Amazônia.

     

    ARTIGO 1: "AVALIAÇÃO OPERACIONAL DE SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO COM DOIS DIFERENTES CONTROLADORES DE CARGA". Em: IX Congresso Brasileiro de Energia Solar – CBENS 2022, Florianópolis – SC, 23 a 27 de maio, 2022.

     

    ARTIGO 2: "SIMULATION AND OPERATIONAL EVALUATION OF DISTRIBUTED STORAGE DEVICES CONNECTED TO A DIRECT CURRENT DISTRIBUITION NANOGRID" Em: IEEE Latin American Electron Devices Conference (LAEDC), Puebla, México, 3 a 5 de Julho, 2023.

  • JESSE DA COSTA ROCHA
  • RECONHECIMENTO FACIAL DE ALUNOS DE ESCOLA PÚBLICA NO USO DE ÔNIBUS ESCOLAR EM CIDADE INTELIGENTE

  • Data: 04/08/2023
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  • Nos dias atuais, o desaparecimento de crianças e adolescentes e a evasão escolar são grandes problemas enfrentados por países do mundo todo, em especial os países em desenvolvimento. Este trabalho propõe uma plataforma inteligente de monitoramento dos passos dos alunos como ferramenta para mitigar esses problemas. Esta plataforma permite identificar os alunos e notificar os responsáveis e autoridades competentes em diversas situações da vida escolar, tais como: entrada e saída do ônibus escolar, entrada e saída da escola, entrada na cantina da escolar, etc. A primeira aplicação tem como objetivo controlar o acesso ao ônibus escolar por meio de reconhecimento facial. O reconhecimento facial, por sua vez, emprega diferentes técnicas de inteligência artificial para reconhecer os alunos, tais como: HOG (Histograms of Oriented Gradients), SVM (Support Vector Machine), CNN (Convolutional Neural Network) e KNN (K-Nearest Neighbors). Nos testes realizados, o sistema de reconhecimento obteve excelentes resultados em todas as métricas. A próxima etapa será a instalação do protótipo do sistema em 8 ônibus escolares da cidade de Canaã dos Carajás, localizada na região norte do Brasil.

  • EDEMIR MARCUS CARVALHO DE MATOS
  • MODELAGEM DE PERDA DE QUALIDADE DE VÍDEO EM ULTRA RESOLUÇÃO COM CODEC H.264/AVC: UMA ABORDAGEM BASEADA NA AVALIAÇÃO DE ESTRUTURAS DE GOP E QP

  • Data: 17/07/2023
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  • O aumento do fluxo de informações de multimídia digital em redes sem fio, impulsionado pelos padrões IEEE 802.11 e pela popularização dos dispositivos que operam nessas redes, levou ao uso comum do streaming de vídeo de ultra-resolução. Isso impulsiona o desenvolvimento de CODECs mais eficientes na compressão de dados para transmissão em redes sem fio. Embora muitas pesquisas estejam sendo conduzidas para melhorar os codificadores de vídeo, a qualidade de vídeo percebida pelo usuário em redes sem fio é afetada também pelas características do canal sem fio. Muitas dessas pesquisas buscam relacionar métricas de Qualidade de Serviço (QoS) com a Qualidade de Experiência (QoE) do usuário final em serviços de streaming de vídeo, propondo melhorias em técnicas e protocolos de rede. No entanto, poucas pesquisas consideram informaçõesespecíficas do vídeo, como perda de frames, estrutura do Group of Picture (GOP) e características do próprio vídeo. Nesta proposta de tese, analisa-se o comportamento do streaming de vídeo utilizando o CODEC H.264/AVc na resolução 2160p (4K), com variações na estrutura do GOP e um valor fixo do Quantization Parameter (QP). Os vídeos selecionados foram submetidos a perda de pacotes simulada, para representar uma rede com erros durante a transmissão, e métricas de QoE foram extraídas para correlacionar com métricas de QoS. Além disso é proposto um modelo matemático para prever a perda de qualidade de vídeo em redes propensas a erros, utilizando a métrica Peak signal-to-noise ratio (PSNR) como medida de QoE, levando em consideração o número total de frames perdidos e a variação na estrutura do GOP para diferentes vídeos. A precisão do modelo é avaliada utilizando a métrica Root-mean-square Error (RMSE).

  • WUANDA LETICIA DA SILVA MORAES
  • GESTÃO DO ARMAZENAMENTO DE ENERGIA INTEGRADO COM FONTES RENOVÁVEIS INTERMITENTES

  • Data: 13/07/2023
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  • O presente trabalho irá abordar a configuração do armazenamento de energia integrado à fontes renováveis intermitentes, especialmente sistemas fotovoltaicos, conectados à rede de distribuição de energia elétrica. Este é resultado de um Projeto Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) de Mobilidade Elétrica Multimodal na Região Amazônica (SIMA), desenvolvido no Centro de Eficiência Energética da Amazônia (CEAMAZON), onde há uma mini rede com geração fotovoltaica, geração à diesel, eletro postos, armazenamento de energia em banco de baterias íon-lítio, e ponto de acoplamento com a rede CA da cidade universitária Profo Dro José da Silveira Netto. O gerenciamento da mini rede conta com a tecnologia de um inversor híbrido associado a um controlador de carga, capaz de informar e gerir a potência que está sendo gerada pelos arranjos FV, o estado de carga do banco de baterias, que também possuem um gerenciamento próprio, através de BMS (Battery Management System); e a potência que está sendo injetada no barramento CA. De posse do estudo de caso, serão definidas as estratégias de gerenciamento e energia através do gerenciamento pelo lado da demanda (GLD), análise de viabilidade econômica e estratégias que visem as políticas de baixo carbono.

  • WOLDSON LEONNE PEREIRA GOMES
  • SISTEMA DE AUTOMAÇÃO IOT PARA GESTÃO DE ATIVOS NO CENÁRIO DA INDÚSTRIA 4.0

  • Data: 10/07/2023
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  • A quarta revolução industrial possui diversos pilares, sendo Internet of Things e Big
    Data uns dos mais proeminentes. Essas tecnologias possibilitam a coleta e análise
    em tempo real de grandes conjuntos de dados, permitindo o desenvolvimento de
    modelos para as mais diversas situações, desde o comportamento do consumidor até
    a prevenção de falhas fabris. Nesse contexto, o presente trabalho propõe uma
    arquitetura para a implementação de um sistema de automação para indústria 4.0,
    baseado na coleta de dados de temperatura, horímetro, vibração e corrente em
    motores elétricos de uma indústria de alumínio primário. A partir das variáveis
    mensuradas, pode-se obter dados de vibração no domínio da frequência,
    desbalanceamento de fases e estimação com filtro de Kalman. Adotou-se um
    algoritmo de decisão multicritério para auxiliar na escolha para linguagem de
    programação. Após a elaboração dessa sistemática, obteve-se um conjunto de
    soluções que tornaram viável o desenvolvimento do sistema. Assim sendo,
    desenvolveu-se um sistema de automação, denominado IOT CORE, o qual realiza
    desde a coleta das variáveis em tempo real, com baixa latência, alto desempenho, e
    possibilita transmitir, armazenar e visualizar os dados em diversos supervisórios.

     

    Artigos publicados:
    GOMES, W. L. P.; SILVEIRA, A. S.; SERUFFO, M. C. R.. Proposal of a multi-criteria decision-making model for the implementation of a supervisory system for industry 4.0. INTERNATIONAL JOURNAL OF MANAGEMENT AND DECISION MAKING, v. 1, p. 1, 2023.

    GOMES, W. L. P.; SILVEIRA, A. S. "Artificial intelligence applied to support the breast cancer diagnosis". XV Congresso Brasileiro de Inteligência Computacional (CBIC 2021), 03 a 06 de Outubro de 2021. Joinville, Santa Catarina, Brasil. doi: 10.21528/CBIC2021-46.

  • ÁDREA LIMA DE SOUSA
  • DETECÇÃO DE FALTAS DE ALTA IMPEDÂNCIA EM REDES AÉREAS DE DISTRIBUIÇÃO: TESTES EXPERIMENTAIS EM LABORATÓRIO E ANÁLISES NO DOMÍNIO DO TEMPO E DA FREQUÊNCIA

  • Data: 04/07/2023
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  • O presente trabalho trata da análise de faltas de alta impedância (FAI) em redes aéreas de distribuição de energia elétrica. É realizado um estudo aprofundado e abrangente sobre esse tipo de falta, bem como sobre alguns importantes métodos de detecção de FAI. Após isso, é explicado o laboratório desenvolvido para testes experimentais de FAI, que reproduz a rede de média tensão de 13,8 kV presente no Brasil, com três fases e neutro aterrado na subestação. A partir do laboratório, foram realizados 127 testes em 18 cenários diferentes, do tipo shunt e shunt série, com rompimento do lado da fonte. Visando realizar uma análise comparativa em relação à literatura existente sobre detecção de faltas de alta impedância com base em harmônicos, desenvolveu-se uma metodologia de análise harmônica fundamentada em harmônicos pares, ímpares (especialmente os de terceira ordem) e no ângulo do terceiro harmônico, os quais são obtidos por meio da Transformada Rápida de Fourier (do inglês: Fast Fourier Transform, abreviado FFT). A principal contribuição deste trabalho reside na avaliação das peculiaridades do espectro harmônico dos sinais de tensão e corrente de testes reais em diferentes topologias de solo e galhos de árvore e sua correlação com o sinal no domínio do tempo, tendo em vista a difícil captura de testes reais devido à não atuação do relé de sobrecorrente. Isso proporciona um importante fundamento para o desenvolvimento de algoritmos de detecção de FAI. Os resultados obtidos na análise revelaram que as faltas de alta impedância do tipo shunt e shunt série apresentam comportamentos distintos no espectro harmônico e no domínio do tempo, e uma grande parte dos testes realizados não se encontra dentro dos limiares estabelecidos pela literatura. Além disso, destaca-se que foi realizada a avaliação do espectro harmônico da tensão, que geralmente não é considerado em algoritmos de detecção de FAIs.

  • GEORGE TASSIANO MELO PEREIRA
  • CLASSIFICAÇÃO DE RANSOMWARE UTILIZANDO MLP, REDUÇÃO DE DIMENSIONALIDADE E BALANCEAMENTO DE CLASSES

  • Data: 03/07/2023
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  • Ransomware é um tipo de malware que impede ou limita o acesso do usuário ao sistema e
    arquivos até que um resgate seja pago. Combater essa ameaça é difícil devido à sua disseminação rápida e às constantes mudanças nas técnicas de criptografia utilizadas. Algoritmos de aprendizado de máquina, como Redes Neurais Artificiais, têm sido apontados como ferramentas promissoras na classificação de ransomware, porque elas podem aprender a identificar padrões e características complexas em grandes quantidades de dados. Isso permite que as redes neurais sejam treinadas com exemplos de amostras de software malicioso, incluindo ransomware, e depois sejam capazes de classificar novos exemplos com alta precisão. Além disso, as redes neurais também são capazes de aprender e se adaptar a mudanças no comportamento do malware, tornando-as ferramentas eficazes para a detecção de novos tipos de ransomware. Neste trabalho, é explorado três tipos de classificação de ransomware por RNA dentro de um pipeline composto com redução de dimensionalidade por Kernel PCA e balanceamento de classes com a abordagem de superamostragem aleatória. A MLP ( Multi-layer Perceptron) alcançou uma média de 98% de acurácia na classificação binária e 85% de acurácia na classificação de família com goodware, onde tais valores superam os resultados anteriores e demonstram assim a eficácia da inclusão do balanceamento de classes na melhoria do modelo de detecção de ransomware.


    Artigo publicado para a defesa:
            1) PEREIRA, G.; SALES, JR., C.Ransomware classification by machine learning and dimensionality reduction. Journal of Engineering Research, v. 2, n. 25, 2022. ISSN 2764-1317. DOI: 10.22533/at.ed.3172252201116


    Projeto vínculado: Aplicação e Concepção de Meta-heurísticas, Técnicas de visualização de dados e Métodos de Inteligência Computacional para Problemas de Engenharia e Computação

  • LUIS PAULO DO VALE MATOS
  • APLICAÇÃO DA TEORIA DE GRUPOS MAGNÉTICOS AO ELETROMAGNETISMO

  • Data: 26/06/2023
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  • Neste trabalho nos propomos estudar a Teoria de Grupos Magnéticos e desenvolver metodologias para aplicações desta ferramenta em problemas de eletromagnetismo, mais especificamente, estudo de superfícies seletivas de frequência ou arranjos fotônicos. Os grupos magnéticos, também chamados de grupos de Heesh-Shubnikov, consistem de grupos formados por elementos de simetria cujos operadores são unitários e anti-unitários com mesma ordem. É fato conhecido no meio científico que a questão das simetrias de modelos físicos dá boas indicações sobre o comportamento dos fenômenos a eles associados. As aplicações da teoria de grupos clássicos são diversas e os métodos estão bem estabelecidos. Contudo, alguns problemas não podem ser estudados via grupos clássicos ou, na melhor das hipóteses, sua análise por essa ferramenta requer um rigor criterioso. Apresentamos alguns modelos em eletromagnetismo analisados pela teoria de grupos clássicos e sugerimos modelos mais elaborados, na presença de campo magnético por exemplo, onde o uso da teoria de grupos magnéticos é mais adequado. Particularmente, um modelo de metamaterial com grafeno será estudado para diversas simetrias, por exemplo C_{4v}(C_{4}) , devido a magnetização por campo magnético DC externo B_{0} . Os efeitos de Kerr e Farady são explicados no método.

  • ANDERSON VINICIUS DE FREITAS SOUTO
  • ESTRATÉGIA DE OTIMIZAÇÃO DE TRAJETOS DE UAVS EM CENÁRIOS DE DESASTRE, CONSIDERANDO MORFOLOGIA URBANA, MICROCLIMA E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA, USANDO Q-LEARNING E MALHA VOADORA PARA LIDAR COM REDES ÓPTICAS DANIFICADAS

  • Data: 23/06/2023
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  • Nos paradigmas de cidades inteligentes é imprescindível garantir o bem-estar da população em termos de infraestrutura social. Dentre as ações que podem ser adotadas para tornar uma cidade mais resiliente, estão medidas preventivas, mecanismos de informação da população e tecnologias que aceleram a ação em casos de emergência. O estabelecimento de uma estrutura de comunicações que sobreviva a desastres é de suma importância para que as autoridades possam agir de imediato na prestação de socorro e salvar vidas. Nesse sentido, o uso de UAVs (unmanned aerial vehicle) como alternativa de comunicação é uma solução ideal para cenários como desastres naturais ou ataques intencionais que possam causar interrupção parcial ou completa dos serviços de telecomunicações. No entanto, a autonomia de energia é uma limitação que afeta a vida da missão. Como estratégia para solucionar este problema, desenvolveu-se um novo método baseado em aprendizado por reforço que visa reduzir o consumo de energia das missões de UAV em cenários de desastre, contornando os efeitos negativos das variações do vento e otimizando o tempo da malha aérea em locais afetados pela interrupção dos serviços de telecomunicações baseados em fibra óptica. O objetivo principal da presente Tese de Doutorado é oferecer uma nova metodologia capaz de dimensionar os elementos de backup em uma rede ótica metropolitana, considerando a adoção de UAVs e interfaces sem fio para realizar links aéreos provisórios e fornece um gerenciamento eficiente dos recursos de backup de modo a estender o tempo de vida da rede de malha voadora durante a catástrofe. O método considera o K-means para escalonar a posição das estações de recursos - a partir das quais os UAVs são lançados. Para otimizar o trajeto dos UAVs até as posições finais, foi utilizado o método Q-learning para investigar possíveis ações que os UAVs poderiam tomar tendo consciência dos obstáculos urbanos distribuídos aleatoriamente no cenário e devido às variações de velocidade do vento, o que está relacionado à forma como os UAVs são organizados durante a missão. Para os testes, utilizou-se uma topologia de rede ótica metropolitana de Estocolmo, Suécia. A heurística foi implementada usando três métodos de aprendizado reforçado (Simple Q-learning, ε-greedy e SARSA) e comparada a uma solução ingênua. Os resultados numéricos das simulações mostraram que a solução baseada em aprendizado por reforço foi capaz de reduzir o consumo de energia em até 15,93% em comparação com a solução ingênua, o que pode levar a um aumento significativo na vida útil de missões baseadas em UAV. Os resultados deste trabalho contribuem para o aumento da eficiência do roteamento de UAV, o que por sua vez favorece o aumento do uso de UAVs em aplicações civis, como esperado para cidades inteligentes.

  • EDNA SOFIA SOLANO MEJÍA
  • PREVISÃO DA IRRADIAÇÃO SOLAR UTILIZANDO MÉTODO ENSEMBLE PARA SELEÇÃO DE ATRIBUTOS E ALGORITMOS DE APRENDIZADO DE MÁQUINA

  • Data: 21/06/2023
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  • A precisa previsão da irradiação solar é essencial para operar com segurança sistemas
    de energia sob altas quotas de geração fotovoltaica. Este trabalho compara o desempenho de
    diversos algoritmos de aprendizado de máquina, incluídos modelos que integram diferentes
    algoritmos para previsão de irradiação solar de dias com diferentes padrões climatológicos
    utilizando entradas endógenas e exógenas e propõe um método de seleção de atributos para
    escolher não apenas os parâmetros de entrada mais relacionados, como também seus valores
    de observações passadas. Os algoritmos de aprendizado de máquina utilizados são: AdaBoost,
    SVR, RF, XGBT, CatBoost, VOA e VOWA. O modelo ensemble de seleção de atributos proposto é
    baseado nos algoritmos RF, IM e Relief. A precisão da metodologia proposta é avaliada com base em várias
    métricas utilizando um banco de dados real da cidade de Salvador, Brasil. Diferentes horizontes de previsão 
    são considerados: 1 h, 2 h, 3 h, 6 h, 9 h e 12 h à frente. Os resultados numéricos
    demonstram que a abordagem de seleção de atributos proposta melhora a precisão da previsão
    e que o algoritmo VOWA apresenta melhor desempenho quando comparado com outros algoritmos em diferentes horizontes de tempo de previsão.

  • HUGO ALEXANDRE OLIVEIRA DA CRUZ
  • PROPOSTA DE MODELO DE PROPAGAÇÃO E PLANEJAMENTO BASEADO EM INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL EM REDES IoT EM AMBIENTE DE SMART CAMPUS

  • Data: 12/06/2023
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  • Em planejamento de redes sem fio, o fator mais importante para estimar a área de cobertura do sinal é a utilização de um modelo de propagação com boa acurácia. Para tanto, ele deve estar adaptado para o ambiente ao qual será implementado, sendo capaz de prever as nuances do sinal ao longo do percurso, para predizer com maior precisão a degradação do sinal experimentada. Dessa forma, o objetivo do trabalho é auxiliar no planejamento de futuras redes de IoT, assim como ocorre no estudo de caso do projeto Sistema Inteligente de Gestão Eficiente de Mobilidade Elétrica Multimodal (SIMA), que almeja criar um Smart Campus para monitorar os parâmetros (localização, nível de bateria, medição de temperatura etc.) dos veículos elétricos, como ônibus e barcos que atenderão à comunidade acadêmica. Assim, o trabalho proposto desenvolve um modelo empírico, baseado em medições, em redes do tipo LoRa, na frequência de 915MHz, para ambientes amazônicos. As medições foram realizadas no campus da Universidade Federal do Pará (UFPA), em Belém, Pará, Brasil. Para modelar a perda de propagação do sinal sem fio, foi empregada a técnica de inteligência computacional denominada Redes Neurais Artificias (RNA), de modo que foram utilizados 4 parâmetros de entradas: distância entre transmissor e receptor, o Spreading Factor (SF), tipo do link (uplink ou downlink) e altura do transmissor, a fim de se avaliar a acurácia do modelo proposto, que foi comparado com Close-in (CI) e Floating Intercept (FI), além da utilização do Modelo UFPA ajustado através de Algoritmo Genético (AG). Desse modo, o modelo que mais se destacou foi o proposto, baseado em RNA, sendo este empregado em um algoritmo de otimização bioinspirado com multiobjetivo denominado Evolucionay Particles Swarm Otimization (EPSO), para determinar o posicionamento dos gateways de forma a maximizar a área de cobertura da rede LoRa no Smart Campus, com o menor número de gateways possíveis. Obtendo o melhor resultado com 4 gateways e suas respectivas posições, cobrindo 100% da área estabelecida.

  • IZIDIO SOUSA DE CARVALHO
  • SIS2GER E SISGAE2B FORMANDO UM ECOSSISTEMA DE SOLUÇÕES PARA GERENCIAMENTO DE INDICADORES ELÉTRICOS, AMBIENTAIS E FINANCEIROS EM SISTEMAS DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA E DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

  • Data: 02/06/2023
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  • Atualmente existe um crescente aumento na demanda por energia elétrica em diversos países do mundo, esse aumento é impulsionado pela maior quantidade de equipamentos elétricos e eletrônicos conectados à rede elétrica em residências, bem como pela utilização de novos maquinários por parte da indústria. Dado ao constante aumento na necessidade por energia elétrica tem-se dado cada vez mais importância para a utilização de fontes renováveis para a geração de energia elétrica a ser suprida pela demanda, dado a este fator, tanto o Brasil quanto outros países ao redor do globo estão em processo de transação energética por meio da geração distribuída com fontes renováveis e sistemas de armazenamento. Com base nesse contexto, este trabalho atua nos aspectos da necessidade de monitoramento e de gerenciamento destes sistemas, uma vez que através de um bom gerenciamento e monitoramento é possível proporcionar melhorias nos aspectos relacionados a uma maior eficiência, segurança e qualidade da energia elétrica. O trabalho apresenta o desenvolvimento de dois softwares, o Sistema de Gestão da Geração de Energia Renovável (SIS2GER) voltado para a gestão de sistemas de geração fotovoltaicas e o Sistema de Gestão do Sistema de Armazenamento de Energia Elétrica (SISGAE2B) voltado para a gestão de sistemas de baterias, tendo como enfoque a capacidade dos softwares desenvolvidos de prover auxílio nas tarefas de gestão dos sistemas monitorados através do uso de indicadores para a realização de análises de qualidade de energia elétrica, de sustentabilidade e financeira, onde tem-se a implantação dos softwares no campus da Cidade Universitária Professor José Silveira Netto da Universidade Federal do Pará (UFPA). Os softwares foram desenvolvidos por meio da utilização de tecnologias voltadas para o desenvolvimento de sistemas escaláveis e de fácil implementação, em que foi utilizado o Docker para a construção dos ambientes de desenvolvimento e produção, o framework Laravel para a codificação dos softwares o Middleware DOJOT para o armazenamento dos dados de medição para cada sistema gerenciado.

  • HUGO LEONARDO MELO DOS SANTOS
  • Multimedia Service Orchestration in Multi-tier Edge Computing Environments

  • Data: 29/05/2023
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  • High Definition Video on Demand (VoD) and immersive multimedia services,
    such as Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR), continuously enhance multimedia visual quality and leads to an exponential usage growth of computational resources of processing, networking, and storage. Low-latency multimedia services rely on heterogeneous multi-tier edge computing datacenters to provide computational resources close to consumers, improving user-perceived Quality of Experience (QoE) and avoiding degraded network Quality of Service (QoS). Multimedia services are composed of specialized functions embedded into a monolithic service or decomposed into Service Function (SF) chains of ordered microservices inter-connected with high-speed network links. Monolithic and SF chains deployed at the network edges can reduce delay and improve the use of computational resources. In this context, multi-tier edge nodes can host services according to consumers’ and providers’ best interests. QoE, QoS, mobility, and multiple criteria are important in instantiating, re-instantiating, and terminating services in multi-tier edge
    computing. Service orchestration controls and manages service requests and chooses edge nodes to execute services fulfilling requirements guarantees and efficiently using computational resources. The orchestrator can be configured to consider service aspects, such as QoE, QoS, fairness, computational edge node constraints, energy, and mobility. There are several issues of providing efficient service orchestration for multimedia in multi-tier edge computing environments, including (i) service orchestration in diverse changing network conditions intended to improve the user-perceived experience and QoS; (ii) mobile users assistance by energy-constrained mobile and static edge nodes in temporary and poor connectivity conditions; and (iii) mobility support in real-time for immersive multimedia SF chaining orchestration to mobile users in urban scenarios.
    This thesis contributes to efficiently meeting future VoD, VR, and AR services needs in multi-tier edge computing. The first contribution lies in choosing an appropriate edge node to stream VoD, considering QoE, QoS, and cost to instantiate VoD services. The second lies in selecting and placing flying edge nodes to assist poorly-served users regarding QoS, considering distance, energy, and service priority. The third lies in mobility-aware Service Function Chaining (SFC) orchestration by mapping, instantiating, and re-instantiating SFs into multiple edge nodes considering QoS. The proposed solutions were widely compared to related works on different scenarios. The results show that the proposed schemes outperform the state-of-the-art.

  • JUAN FERREIRA VIDAL
  • NOVA ABORDAGEM PARA SELEÇÃO E EXTRAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS ATRAVÉS DE PROGRAMAÇÃO GENÉTICA: APLICAÇÃO EM DIAGNÓSTICO DE FALTAS INCIPIENTES EM TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA


  • Data: 26/05/2023
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  •     A tarefa de classificação de dados depende do desenvolvimento de ótimos classificadores capazes de aprender padrões em meio a uma quantidade de informações que muitas vezes se encontram em um conjunto com redundâncias ou com atributos irrelevantes para o problema. Técnicas para seleção e extração de características são então muito importantes para o processo de otimização do conjunto de dados a ser usado para o desenvolvimento de classificadores. Desta forma, neste trabalho é proposta uma nova abordagem baseada em Programação Genética (PG) para a extração e seleção de características para problemas com conjuntos de atributos reais. A técnica considera a otimização de uma função fitness baseada no índice de silhueta para a criação de um espaço n-dimensional de características que sejam capazes de realizar a compactação intraclasse enquanto realizam a separação interclasse. A eficiência da metodologia, bem como a importância das características extraídas são verificadas através da aplicação da técnica no processo de desenvolvimento de um sistema de Diagnóstico de faltas em transformadores baseado na análise dos gases dissolvidos em óleo (DGA - Dissolved Gas Analysis), sendo o sistema classificador desenvolvido usando redes Perceptron Multicamadas e rede Varational Autoencoder (VAE), que foi utilizada para lidar com o problema de desbalanceamento dos dados da base de dados usada para treinamento do classificador. Os resultados obtidos a partir das métricas de avaliação de desempenho do classificador demonstram a eficiência e aplicabilidade da abordagem proposta.

     

    artigo :

      J. F. Vidal and A. R. G. Castro, "Diagnosing Faults in Power Transformers With Variational Autoencoder, Genetic Programming, and Neural Network," in IEEE Access, vol. 11, pp. 30529-30545, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3258544.

     

     

  • KELLE CRISTINA FORTUNATO DA COSTA
  • METODOLOGIA UTILIZANDO MINERAÇÃO DE TEXTO PARA ROTULAÇÃO DE GRANDES VOLUMES DE DADOS BIOMÉDICOS BASEADO EM APRENDIZADO NÃO SUPERVISIONADO.

  • Data: 22/05/2023
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  • O aumento do volume da literatura relacionada às ciências biológicas e da saúde é um desafio para pesquisadores e biocuradores, até mesmo consultas em bases de dados especializadas em literatura biomédica, como PubMed (resumos/citações científicas e médicas) e PubMed Central (artigos de periódicos em texto completo) apresentam um grande volume de itens recuperados que tende a dificultar a localização das informações relevantes sobre entidades biológicas. A seleção dos documentos, também conhecida como triagem, é a primeira e uma das mais importantes etapas do processo de biocuradoria, portanto, desenvolver métodos de extração automatizada de informações para apoiar a construção de bancos de dados lógicos e descobrir novos conhecimentos de coleções de periódicos online é, não só um desafio, mas uma necessidade, e a adoção de técnicas de mineração de texto são alternativas viáveis, pois podem agilizar e otimizar a triagem dos documentos, bem como, auxiliar em diferentes etapas do fluxo de trabalho padrão de biocuradoria. Neste cenário, esta proposta de tese apresenta uma metodologia que adota uma abordagem de mineração de texto baseada em aprendizado não supervisionado, para classificar a relevância de artigos científicos em contextos biomédicos específicos e gerar conjuntos de treinamento precisos o suficiente para maximizar a eficiência de classificadores supervisionados. Como forma de mostrar a efetividade da proposta, o contexto de genes de resistência a antimicrobianos é empregado como estudo de caso.

  • SÉRGIO TEIXEIRA CORRÊA FILHO
  • CLASSIFICAÇÃO DE ARRITMIAS CARDÍACAS ATRAVÉS DE UMA ESTRUTURA COMPETITIVA DE REDES NEURAIS CONVOLUCIONAIS AUTOASSOCIATIVAS

  • Data: 11/05/2023
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  • Este trabalho tem como objetivo apresentar a proposta de um sistema para classificação de arritmias cardíacas baseado em uma estrutura competitiva de Redes Neurais Convolucionais Autoassociativas. Três redes neurais foram treinadas para reconstruir sinais de Eletrocardiograma (ECG) para casos de pacientes com batimento supraventricular, ventricular e normal. Após o treinamento, as redes foram alocadas em uma estrutura paralela competitiva para classificação de arritmias. O banco de dados público de arritmia MIT-BIH de sinais ECG foi utilizado para o treinamento e testes das redes, sendo que para cada sinal ECG, de cada paciente, foram extraídos os complexos QRS dos batimentos cardíacos, que foram as características utilizadas como entrada para o sistema, sendo que estes sinais, que se encontravam em formato de sinais temporais (1D), foram transformados para imagens digitais (2D) com o objetivo de utilizar a capacidade das redes neurais convolucionais para reconhecimento de padrões e extração de características em imagens. Para desenvolvimento e análise de desempenho da estrutura proposta foram usados dois paradigmas que veem sendo utilizados em trabalhos já apresentados na literatura: paradigma interpaciente e paradigma intrapaciente. Uma análise comparativa com resultados de sistemas de classificação de arritmia já apresentados na literatura mostra que o sistema proposto apresenta resultados próximos ou em alguns casos superiores aos já obtidos, mostrando assim a aplicabilidade da estrutura proposta para o problema.


     

  • FABIO ROCHA DE ARAUJO
  • DYNAMIC UAV-ENABLED MOBILE EDGE COMPUTING SERVICE MIGRATION FOR BEYOND 5G NETWORKS

  • Data: 09/05/2023
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  • The sixth-generation (6G) technology of mobile networks will establish new standards to fulfill unreachable performance requirements by fifth-generation (5G) mobile networks. This is due to the high requirements for a more intelligent network, ultra-lower latency, extreme network communication speed, and supporting a massive number of connected applications. In this context, Mobile Edge Computing (MEC) and service migration strategies have shown promising results in improving the user experience, meeting requirements of beyond 5G networks (B5G), and optimizing infrastructure resources. In addition, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are a promising solution to provide cloud and edge services in collaboration with MEC scenarios. However, most strategies have ignored resources available on users' devices and contextual information. Motivated by the use of massive-extended reality (XR) and virtual reality (VR) applications in B5G networks, this thesis proposal presents a video service migration strategy based on contextual information and evaluates the influence of user mobility on migration strategies, called Dynamic Video Service Migration (DVSM). Simulation results highlight $74\%$ higher performance of the DVSM compared to state-of-the-art algorithms and a performance equivalent to the optimal solution when the collection and analysis of context information (remaining device's energy, user's location, network conditions, etc) are carried out correctly.

  • FELIPE ROCHA DE ARAUJO
  • TRANSPORTATION MODE CHARACTERIZATION AND CLASSIFICATION APPROACH CENTERED ON INFORMATION THEORY QUANTIFIERS

  • Data: 02/05/2023
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  • The uncontrolled growth caused by migration and the increasing world population demand solutions to improve the infrastructure of cities. The academic and industrial communities are investing in solutions centered on human mobility to improve the life quality of humans. In this context, location-aware services provide valuable information for capturing human mobility patterns. Exploring the dynamics of mobility time series leads to better solutions by understanding the underlying data-generating process and identifying different patterns. Strategies based on Information Theory quantifiers associated with Ordinal Pattern (OP) methods, like Complex-Entropy Causality Plane (CECP) and Fisher-Shannon Causality Plane (FSCP),  have reached relevant advancements in distinguishing different time series dynamics. Therefore, they are promising tools to explain those complex behaviors to improve human mobility-based services. Based on that, this thesis presents an approach to characterize and classify transportation modes through the Information Theory quantifiers computed over their speed time series. This approach presents high-quality data preprocessing to ensure reliability and validity. We characterize each transportation by examining its mobility aspect changes over time and comparing its statistical properties to noises mapped onto the causal planes. Finally, we build and evaluate robust Machine Learning classifiers centered on Information Theory quantifiers computed over the time series. Evaluation results show the potential of our study, allowing us to identify motorized and non-motorized means of transportation regimes, estimate transportation switching based on causal plane mappings, and efficiently classify transportation categories through machine learning models.

  • WELDON CARLOS ELIAS TEIXEIRA
  • MULTIAGENTES INTELIGENTES PARA REDUZIR ALARMES FALSOS EM SISTEMAS DE MONITORAMENTO DE TURBINAS EÓLICAS


  • Data: 28/04/2023
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  • Este estudo propõe um método para melhorar a capacidade de um sistema multiagente (SMA) orientado a dados para realizar monitoramento de condições de funcionamento e detecção de falhas em processos industriais. E assim, uma estratégia de cooperação entre os agentes de software é proposta para mitigar alarmes falsos gerados na detecção de falhas, porque vários agentes trabalhando em cooperação têm desempenho melhor do que agentes agindo individualmente. Poucos passos transformam esse método em um procedimento valioso para melhorar a certeza diagnóstica. Primeiro, uma análise de modo de falha e efeitos é realizada para selecionar sinais de monitoramento físico do processo industrial que permitem que os agentes colaborem por meio de sinais compartilhados. Em seguida, vários modelos de redes neurais artificiais (RNA) são gerados com base no comportamento normal das condições de operação de vários subsistemas industriais equipados com sensores de monitoramento diferentes. A partir daí, os agentes usam os modelos de comportamento esperado baseados em RNA para evitar alarmes falsos, monitorando continuamente as amostras de medição de sinais físicos que se desviam do comportamento normal. Finalmente, este método é aplicado para monitorar uma turbina eólica. O sistema e os testes usam dados reais de um parque eólico na Espanha. Os resultados mostram que a colaboração entre os agentes facilita a detecção efetiva de falhas e pode reduzir significativamente os alarmes falsos, indicando um notável avanço na estratégia de manutenção e monitoramento industrial.

  • ANDRE MELO DE MORAIS
  • MODELAGEM ELETRODINÂMICA DE PARA-RAIOS INSTALADOS EM PARALELO ATRAVÉS DO MÉTODO FDTD: ESTUDO DAS INTERAÇÕES DE CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS TRANSITÓRIOS E INFLUÊNCIAS NAS TENSÕES INDUZIDAS

     

  • Data: 28/04/2023
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  • Nesta Tese é proposto um novo método de mitigação para reduzir a tensão induzida sobre isoladores, sob condição de transitórios de origem atmosférica, baseado na instalação de para-raios de baixa tensão alinhados paralelamente ao isolador. O método tridimensional de diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) é aplicado para modelar numericamente uma estrutura real de ensaios de tensão residual de para-raios. A aplicação de um impulso de corrente, típico de descargas atmosféricas, é considerado no modelo numérico. São avaliados cenários com um ou dois para-raios instalados por fase, em três configurações geométricas e paramétricas diferentes para instalação de para-raios de distribuição. Em adição à divisão de corrente de Kirchhoff, que reduz tanto a energia absorvida quanto o estresse térmico, conforme demonstrado também nos ensaios realizados no Laboratório de Alta e Extra Alta Tensão da Universidade Federal do Pará, os resultados numéricos associados à instalação de dois para-raios alinhados paralelamente ao isolador mostram que a interação entre os campos magnéticos gerados pelas correntes conduzidas pelos para-raios pode produzir uma forte redução adicional na tensão induzida por descargas atmosféricas sobre o isolador, conforme apresentado neste trabalho. Condições para a máxima redução da tensão induzida também são identificadas. Uma breve análise de custo-efetividade também é fornecida.

  • RODRIGO DIAS ALFAIA
  • GERENCIAMENTO DE RECURSOS EM REDES MÓVEIS ASSISTIDAS POR UAV-BS: USO DE MACHINE LEARNING PARA PREVISÃO DE ESTAÇÕES BASE SOBRECARREGADAS COM BASE NO FLUXO TEMPORAL E ESPACIAL DE USUÁRIOS

  • Data: 28/04/2023
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  • O crescimento acelerado do tráfego de dados em decorrência das exigências dos serviços e aplicações que estão surgindo traz novos desafios para a rede sem fio. A fim de oferecer opções que consigam atender essa demanda, o Unmanned Aerial Vehicles (UAV) pode ser uma solução para dar suporte à rede móvel em situação de congestionamento, especialmente para auxiliar em cenários que a região esteja com altos picos de tráfego causados pelo fluxo temporal e espacial de usuários. Este artigo propõe um sistema inteligente baseado em machine learning utilizando UAV-base stations (UAV-BSs) para dar suporte temporário à rede móvel em regiões sofrendo com efeito de sobrecarga gerada pela alta densidade de usuários. O sistema considera duas etapas importantes, a Load Prediction Algorithm (LPA) e a UAV-BSs Clustering and Positioning Algorithm (UCPA). Na LPA, o histórico de carga gerada pela rede móvel é utilizado para prever as estações base (eNodeBs) que estão sobrecarregadas. Na UCPA é realizado o planejamento no qual é calculado a quantidade de UAV-BSs necessária, que é baseado em duas estratégias: naive e otimizada, além de calcular o posicionamento ideal para cada dispositivo que for solicitado a dar suporte para as eNodeBs sobrecarregadas. Para a previsão, utilizamos dois modelos, Generalized Regression Neural Network (GRNN) e o Random Forest (RF). Os resultados mostraram que ambos os modelos conseguiram prever com precisão. Destaca-se que o Random Forest foi melhor, com acurácia acima de 85% no geral. Os resultados mostraram que o sistema inteligente reduziu consideravelmente a sobrecarga das eNodeBs afetadas, melhorando a qualidade de serviço (QoS) e reduzindo a probabilidade de bloqueio dos usuários, além de definir um planejamento preventivo dos UAV-BSs, o que auxilia o escalonamento e a eficiência energética.

  • THAIS PASCOAL DE OLIVEIRA ANDERE
  • ATENUAÇÃO DE OSCILAÇÕES MAGNETOHIDRODINÂMICAS EM CUBA DE REDUÇÃO DE ALUMÍNIO USANDO ESTRUTURAS PERIÓDICAS

  • Data: 27/04/2023
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  • A instabilidade magnetohidrodinâmica (MHD) em uma cuba de redução de alumínio surge da interação entre um fluido eletricamente condutor e campo magnético gerado por correntes elevadas que percorrem os barramentos do circuito de alimentação da cuba. Tal fenômeno gera oscilações neste fluido, comprometendo a eficiência do processo de redução do alumínio. As cubas de redução consistem, em sua configuração usual, em um recipiente com paredes planas que acomodam o líquido. Neste trabalho, é proposta uma nova geometria para a parede da cuba baseada em estruturas periódicas, com o objetivo de mitigar tais oscilações. A análise das oscilações do fluido é feita com um software desenvolvido neste trabalho para simular numericamente o processo em duas dimensões. A formulação numérica empregada é baseada no método de diferenças finitas no domínio do tempo para resolver as equações de Navier-Stokes (N-S) através do método de projeções de Chorin. O volume e a superfície do fluido são mapeados usando o método MAC. O líquido é tratado como incompressível e viscoso, além de ser eletricamente condutor. As acelerações causadas pelo campo magnético e as correntes elétricas são acopladas a N-S pelo cálculo da Força de Lorentz.Os resultados são analisados e comparados através da diferença entre a variação da altura do fluido condutor em dois cenários: com paredes planas e com estruturas periódicas aplicadas nas paredes da cuba.


  • ADILSON DE ALMEIDA NETO
  • Desenvolvimento de uma Biblioteca para Geração Automática de Casos de Teste com Algoritmos Genéticos

  • Data: 20/04/2023
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  • Neste trabalho uma biblioteca é desenvolvida com o proposito de gerar casos de teste automaticamente na linguagem de programação Python, os testes são gerados utilizando um algoritmo genético com um operador de mutação desenvolvido de forma ad-hoc baseado na interação social. O Algoritmo é aplicado ao problema de geração de dados para testes com sucesso, mostrando resultados razoáveis quando comparado ao estado da arte, mostrando ser um possível caminho a ser explorado na solução deste tipo de problema.

  • CAIO HENRIQUE ESQUINA LIMÃO
  • DETECÇÃO DE EROSÃO EM TALUDES BASEADA EM DEEP LEARNING

  • Data: 31/03/2023
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  • As recentes catástrofes desencadeadas pelo rompimento das barragens de Fundão e Córrego do Feijão causaram cerca de 300 mortes e inúmeros danos socioambientais irreparáveis. Visto que a utilização de sistemas de monitoramento mais precisos e a realização adequada de manutenções preventivas e corretivas permitiriam identificar, e até amenizar, os danos causados à sociedade, pode-se constatar que há necessidade de maior investimento e incentivo à criação de soluções de Monitoramento da Integridade Estrutural (SHM) capazes de diagnosticar ocorrências que comprometem as principais estruturas civis, como pontes, barragens e taludes. As técnicas de Inteligência Artificial (IA) de alto desempenho tem sido capazes de resolver estes problemas de análise estrutural e apresentado resultados superiores às soluções anteriores, sua utilização têm aumentado drasticamente nos mais diversos cenários de (SHM). Quando se trata de soluções de análise e classificação de imagens, a Rede Neural Convolucional (CNN) é o tipo de rede neural que apresenta os melhores resultados. Logo, esta dissertação irá descrever o processo de desenvolvimento de uma CNN com três camadas de convolução que combina a utilização das tecnologias mais consolidadas no atual cenário de visão computacional, tais como o otimizador Adam e a normalização em lotes, com a função de ativação e os hiperparâmetros mais apropriados para o seu propósito, que é identificar danos estruturais aparentes em taludes. A CNN proposta foi treinada com uma base de dados montada especificamente para esta dissertação, sendo composta por imagens de relatórios públicos de obras do governo brasileiro, portifólios de empresas que trabalham com construção e manutenção de taludes e reportagens sobre deslizamentos e/ou catástrofes. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, apresentando uma acurácia de 96,67% e provando que esta solução é capaz de identificar de maneira precisa e aprimorada os indicadores de instabilidade apresentados pelos taludes analisados, permitindo um planejamento mais adequado das manutenções para cada caso, na prevenção de possíveis desastres, gestão mais eficiente da mão de obra, redução de custos, maior segurança e saúde estrutural para garantir sua integridade a longo prazo.

  • TARCISIO CARLOS FARIAS PINHEIRO
  • Stochastic Model Predictive Control Using Laguerre Function with Minimum Variance Kalman Filter Estimation

  • Data: 31/03/2023
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  • This work proposes a stochastic model predictive control using the Laguerre function with optimal Kalman filter state estimation. The controller design uses an ARMAX state-space model, incorporating moving average into the stochastic formulation by a state disturbance matrix in innovation form, which calculates a stochastic term introduced in the control law. The optimal Kalman filter gain design copes with the minimum variance case, where the Kalman filter weighting matrices are tuned based on the state disturbance matrix and the covariance of estimated states of an ARMAX model. Furthermore, it shows that the proposed strategy also can be applied in the classic MPC design.

    Hildreth’s Quadratic Programming is the method used to solve the constrained optimization problem in a stochastic scenario. This method is used together with the Laguerre function, simplifying finding the optimal problem in constrained cases. Moreover, the Laguerre function improves the control horizon prediction, reducing the output variance, and preserving a better trade-off between the control effort and closed-loop performance. It is because of its orthogonal property, making it a universal approximator that results in a parsimonious representation of the control trajectory.

    This work uses a highly oscillatory mechanical system, a robot joint, and a Hydropower MIMO system as numerical examples to demonstrate the proposed method’s efficiency. Furthermore, two experimental tests are introduced with two different plants that confirm these results: a circuit representing an under-damped coupled multivariable system with two inputs and two outputs and a Twin Rotor MIMO system, comparing the proposed strategy’s effects to the Laguerre deterministic MPC approach, classic MPC, and classic MPC using the ARMAX model with minimum variance Kalman filter estimation.

  • THAISSE DIAS PAES
  • A COMPARISON OF DIMENSIONALITY REDUCTION AND BLIND SOURCE SEPARATION TECHNIQUES FOR VIDEO-BASED MODAL IDENTIFICATION

  • Data: 29/03/2023
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  • Compreender as propriedades dinâmicas de uma estrutura ou de um sistema é indispensável para um estudo confiável do comportamento estrutural. Nos últimos anos, análise modal operacional tem sido usada efetivamente como um método chave para identificação de dinâmica estrutural baseada em vídeo. Dentre várias abordagens diferentes, aquelas baseadas na estratégia de separação cega de fontes têm recebido maior atenção para a identificação das características estruturais. A separação cega de fonte aborda o problema de separar ou extrair as formas de onda da fonte original de uma matriz de sensores. Embora a literatura aborde diversas técnicas para realizar a separação de fontes, apenas uma delas (denominada complexity pursuit) é frequentemente empregada para soluções baseadas em vídeo. Este trabalho visa explorar outros algoritmos de separação cega de fontes para realizar análise modal baseada em vídeo. Para isto, um conjunto de métodos de separação cega de fonte é combinado com diferentes técnicas de redução de dimensionalidade a fim de realizar a análise da dinâmica estrutural de alta resolução de campo completo a partir de vídeo. Especificamente, duas técnicas de redução de dimensionalidade são usadas para compressão de vídeo junto com seis algoritmos de separação de fontes, resultando em doze estruturas diferentes, testadas sobre uma estrutura de viga em balanço de laboratório e um modelo em escala de bancada de uma estrutura de edifício de três andares. Esta questão é testada aqui para fornecer uma gama de alternativas para a avaliação da dinâmica estrutural baseada em vídeo. Para algoritmos específicos, os resultados indicam que tanto as técnicas de redução de dimensionalidade quanto os métodos de separação cega de fontes desempenham um papel importante no desempenho da estimativa de modo.

  • RODRIGO GOMES DUTRA
  • DEEP LEARNING SOFTWARE-BASED HOLDOVER FOR PTP IEEE 1588 SYNCHRONIZATION IN 5G NETWORKS

  • Data: 28/03/2023
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  • DEEP LEARNING SOFTWARE-BASED HOLDOVER FOR PTP IEEE 1588 SYNCHRONIZATION IN 5G NETWORKS

  • WELISSON LOHAN AVIZ DA COSTA
  • ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICA DO ILHAMENTO INTENCIONAL EM UMA PLANTA INDUSTRIAL COM COGERAÇÃO DISTRIBUÍDA: UM ESTUDO DE CASO REAL

  • Data: 24/03/2023
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  • ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICA DO ILHAMENTO INTENCIONAL EM UMA PLANTA INDUSTRIAL COM COGERAÇÃO DISTRIBUÍDA: UM ESTUDO DE CASO REAL

  • MATHEUS MORAES DE BRITO
  • Personalized Route Selection Methods in a Urban Computing Scenario

  • Data: 22/03/2023
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  • With population growth in urban areas, the more extensive city infrastructure faces several problems affecting the population's health and quality of life. Urban mobility changes became intense since the worldwide technological revolution brought many tools and methods to prevent harmful tendencies regarding urban transportation. In this context, Internet of Things (IoT) solutions perform a ubiquitous way of sensing the population mobility and the local mobility context as criminality, accidents, and air quality near the road infrastructure, complementing the city mobility. Likewise, Location-based Social Networks (LBSN) dispose of users' geolocated data, allowing the identification of mobility patterns, traffic flows, and alternative modal transport recommendations. In this matter, novel mobility solutions must attend city issues regarding public transportation, criminality, traffic influencing factors, and air quality compromising. Also, route selection methods must consider comfort features, making more pleasant urban trips. This master's dissertation proposes and evaluates two pollution-aware route selection approaches, a multi-modal hybrid routes method and a multi-criteria personalized route selection method, for urban citizens' mobility flow improvement. The hybrid multi-modal solution surpasses the single-modal, offering less expensive and less polluted trip options. The multi-criteria solution personalized profiles outperform the single-criterion choice in the same context considering all calculated route possibilities. 

  • ARTHUR CORREA DA FONSECA
  • QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA DE UMA NANORREDE DE DISTRIBUIÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA SOB DIFERENTES CONDIÇÕES OPERACIONAIS

  • Data: 17/03/2023
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  • Este trabalho apresenta um estudo experimental da qualidade da energia elétrica em uma Nanorrede de Distribuição em Corrente Contínua (NDCC) implantada na área de testes do prédio do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federal do Pará (UFPA), campus Guamá, cidade de Belém-Pará. Os eventos de qualidade de energia são identificados por meio de ensaios realizados na NDCC e classificados com base na recomendação do IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) – Recommendation Practice for Monitoring Electric Power Quality - Std 1159, de 2019. Apresentam-se as características da NDCC e os bancos de cargas submetidos aos ensaios, utilizando cargas comerciais disponíveis no mercado, bem como a instrumentação utilizada para medições e aquisições de dados elétricos e ambientais. Entre os eventos de qualidade da energia elétrica identificados, avaliam-se as variações de longa duração, eventos transitórios durante o acionamento de conversores c.c.-c.c., elevações e afundamentos de tensão com o acionamento e saída de cargas e ripple de tensão ao longo da NDDC. Como estudo de caso adicional, avaliam-se ainda eventos de interrupção em uma NDCC localizada em Ilha das Onças, no município de Barcarena. Assim, diante dos ensaios e medições realizados, evidenciam-se eventos presentes na NDCC suprida por geradores fotovoltaicos e bancos de baterias dispersos, destacando-se a influência desses eventos em diferentes cargas conectadas ao longo da rede de distribuição e para diferentes condições operacionais.

  • ARTUR ANDRADE MACHADO
  • DESENVOLVIMENTO DE CONTROLES FUZZY ADAPTATIVOS EM TEMPO REAL PARA OTIMIZAÇÃO DO CANAL LORA UTILIZANDO 915 MHZ EM SITUAÇÕES DE MOBILIDADE

  • Data: 17/03/2023
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  • Com o cenário crescente da Internet das Coisas (IoT) e o contexto das redes de área ampla de baixa potência (LPWAN), a tecnologia LoRa se destaca como uma das mais utilizadas para construir redes de comunicação voltadas a aplicações IoT. Essa tecnologia de comunicação utiliza espectro de rádio aberto para transmitir dados entre dispositivos. No entanto, a tecnologia LoRa apresenta um desafio na sua camada física ou no seu protocolo LoRaWAN, pois não há uma ferramenta oficial que lide com a estabilidade da comunicação em situações de mobilidade. Para abordar essa questão, a presente pesquisa tem como objetivo desenvolver controles adaptativos em tempo real baseados em lógica Fuzzy para a otimização do canal LoRa em situações de mobilidade. O objetivo é manter a comunicação entre dispositivos e, possivelmente, diminuir o tempo de resposta e de modo eficientemente enérgico por gestão contínua de atributos do canal LoRa. A pesquisa utiliza métricas de qualidade de sinal sem fio, como a razão sinalruído (SNR) e o indicador de intensidade do sinal recebido (RSSI), juntamente com os fatores de espalhamentos (7, 9 e 11) como entradas do controle Fuzzy. A partir dessas entradas, três controles Fuzzy foram desenvolvidos e testados de forma experimental em um cenário alvo na UFPA. Os resultados obtidos por meio da coleta de dados em campo demonstram como a tecnologia LoRa pode se beneficiar de ferramentas de inteligência computacional para a otimização de seus recursos, aumento da confiabilidade e, principalmente, para situações de mobilidade.

  • CAMILA NOVAES SILVA
  • SYNCHRONIZATION ALGORITHMS FOR TDD FRONTHAUL IN PTP-UNAWARE NETWORKS

  • Data: 17/03/2023
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  • SYNCHRONIZATION ALGORITHMS FOR TDD FRONTHAUL IN PTP-UNAWARE NETWORKS

  • JOEL ALISON RIBEIRO CARVALHO
  • PROPOSIÇÃO DE HARDWARE E SOFTWARE PARA TRANSMISSÃO DE DADOS VIA LORA E GSM: ESTUDO DE CASO NO SMART CAMPUS DA UFPA

  • Data: 16/03/2023
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  • A sociedade vem passando por grandes transformações na era da indústria 4.0, e o crescimento da internet das coisas tem se acentuado, sobretudo em cidades, dando origem as smart cities e em campus universitários (os smart campus). Neste trabalho é foi desenvolvida uma arquitetura de transmissão de dados para o smart Campus da UFPA que foram combinados diferentes protocolos e tecnologias de comunicação para atender os diferentes requisitos das aplicações IoT encontradas no Campus. Foram utilizadas as tecnologias: LoRa, GSM/GPRS, MODBUS e a plataforma middleware de desenvolvimento Dojot. Os resultados foram satisfatórios, uma vez que os dados puderam ser observados na Dojot.

  • FELIPE HENRIQUE BASTOS E BASTOS
  • A MODULAR FRAMEWORK FOR AI/ML IN DIGITAL WORLDS APPLIED TO B5G V2X NETWORKS

  • Data: 10/03/2023
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  • A MODULAR FRAMEWORK FOR AI/ML IN DIGITAL WORLDS APPLIED TO B5G V2X NETWORKS

  • LEILIANE BORGES CUNHA
  • CONTROLE DE VARIÂNCIA MÍNIMA GENERALIZADO ROBUSTO PARAMÉTRICO

  • Data: 10/03/2023
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  • Este trabalho apresenta uma investigação direcionada à análise e projeto de Controle de Variância Mínima Generalizado (GMV) com Controle Robusto Paramétrico aplicados à plantas com parâmetros intervalares. A estrutura de controle proposta, além de utilizar o controlador GMV, utiliza a augmentação estocástica, que acrescenta propriedades estocásticas a controladores determinísticos, fornecendo maior grau de robustez no rastreamento de referência e a capacidade de tratar adequadamente os ruídos. O Projeto apresentado neste trabalho usa o GMV baseado no controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo) analógico, que, através de uma “máscara analógica digital”, transfere suas características de sintonia e desempenho robusto ao GMV, e na forma padrão RST. Para isso, usa-se a técnica de alocação robusta de polos, integradas à solução de técnicas de programação linear, para calcular os parâmetros do controlador. A análise de estabilidade e desempenho robusto do sistema é feita considerando fatores como perturbação de carga, atraso de transporte e dinâmica de fase não-mínima. Com isso, o controlador de Variância Mínima Generalizado Robusto Paramétrico (PRGMV) é estudado para reduzir a variabilidade na dinâmica e aumentar a robustez na operação de sistemas para várias condições de operação, considerando os fatores citados. São realizadas comparações desta técnica proposta com controladores clássicos, como PID, GMV e LQG, para avaliar os resultados obtidos e validar as vantagens do uso da técnica proposta. Os resultados e as comparações são realizados em ambiente de simulação usando o software MATLAB.

  • AMANDA DE FREITAS ROMEIRO
  • SENSORES DE MULTI-RESSONÂNCIAS PLASMÔNICAS BASEADOS EM FIBRAS PCF TIPO D

  • Data: 28/02/2023
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  • Com o objetivo de monitorar o índice de refração e possibilitar a determinação das características de dispersão do meio investigado, esta dissertação apresenta um esquema de excitação para múltiplas ressonâncias plasmônicas ao longo do espectro óptico. Uma fibra de cristal fotônico tipo D com uma face plana parcialmente revestida por várias camadas metálicas, incluindo metamateriais, compõe o arranjo de detecção. O método dos elementos finitos é usado para mostrar como adaptar ressonâncias de plasmon em vários comprimentos de onda, tornando possível detectar vários parâmetros direta e facilmente com pouco cross-talk, como o índice de refração médio e a dispersão óptica de primeira ordem. O principal objetivo dessa configuração de detecção é encontrar um meio-termo entre a miniaturização e o baixo acoplamento entre os muitos modos plasmônicos localizados em nanoestruturas metálicas próximas. Além disso, determinar a dispersão óptica de um meio em uma ampla faixa espectral oferecendo, dessa forma, dados sobre a concentração dos constituintes do meio, o que é vital para o monitoramento em tempo real de meios como soluções aquosas e/ou fluidos.

  • AMANDA EVANGELISTA DA SILVA
  • ANÁLISE DE RESSONÂNCIAS ELETROMAGNÉTICAS EM DISCOS DE GRAFENO MAGNETIZADOS NA FAIXA DE TERAHERTZ

  • Data: 27/02/2023
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  • Desde seu isolamento em 2004, o grafeno tem se mostrado um material promissor, pois permite forte interação de portadores de carga com radiação terahertz (THz). Esta extensa interação com a luz se deve à excitação de polaritons de plasmon de superfície (SPPs) proporcionando assim diversas aplicações nas áreas de fotônica THz. Na presença de um campo magnético externo, a ressonância de cíclotron domina nos espectros THz. Neste trabalho analisamos vários modos de ressonância (dipolo, quadrupolo, hexapolo e os modos com simetria azimutal) que podem existir no disco de grafeno em um arranjo com células unitárias quadradas periódicas. Calculamos as ressonâncias com magnetização por campo magnético externo DC variando até 3T e as comparamos com o caso da mesma estrutura sem magnetização onde observou-se que a presença do campo magnético resulta no desdobramento de alguns modos ressonantes. As características ressonantes são obtidas numericamente usando o software COMSOL Multiphysics em dois estudos distintos e complementares: o regime de cálculo de autofrequência referente aos modos naturais de ressonância e o de excitação por onda plana (plane wave) com incidência normal. As condições de contorno Floquet nos quatro lados das células unitárias são usadas para simular a estrutura periódica no plano do grafeno. O lado da célula unitária (ou seja, o período da matriz) usado no cálculo numérico é A = 9µm, o raio do disco de grafeno é D = 3 µm. O problema da excitação de alguns modos por incidência de onda plana é discutido do ponto de vista da simetria circular que, para gerar os picos de ressonância neste regime, precisou ser quebrada através de um corte sutil no formato de fenda retangular de tamanho = nm por = 550nm partindo axialmente da borda. O disco é modelado como elemento bidimensional, e isso fornece uma boa aproximação da espessura atômica de uma única camada desse material. A condutividade é modelada pelo modelo semi-clássico de Drude. A discussão das propriedades do ressonador é cumprida em termos de correntes no grafeno e campos eletromagnéticos fora do grafeno. As aplicações potenciais dos resultados obtidos são rotadores Faraday e Kerr, filtros controláveis e absorvedores para circuitos fotônicos THz.

  • JULIO ANTONIO SALHEB DO NASCIMENTO
  • "MODELO NUMÉRICO DE STREAMERS DE PRÉ-RUPTURA DE DESCARGAS ELÉTRICAS BASEADO NO MÉTODO DAS DIFERENÇAS FINITAS NO DOMÍNIO DO TEMPO (FDTD) E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS"

  • Data: 24/02/2023
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  • Um modelo numérico baseado no método Finite-diference Time-domain (FDTD) para calcular correntes de descargas produzidas através da ionização do ar é desenvolvido utlizando uma abordagem não linear da condutividade elétrica do canal ionizado entre dois eletrodos (ponta-plano). A condutividade, como função do campo elétrico local, é modelada por  equações específicas, adaptadas e propostas neste trabalho, para cada fase do processo de formação do plasma. O modelo numérico proposto é validado realizando a comparação entre os resultados numéricos obtidos e dados experimentais publicados na literatura. Para realizar a validação, o setup experimental da literatura é reproduzido numericamente através do método FDTD. Ensaios laboratoriais visando estudar o comportamento e características da descarga corona positiva utilizando um dispositivo de descarga tipo ponto-plano são realizados. Os resultados dos nossos ensaios são validados com base em trabalhos experimentais da literatura. Finalmente, são realizados ensaios complementares para diversos valores de tensão e distâncias de gap (diferentes dos existentes nos artigos de referência).

     

    Artigos publicados:

    [1] DE OLIVEIRA, RODRIGO M. S.; NASCIMENTO, J. A. S. ; FUJIYOSHI, D. M. ; LIMA, T. S. ; SENA, A. J. C. . A Finite-Difference Time-Domain Formulation for Modeling Air Ionization Breakdown Streamers. JOURNAL OF MICROWAVES, OPTOELECTRONICS AND ELECTROMAGNETIC APPLICATIONS, v. 21, p. 427-444, 2022.

    https://www.scielo.br/j/jmoea/a/8mTWdBvrtLxLR4sT3yPqpcL/?format=pdf&lang=en

    [2] SENA, A. J. C. ; DE OLIVEIRA, RODRIGO M. S. ; NASCIMENTO, J. A. S. . Frequency Resolved Partial Discharges Based on Spectral Pulse Counting. Energies, v. 14, p. 1-36, 2021.

    https://doi.org/10.3390/en14216864

  • CAIO MATEUS MACHADO CARDOSO
  • REDES NEURAIS APLICADAS À MODELAGEM DE CANAIS DE COMUNICAÇÃO UTILIZANDO VANTS E DISPOSITIVOS IOT

  • Data: 08/02/2023
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  • Com a ocorrência do leilão da quinta geração (5G), realizado pela Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL), as operadoras começaram a implatação da tecnologia em solo brasileiro e espera-se que os dispositivos inteligentes se tornem mais conectados promovendo o avanço e aprimoramento da internet of things (IoT). Contundo, a tecnologia Narrowband-IoT (NB-IoT), utilizada pelo 5G para aplicações IoT ainda não é suficente para atender todos os requisitos dos usuários, tendo isso em vista, a tecnologia LoRa surge como auxiliar para atender os requisitos dos usuários. Adicionalmente, cresce a necessidade para combater as mudanças climáticas geradas pelo aquecimento global, isto provoca um aumento no número de áreas arborizados ao redor do mundo. Diante deste cenário, este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento do sinal LoRa em um ambiente suburbano e densamente arborizado. Para isto, são realizadas campanhas de medições na Universidade Federal do Pará (UFPA) e a partir dos dados coletado é proposto um modelo de rede neural capaz de reproduzir esse comportamento. O modelo proposto é comparado à modelos de linha de base e demonstra ser superior nos cenários de downlink e uplink com erro RMSE mínimo de 1,6623 dB para o primeiro e 1,3891 dB para o segundo.

  • JORGE HENRIQUE COSTA ANGELIM
  • ESTIMAÇÃO PROBABILÍSTICA DOS EFEITOS DA RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS DE LONGO ALCANCE EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

  • Data: 31/01/2023
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  • ESTIMAÇÃO PROBABILÍSTICA DOS EFEITOS DA RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS DE LONGO ALCANCE EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

  • ELITON SMITH DOS SANTOS
  • USO DE TÉCNICAS DE OTIMIZAÇÃO METAHEURISTICAS APLICADAS AO DESPACHO ECONÔMICO E AMBIENTAL DE USINAS TERMOELÉTRICAS E FOTOVOLTAICAS

  • Data: 25/01/2023
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  • Artigo Produzido no Periódico Energies, Qualis A1 na CAPES 
    SANTOS, ELITON SMITH DOS ; NUNES, MARCUS VINÍCIUS ALVES ; NASCIMENTO, MANOEL HENRIQUE REIS ; LEITE, JANDECY CABRAL . Rational Application of Electric Power Production Optimization through Metaheuristics Algorithm. Energies, v. 15, p. 3253, 2022.

     

    Resumo

    O Despacho Econômico de Carga (ELD) é um processo do sistema elétrico de potência que visa o planejamento e as operações das Usinas Termelétricas (UTE), para atender à demanda com menor custo operacional. Por outro lado, o ELD tornou-se um problema obsoleto por considerar apenas o custo de combustível na geração de energia, desconsiderando parâmetros importantes como custos ambientais e de segurança da rede elétrica. A energia produzida pelas usinas termelétricas é considerada muito cara e poluente, ou seja, possui impactos negativos para a esfera ambiental e o cenário econômico. Considerando a pressão global para redução de emissões de poluentes na atmosfera e sustentabilidade ambiental, a incorporação da geração de Energias Renováveis (ER) ou Energias Verdes na rede elétrica é indispensável. A energia solar está se tornando uma parte importante do portfólio de geração de energia em muitas regiões devido à grande redução de seus custos e aos incentivos políticos que favorecem a geração de fontes de energia limpa e renováveis. Nesse sentido, a proposta da tese é apresentar um comparativo entre diversas técnicas metaheurísticas na otimização do DEA soluções, incluindo a geração de energia solar fotovoltaico e o desligamentos dos motores menos eficientes, bem como ajudar o especialista na tomada de decisão para o funcionamento da planta geradora. Foram utilizados as metaheurísticas baseados em métodos estocásticos como: Ant Lion Optmizer (ALO), Dragonfly Algorithm (DA) e Differential Evolution (DE). Na busca por melhores soluções, foi implementado um novo algoritmo que verifica de forma inteligente a potência dos motores da termoelétrica. Com base na potência demandada para o horário, é utilizado até 70% da capacidade da geração da usina fotovoltaica e o restante é atendido pela usina termelétrica. Assim, encontra-se a potência ideal para o número mínimo de motores suficientes para atender a demanda, reduzindo o nível de combustível e poluentes na atmosfera. As simulações foram geradas no ambiente do MATLAB, utilizando um modelo híbrido composto por seis (06) Unidades Geradoras (UG) e treze (13) Usinas Solares Fotovoltaicas (USF). Por esta razão, os resultados foram comparados com os resultados das simulações de Khan, que utilizaram PSO. Neste sentido, esta tese apresenta resultados comparativos dos métodos utilizados, dentre as técnicas utilizadas, o ED foi o método que apresentou os melhores resultados, garantindo uma redução no combustível fóssil em 3,02%, correspondendo a US$ 8,557.08 e uma redução de poluentes na atmosfera de 1.42%.

2022
Descrição
  • FABIO DE OLIVEIRA TORRES
  • Alocação otimizada de recursos de rádio em redes B5G/6G: Frameworks
    sustentáveis auxiliados por um ensemble de meta-heurísticas e uma hiper-heurística

  • Data: 19/12/2022
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  • A partir do momento em que as infraestruturas das redes de quinta
    geração de comunicação móvel (5G), passaram a se constituir como realidade comercial, a
    academia e o setor de telecomunicações dão início às conjecturas sobre o desenvolvimento de
    tecnologias que possam oferecer suporte à próxima geração, ou seja, às redes além do 5G (do
    inglês, Beyound 5G (B5G)) ou sexta geração (6G). Dentre os objetivos propostos para esses
    ambientes, podemos citar o oferecimento de um alto nível de qualidade de experiência aos
    usuários destas infraestruturas através da alocação eficiente e personalizada de recursos de rádio,
    tais como o espectro eletromagnético e as potências de transmissão. Ademais, essa tarefa deverá
    apresentar padrões elevados de eficiência energética. Entretanto, devido as atuais técnicas de
    alocação de recursos de rádio não considerarem caraterísticas intrínsecas dos cenários B5G/6G, há
    a necessidade do desenvolvimento de novas ferramentas que possam auxiliar na execução dessa
    tarefa. Outrossim, em razão dos cenários B5G/6G serem delineados como altamente dinâmicos,
    este fato dificulta a aplicação de soluções estáticas nesses ambientes. Por estes motivos, o uso de
    algoritmos que implementam técnicas de inteligência computacional, umas das áreas da
    inteligência artificial, no controle da distribuição dos recursos de rádio das redes B5G/6G torna-se
    plausível. Porém, com base no teorema "No Free Lunch", traduzido como "Sem almoço grátis", a
    aplicação de uma única heurística ou meta-heurística na busca por boas soluções, tende a
    apresentar bom desempenho somente para uma determinada classe de problemas. Dessa forma,
    apoiada no alto poder de processamento de dados previsto para ser empregado nas redes
    B5G/6G, a aplicação de um conjunto de algoritmos, trabalhando de maneira simultânea ou
    ordenadamente alternada, tornou-se uma boa opção. Nesse contexto, esta tese propõe dois
    novos frameworks dedicados a maximizar a vazão, os índices de eficiência energética e a
    qualidade de experiência oferecida aos usuários de cenários B5G/6G. Para alcançar estes
    objetivos, os frameworks realizam a distribuição de faixas do espectro eletromagnético aos
    dispositivos de comunicação de uma rede B5G/6G e alocam níveis de potência de transmissão que
    serão usados nas estações base. A diferença entre os frameworks se apresenta nos cenários de
    aplicação de cada um e pelas técnicas de inteligência computacional empregadas na tarefa de
    alocação de potências de transmissão, pois um faz uso de um ensemble de metaheurísticas e o
    outro de uma hiper-heurística. Essas duas técnicas, quando comparadas a outras também

  • MARCOS EDUARDO COELHO GARCIA
  • EQUAÇÕES SEMI-ANALÍTICAS PARA PROJETAR ANTENAS DIPOLO DE GRAFENO EM TERAHERTZ SOBRE SUBSTRATO DE VIDRO

  • Data: 15/12/2022
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  • Neste trabalho, é desenvolvida uma formulação semi-analítica para auxiliar no processo de projeto de antenas dipolos retangulares baseadas em grafeno com substratos de vidro. A formulação fornece diretamente o comprimento do dipolo necessário para obter ressonância em uma frequência desejada, uma vez que a largura da antena e o potencial químico das folhas de grafeno são conhecidos. Usando o método das Diferenças-Finitas no Domínio do Tempo (Finite-Difference Time-Domain: FDTD), foi realizado um grande número de simulações computacionais considerando várias combinações de dimensões de antena e valores de potencial químico, para obter os valores de referência. A formulação é baseada em: lei de escalonamento eletrostático, cálculo da constante de fase plasmônica, capacitância entre eletrodos metálicos e cálculo de suas auto-indutâncias. O método dos mínimos quadrados é aplicado para otimizar os coeficientes da formulação. Com os coeficientes otimizados, foram obtidos níveis de precisão muito satisfatórios. No intervalo de frequências entre 0,5 THz e 3,0 THz, o erro médio relativo absoluto é de 1,50%, com um erro relativo absoluto máximo de 6,77%.

    Publicação:

    GARCIA, M. E. C. ; DE OLIVEIRA, RODRIGO M. S. ; RODRIGUES, N. R. N. M. . Semi-analytical Equations for Designing Terahertz Graphene Dipole Antennas on Glass Substrate. Journal Of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications, v. 21, p. 11-34, 2022.

    http://dx.doi.org/10.1590/2179-10742022v21i11335

  • JOSÉ ALANO PERES DE ABREU
  • APLICAÇÕES DE ESTIMADORES DE ESTADOS ESTOCÁSTICOS AUXILIADOS COM REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NO RASTREAMENTO E MELHORIA DA PREDIÇÃO DO PONTO DE IMPACTO DE FOGUETES BALÍSTICOS

  • Data: 02/12/2022
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  • Uma das formas atuais de continuar a pesquisa espacial é lançar
    foguetes balísticos que transportam cargas úteis científicas. Para melhorar a precisão da evolução
    instantânea do impacto da carga útil na superfície da Terra, é necessário estimar as medidas
    indiretas da velocidade de um veículo espacial com mais eficiência. Nesta tese propõe-se uma
    abordagem mais ampla para determinar a predição do ponto de impacto de cargas úteis de
    foguetes balísticos. Esta abordagem combina algoritmos de rastreamento baseados em
    estimadores estocásticos auxiliados por modelos de redes neurais artificiais (RNA) para predizer a
    trajetória do foguete e consequentemente a previsão do seu ponto de impacto. Inicialmente,
    quatro estimadores estocásticos existentes na literatura foram implementados como algoritmos
    de rastreamento, a saber, um filtro de Kalman recursivo (FKR), um filtro de Kalman estendido
    (FKE), um filtro de Kalman unscented (FKU) e um filtro de partículas (FP). Em seguida, estes
    estimadores foram comparados com quatro novos estimadores estocásticos, propostos. Estes
    incluem um filtro de Kalman recursivo auxiliado por uma RNA (FKRN), um filtro de Kalman
    estendido auxiliado por uma RNA (FKEN), um filtro de Kalman unscented auxiliado por uma RNA
    (FKUN) e um filtro de partículas auxiliado por uma RNA (FPN). Finalmente, este estudo mostra que
    os resultados obtidos por meio dos algoritmos de rastreamento propostos FKRN, FKEN, FKUN e
    FPN são melhores do que os algoritmos de rastreamento existentes FKR, FKE, FKU e FP. Os
    estimadores propostos podem ser uma ferramenta eficiente e de baixo custo para mitigar
    imprecisões na modelagem durante o rastreamento de foguetes balísticos até o impacto de sua
    carga útil.

  • BRUNO GOMES DUTRA
  • METODOLOGIA PARA CONTROLE DE FORÇA E DE MOVIMENTOS DE PRÓTESES MIOELÉTRICAS MULTIFUNCIONAIS DE MÃO EM TEMPO REAL

  • Data: 02/12/2022
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  • A perda de um membro superior torna o indivíduo incapaz de realizar funções de garra e manipulação de objetos, causando muitos transtornos e limitando a sua capacidade de realizar grande parte das tarefas diárias. Diante disso, este trabalho propõe um sistema completo de controle de próteses mioelétricas multifuncionais com o usuário. O sistema proposto é composto por uma camada superior de tomada de decisão, uma camada inferior de controle em malha fechada de atuadores protéticos e pela lógica de integração das camadas. Na camada superior é realizada a classificação de 8 movimentos da mão e a estimação de força de preensão. Na camada inferior são implementadas duas malhas de controle com o controlador preditivo no espaço de estados, uma para o controle de posição angular dos dedos da prótese, e a outra para o controle de força de preensão da mesma. A lógica de integração das camadas atua de forma intuitiva para o controle da prótese, de acordo com a força de preensão e os padrões de movimentos do usuário. Para o desenvolvimento do sistema proposto, foram investigados os métodos de classificação em tempo real com as redes MLP e ELM e as técnicas SVM e KNN. Para a estimação de força do usuário é proposto um modelo em espaço de estados com o Filtro de Kalman. Nas malhas de controle propõe-se a utilização de uma abordagem multivariável em espaço de estados com o controlador preditivo MPCSS, para controlar o modelo de posição angular e o modelo de força da prótese. Além disso, na malha de controle de força, propõe-se a aplicação do Filtro de Kalman para estimar e filtrar a força global do sistema, por meio da fusão da saída dos sensores de força presentes nos dedos da prótese utilizada.
    Para os testes experimentais, foram registrados os sinais mioelétricos e de força de 10 indivíduos saudáveis, por meio do setup experimental desenvolvido. Os resultados de classificação mostraram que a técnica mais viável e com melhor desempenho de classificação para os padrões de movimentos utilizados foi a de SVM, com uma média de acurácia e de 97%. O modelo de estimação de força proposto em SS com Filtro de Kalman apresentou um coeficiente de correlação de Pearson ao quadrado, R^2, de 0,92 ± 0,0318 e índice NRMSE de 0,277 ± 0,056, demonstrando um bom desempenho e uma melhor opção em comparação com outros modelos utilizados na literatura. As malhas de controle propostas apresentaram índices de desempenho robusto e realizaram com precisão o rastreamento de referência tanto para o controle de posição angular quanto de força. Além disso, o Filtro de Kalman presente na malha de controle de força incrementou a estabilidade e o desempenho do sistema para a preensão de objetos. O sistema proposto, atuou em tempo real com um tempo de processamento médio menor que 300 ms, realizou a classificação de 8 padrões de movimentos da mão, estimou a força de preensão do usuário e executou os comandos de movimentos de gestos e de força da prótese de forma similar a destreza da mão humana.

  • WESLLEY LEAO MONTEIRO
  • AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE MICROGERAÇÃO E MINIGERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA EM EDIFICAÇÃO COMERCIAL, INDUSTRIAL, RESIDENCIAL E PÚBLICA NO ESTADO DO PARÁ

  • Data: 18/11/2022
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  • AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE MICROGERAÇÃO E MINIGERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA EM EDIFICAÇÃO COMERCIAL, INDUSTRIAL, RESIDENCIAL E PÚBLICA NO ESTADO DO PARÁ

  • ULISSES CARVALHO PAIXÃO JUNIOR
  • METODOLOGIA PARA DESENVOLVIMENTO E GESTÃO DE COMUNIDADES DE ENERGIA, COM ESTUDO DE CASO NA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

  • Data: 04/11/2022
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  • Vários países do mundo iniciaram a transição energética utilizando geração distribuída com fontes renováveis e sistemas de armazenamento com baterias, para proporcionar eficiência energética, flexibilidade, segurança operacional, sustentabilidade e redução de custos com energia elétrica. Monitoradas e gerenciadas por um sistema de gestão, as novas tecnologias têm trazido empoderamento ao cotidiano do consumidor, de modo que este possa participar ativamente das decisões de oferta e de demanda de energia em seu convívio individual ou em grupo. Sob a ótica do consumidor, este trabalho apresenta uma metodologia para desenvolvimento e gestão de uma comunidade de energia, operando com geração híbrida de energia elétrica, advinda da rede externa e da geração fotovoltaica, e sistemas de armazenamento. Dada suas características e seu perfil de cidade, um estudo de caso com dados reais do sistema de distribuição do campus da Universidade Federal do Pará (UFPA) é considerado e os sistemas fotovoltaicos e de armazenamento são modelados, com base em uma abordagem probabilística, de acordo com a irradiação solar da região e a demanda de energia da Universidade. A operação do sistema é gerenciada durante o período de doze meses, para simular as características, limitações e particularidades da comunidade de energia. Como conclusão do trabalho, é apresentado o retorno do investimento da comunidade de energia implementada na UFPA, evidenciando a possibilidade de escalabilidade de um novo modelo de negócio.

     

  • MARIA DA PENHA DE ANDRADE ABI HARB
  • UMA ANÁLISE DO IMPACTO DELETÉRIO DA INFODEMIA DURANTE A PANDEMIA DE COVID-19NO BRASIL: UM ESTUDO DE CASO CONSIDERANDO POSSÍVEIS CORRELAÇÕES COM ASPECTOS SOCIOECONÔMICOS DA DEMOGRAFIA BRASILEIRA

  • Data: 04/11/2022
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  • A humanidade vem sofrendo, ao longo da sua história, com as diversas epidemias de doenças infecciosa como por exemplo, peste negra, febre amarela, cólera, hiv, entre outras. Durante esse tempo, os processo de globalização, juntamente com os avanços da medicina e tecnologia alteraram a forma como essa pandemias são vivenciadas. Com a velocidade que as informações trafegam, a internet tornou-se um importante fonte de pesquisas para usuários de todo o mundo. Atualmente, um novo coronavírus (chamad Sars-Cov-2) originado da China, provocou a maior pandemia vivenciada na era da tecnologia. No surgiment de uma doença desconhecida (ou pouco conhecida) a população realiza buscas de informação relacionada à enfermidade, tais como, sintomas, medidas de prevenção, ações governamentais. Os dados pesquisado podem gerar um padrão sobre o comportamento da população e são usados para prever e modela epidemias, tornando-se recursos poderosos para analisar a conduta de indivíduos em um país. No atu cenário, a Organização Mundial de Saúde (OMS) declarou que está lutando não apenas contra uma epidem internacional, mas também contra uma infodemia nas redes sociais e mídias de informações. Estudo mostram que pesquisas relacionadas à COVID-19 dispararam conforme a pandemia estava s desenvolvendo. No início pouca informação se conhecia sobre o vírus, o que gerava dúvidas na populaçã bem como incertezas nas informações encontradas. O rápido avanço da doença e suas consequências e enorme quantidade de informações pouco estruturadas, algumas das quais eram desinformação, expõe o usuários da rede às infinidades de fontes de informação, aumentando a probabilidade de também encontra notícias falsas e desinformação, bem como o compartilhamento das mesmas. Podendo, assim, interfer positivamente ou negativamente no avanço da pandemia. Entender este aspecto da pandemia é interessant para tornar necessária a adoção de ações oportunas e efetivas para determinar que tipos de respostas medidas de controle e prevenção devem ser requeridos por autoridades, pesquisadores. Assim, nesse cenário, esta proposta de tese apresenta um modelo usando técnicas de aprendizado de máquina para med o impacto da infodemia na população, usando como estudo de caso à pandemia de Covid-19 no Brasil.

  • NELSON MATEUS FERREIRA SANTOS
  • PROJETO DE FSS EM 3,5 GHZ USANDO ALGORITMO BIO-INSPIRADO: UMA ABORDAGEM COM REDE NEURAL OTIMIZADO COM O ALGORITMO SAILFISH MULTIOBJETIVO

  • Data: 17/10/2022
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  • Este trabalho aborda uma técnica de otimização multiobjetivo híbrida bioinspirada, associada a uma rede neural de regressão geral como proposta para sintetizar a geometria e dimensões de uma superfície seletiva de frequência (FSS), para filtragem de ondas eletromagnéticas em aplicações 5G. Essa nova técnica híbrida associa o algoritmo bio-inspirado conhecido como Sailfish Optmizador (SFO), em conjunto de uma rede GRNN para a obtenção dos parâmetros de construção do filtro. Neste estudo o foco é destinado na aplicação do da técnica como ferramenta para o projeto e síntese da FSS, sendo ela com a forma de uma espira quadrada na célula unitária, impressa em uma placa de substrato de fibra de vidro (FR4). Os objetivos do processo de otimização consistem em ajustar a frequência ressonante do FSS para 3,5 GHz e a largura de banda de operação de 0,8 GHz. Uma Boa concordância entre os resultados simulados e medidos é relatada.

  • FERNANDO DUARTE BRITO
  • Avaliação Probabilística da Capacidade da Hospedagem Combinada de Microgeradores Fotovoltaicos e Veículos Elétricos em Redes de Distribuição de Baixa Tensão Considerando o Efeito do Controle Volt-Var: Um Estudo de Caso

  • Data: 27/09/2022
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  • Avaliação Probabilística da Capacidade de Hospedagem Combinada de Microgeradores Fotovoltaicos e Veículos Elétricos em Redes de Distribuição de Baixa Tensão Considerando o Efeito do Controle Volt-Var: Um Estudo de Caso

  • LUANA OLIVEIRA DE ALBUQUERQUE
  • AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA CONFIGURAÇÃO DE CONTROLADORES DE CARGA NO DESEMPENHO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS SUPRINDO UMA NANORREDE DE DISTRIBUIÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA.

  • Data: 09/09/2022
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  • Este trabalho apresenta uma avaliação da produtividade de geradores fotovoltaicos, utilizando-se diferentes configurações de controle em controladores de carga empregados em sistemas isolados, estando estes controladores interconectados formando uma nanorrede de distribuição em corrente contínua. Nele foi realizado uma contextualização dos usos de microrredes e a apresentação da nanorrede utilizada, que se encontra instalada no laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federal do Pará. Ao longo do trabalho são indicados os principais equipamentos responsáveis pela formação de rede neste tipo de sistema, sendo eles os controladores de carga, associados a sistemas de armazenamento de energia e geradores fotovoltaicos. Neste sentido, são adotadas configurações diferentes das recomendadas pelos fabricantes, mas dentro dos limites aceitáveis, com o intuito de aumentar a produtividade dos geradores fotovoltaicos e com isso aumentar a autonomia dos sistemas de armazenamento de energia. De acordo com os resultados obtidos, quando apenas um sistema de geração e armazenamento estava em funcionamento estava em operação foi constatado o aumento da produtividade da geração; quando analisada a nanorrede com todos os sistemas em operação, com configurações distintas, foi constatado um aumento, porém, difícil de ser identificado, por conta do intercâmbio de energia presente na nanorrede, sendo mais vantajoso escolher uma única configuração para todos os sistemas.

  • RITA DE CÁSSIA PORFÍRIO DA CUNHA
  • Meta-heurÍstica para mapeamento BBU-RRH e balanceamento de carga entre BBUs, aplicada a Redes de Acesso Centralizado

  • Data: 19/08/2022
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  • O crescimento da demanda por acesso à informação, gerado por aplicativos multimídia, é um dos desafios da nova geração de redes móveis. A quinta geração (5G) visa atender requisitos cada vez mais estritos dos usuários, tais como latências e baixo consumo de energia. Uma das arquiteturas proposta para suprir as demandas que surgem com o 5G e suportar esse tráfego é a Cloud Radio Access Network (C-RAN), a qual centraliza o poder de processamento para resolver o desbalanceamento de carga, alocando recursos de acordo com a demanda da rede. Essa arquitetura propõe o compartilhamento de recursos enquanto aborda questões de escalabilidade de processamento. Recentemente, os algoritmos de otimização meta-heurísticos vêm sendo amplamente empregados para resolver problemas dessa natureza. As meta-heurísticas são utilizadas por serem mais poderosas que os métodos convencionais, que se baseiam nas lógicas formais ou na programação matemática, além de o tempo necessário para execução ser menor que o dos algoritmos exatos. Neste contesto, objetiva-se com este estudo, desenvolver um modelo de alocação de recursos otimizado que realiza o balanceamento de carga entre Baseband Units (BBUs) e Remote Radio Heads (RRHs), baseado em método de Otimização por Enxame de partículas (PSO). Para este fim, foi usado uma variação do algoritmo PSO, o Discrete Particle Swarm Optimization (DPSO), que otimiza a função objetivo proposta. Resultados apontam desempenho superior desta função objetivo em comparação ao benchmarking proposto, tanto em cenários de alta, como em baixa densidade de tráfego.

  • MELLINA MODESTO LISBOA
  • ANÁLISE DE DESEMPENHO DE PARA-RAIOS DE ZNO SOB DIVERSOS CENÁRIOS DE POLUIÇÃO UTILIZANDO MÉTODO DE ELEMENTO FINITOS 

  • Data: 16/08/2022
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  • O para-raios de Óxido de Zinco é um dos dispositivos de proteção de vital importância para os Sistemas Elétricos de Potência e os equipamentos que os compõe, uma vez que ele assegura a confiabilidade e a continuidade de operação desses sistemas a partir da sua capacidade de atenuar as sobretensões transitórias resultantes de descargas atmosféricas ou surtos de manobra. Esse equipamento é formado por blocos de  resistores variáveis de ZnO, associados em série ou em paralelo, cuja curva de tensão-corrente apresenta alta não-linearidade. Tendo em vista a relevância da utilização do para-raios, faz-se necessária a  investigação das condições de operação deste. Na literatura, são encontrados diversos procedimentos e técnicas destinadas a tal finalidade, entre as quais destaca-se o monitoramento por meio da medição e análise da corrente de fuga, dado que esta representa um dos fatores principais que contribuem para a degradação deste equipamento. Diante deste contexto, a presente dissertação de mestrado implementa um modelo bidimensional de um para-raios de Óxido de Zinco de 30 kV, utilizando o Método de Elementos Finitos, para obter-se as curvas da corrente de fuga, as distribuições do potencial elétrico, da densidade de corrente e a das linhas de campo elétrico, quando este dispositivo se encontra sujeito às condições de variações de tensão e poluições. Os resultados mostram um aumento das grandezas adquiridas(que aumento? Quais grandezas?) à medida que o nível de poluição se intensifica, bem como, com o aumento dos níveis de tensão.

  • MARCO ANTONIO LOUREIRO LIMA
  • Análise e Classificação de Severidade de COVID-19 Usando Aprendizado de Máquina.

  • Data: 16/08/2022
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  • Nos últimos anos, com o crescimento alarmante de casos de COVID-19, uma doença viral altamente contagiosa, fez-se necessário novas formas de diagnóstico e controle desta enfermidade a fim de que a sua propagação seja reduzida até que a população seja vacinada efetivamente. Neste contexto, Inteligência Artificial (IA) e seus subcampos surgem como possíveis alternativas para auxiliar no combate da doença por meio de análises de sintomas relacionados a esta enfermidade. Alguns métodos de Aprendizado de Máquina (AM) são mostrados como resposta para o controle dessa doença, auxiliando a análise com base em um conjunto de sintomas apresentados pelo paciente e consequentemente indicando o diagnóstico, bem como agilizando o processo de tratamento. Para atingir esse objetivo são propostos três modelos que utilizam esses métodos de AM para predizer a severidade de COVID-19 em graus distintos. Os resultados em cada um destes modelos são avaliados através de métricas estabelecidas ao longo deste trabalho. No mais, diferentes sugestões são mostradas para melhorar a análise e realizar predições com maior acurácia

  • FABIO ANTONIO DO NASCIMENTO SETUBAL
  • IDENTIFICAÇÃO DE FORÇA A PARTIR DE DADOS DE VIBRAÇÃO USANDO A METODOLOGIA DE SUPERFÍCIE DE RESPOSTA EM CONJUNTO COM O ALGORITMO DE REGRESSÃO DE FLORESTA ALEATÓRIA

  • Data: 11/08/2022
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  •  Em muitos projetos dinâmicos e de diagnóstico de falhas de estruturas mecânicas, é necessário o conhecimento da força externa atuante. No entanto, a medição dessas forças muitas vezes é difícil ou impossível de ser realizada e, nesse caso, um problema inverso deve ser resolvido. Este artigo propõe um método de identificação de força usando a Metodologia de Superfície de Resposta com base em Design Composto Central em conjunto com o algoritmo de Regressão de Floresta Aleatória. Esse procedimento requer, inicialmente, o modelo modal em elementos finitos da estrutura forçada. Em seguida, análises harmônicas são realizadas, variando os parâmetros de forças e, então, aplica-se a Metodologia de Superfície de Resposta para a geração de um conjunto de dados contendo os valores de amplitude, frequência e localização das forças, além dos valores de aceleração de vibração em vários pontos da estrutura. Este conjunto de dados foi utilizado para treinar e testar um modelo de Regressão de Floresta Aleatória utilizado para predizer qualquer localização, amplitude e frequência da força a ser identificada, tendo como informações somente a aquisição da vibração em determinados pontos da estrutura. Os resultados numéricos mostraram excelente precisão na identificação da força aplicada à estrutura.

    Artigo Publicado no Periódico Energies, Qualis CAPES A1. Publicado em 20 de maio de 2022 

    Título: Force identification from vibration data using response surface and random forest
    regression algorithms.

    Autores: Fábio Antônio do Nascimento Setúbal , Marcus Vinicius Alves Nunes,  Sérgio de Souza Custódio Filho , Newton Sure Soeiro and Alexandre Luiz Amarante Mesquita.

    Energies 2022, 15, 3786. https://doi.org/10.3390/en15103786

  • LUÍS AUGUSTO MESQUITA DE CASTRO
  • CONTRIBUIÇÕES AO CONTROLE DE VARIÂNCIA MÍNIMA GENERALIZADO: CONTROLE PREDITIVO DE HORIZONTE IRRESTRITO

  • Data: 04/08/2022
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  • Neste trabalho é investigado o controlador preditivo de horizonte irrestrito, ou UHPC. É projetado no espaço de estado por meio do método GMVSS e baseado em modelo linear ARMAX. Sua lei de controle é implementada no formato polinomial RST de controlador para o controle de sistemas monovariáveis com o objetivo de permitir a análise de robustez e desempenho, consolidando o UHPC como membro dos controladores preditivos. A proposta apresenta em detalhes todo o formalismo matemático necessário ao bom entendimento dos projetos dos controladores GMV e UHPC, tanto na abordagem polinomial quanto em espaço de estado. O método de projeto GMVSS se baseia na premissa de que a complexidade da estrutura do controlador é ditada pela complexidade do modelo de projeto, tendo como contribuição mais significativa a simplicidade de projeto devido à ausência das equações Diofantinas no procedimento. As equações Diofantinas são resolvidas indiretamente e de maneira natural pela própria formulação do problema, a partir do filtro de Kalman obtido de uma representação estocástica no espaço de estado. Os controladores preditivos podem ser baseados em modelos ARMAX ou ARIMAX, empregando a função custo na forma posicional ou incremental, incluindo ou não um filtro de ponderação na saída do sistema. Neste trabalho também é explanada a obtenção da estrutura RST de controlador a partir da lei de controle UHPC. Além disso, apresenta-se a herança de sintonia dos controladores PID e IPD para os controladores GMV e UHPC, bem como a inclusão do filtro de ponderação no projeto de controle, o que permite herdar as características dinâmicas de qualquer controlador linear ou até mesmo realizar o projeto GMV e UHPC via alocação de polos. Por fim, a lei de controle sintetizada é aplicada a diferentes classes de sistemas lineares e não lineares por meio de simulações numéricas e ensaios práticos, avaliando-se as características de robustez e desempenho do controlador proposto via funções de sensibilidade, diagrama de Nyquist, mapa de polos e zeros, teorema do pequeno ganho e índices de desempenho a partir de testes de rastreamento de referência e rejeição de perturbação. Os resultados obtidos demonstram que o controlador preditivo UHPC é capaz de lidar com erros de modelagem e ruídos externos, contribuindo positivamente para as margens de estabilidade do sistema de controle.

  • LEONARDO NUNES GONCALVES
  •  Software para Planejamento de Redes IoT: Uma solução baseada em Algoritmo Genético, Algoritmo de Múltiplas Tentativas e EPSO

  • Data: 20/07/2022
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  • A Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things) permite o monitoramento ubíquo de ambientes através de sensores dispostos em determinada área de interesse. Tal coleta de dados gera um conteúdo sem precedentes de informações que são apresentadas a diferentes algoritmos que servem para auxiliar na tomada de decisões associadas a economia, saúde, bem-estar, entre outras. Para garantir o sucesso dessa cadeia de comunicação, definida desde a coleta dos dados até a extração de decisões valorosas, se faz necessário a implantação de uma comunicação ponta a ponta. Para isso a IoT faz uso da tecnologia de comunicação Long Range (LoRa), que por sua vez garante a comunicação sem fio e sem custos entre os sensores instalados nos endnodes dispostos na área de interesse e os pontos de agregação de trafego de dados instalados na área a ser monitorada, isto é, o gateway. Embora a solução seja prática, esta gera os desafios de minimização dos custos associados a implantação do menor número de gateways na área a ser coberta, assim como, a tarefa de se planejar a rede IoT levando em consideração o posicionamento ótimo dos gateways. Diante deste contexto e para responder aos desafios impostos pelo planejamento de redes IoT, este trabalho tem como objetivo propor um software otimizador de planejamento de redes IoT baseado em Algoritmo Genético, Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) e algoritmo de Múltiplas Tentativas, com o intuito de minimizar o número de gateways e determinar a geolocalização para instalação dos mesmos, assim visando garantir a cobertura de todos os endnodes e seus respectivos sensores dispostos no campo.

  • JOINER DOS SANTOS SA
  • DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARES E ALGORITMO BASEADO EM REDES NEURAIS ARTIFICIAIS PARA SUPORTE À GESTÃO DA MOBILIDADE URBANA EM SMART CAMPUS COM CARACTERÍSTICA MULTIMODAL

  • Data: 20/07/2022
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  • Este trabalho apresenta o desenvolvimento de duas soluções de software e um algoritmo baseado em redes neurais artificiais para suporte à gestão da mobilidade urbana em um smart campus. O primeiro software, intitulado Norte Rotas, é uma solução web cujo objetivo é dar suporte ao planejamento de rotas de pedestres, provendo informações relevantes sobre condições físicas das rotas de um smart campus. Já a segunda solução, é um software mobile Android que tem o objetivo de fazer a gestão de modais de transporte presentes em um smart campus. Testes em ambiente simulado e real foram realizados e os resultados apontam que as ferramentas propostas são boas soluções para o planejamento e gerenciamento de rotas de modais em um campus universitário inteligente. Além dos softwares, é proposto um algoritmo de inteligência computacional para determinação da melhor rota de viagem considerando as opções a pé, de ônibus e de barco em um sistema IoT de um smart campus. Dados foram coletados a partir de rotas do ônibus Circular da UFPA, e testes com diferentes parâmetros de uma RNA foram realizados. Os resultados apontam que a solução baseada em RNA é promissora para ser implantada em sistemas de auxílio à mobilidade urbana.

  • SUZANA CESCON DE SOUZA
  • Análises de Atividades Oscilatórias de EEG Durante Treinamento
    Cognitivo Utilizando a Análise Espectral de Holo-Hilbert

  • Data: 19/07/2022
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  • Neste trabalho desenvolvemos um protocolo de análise de um treinamento
    cognitivo (TC) para melhoria de performance de desempenho em operadores de escavadeira da
    empresa Vale S.A. Esta pesquisa fez parte do Projeto de Inovação POAD (Programa de
    Operadores de Alto Desempenho) do Instituto Tecnológico Vale (ITV). O protocolo de TC foi
    baseado em Neurofeedback (NFB), com a finalidade de desenvolver habilidades de auto
    regulação das frequências cerebrais de indivíduos, com base nas análises de eletroencefalograma
    (EEG). Nesta pesquisa, utilizamos a Análise Espectral de Holo-Hilbert (HHSA) para estudar a
    modulação em amplitude (AM) e frequência (FM) dos ritmos que compõem as frequências
    cerebrais. A HHSA foi baseada na decomposição em modo empírico (EMD) de duas camadas.
    Primeiro houve uma decomposição do sinal EEG em uma série de funções de modo intrínseco em
    frequência modulada (IMFs) e então se decompôs cada IMF modulado em frequência em um
    conjunto de IMFs modulados em amplitude. Dessa forma, este trabalho investiga a eficácia de um
    TC com base nas variações de frequência e amplitude moduladas nos dados de EEG obtidos por
    NFB. Os resultados demonstram eficácia para o TC e validam a eficácia da HHSA em extrair
    características informativas dos sinais.

  • JORGE LUIZ MOREIRA PEREIRA
  • EFEITOS HARMÔNICOS DEVIDO A ALTA PENETRAÇÃO DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

  • Data: 29/06/2022
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  • EFEITOS HARMÔNICOS DEVIDO A ALTA PENETRAÇÃO DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

  • MATIAS RIBEIRO MÁXIMO DE LAVÔR
  • BALANÇO ENERGÉTICO DE UM LABORATÓRIO DE PESQUISA EM CENÁRIOS PRÉ, DURANTE E PÓS PANDEMIA, VISANDO CERTIFICAÇÃO DE NZEB.

  • Data: 27/06/2022
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  • Sistemas de geração solar fotovoltaica desempenham um papel essencial para a melhoria da eficiência energética de uma edificação. Nesse sentido, o presente estudo busca apresentar uma análise de balanço energético em diferentes cenários cronológicos para o prédio do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia - CEAMAZON, entidade pública de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação, vinculada à UFPA, localizado no Parque de Ciência e Tecnologia Guamá. Além disso, é realizada uma breve análise em relação ao novo INI-C relacionada à metodologia de avaliação nZEB, com recente implantação de sistema de geração distribuída, destacando o conjunto de características da edificação que possam classificar sua eficiência energética e demonstrando parâmetros essenciais para certificação.

  • WÊNDRIA CUNHA DA SILVA
  • Análise Numérica de Sensor de Ressonância Plasmônica de Superfície Baseado em Grafeno na Faixa de Terahertz.

  • Data: 24/06/2022
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  • Este trabalho propõe um sensor de índice de refração plasmônico em Terahertz baseado em Single-Layer Graphene operando como refratômetro na faixa de Terahertz. A configuração utilizada é Kretschmann, onde uma das variáveis que monitora a refletividade é o potencial químico. O sensor foi analisado teoricamente pelo método dos elementos finitos (FEM), com o modelo em uma estrutura bidimensional. Onde foram calculadas as refletividades e as distribuições de campo para diferentes parâmetros, como a espessura, frequência, ângulo e da permissividade. Primeiramente foi feito um estudo para determinar a melhor frequência de operação, ângulo de incidência e espessura mínima da amostra. Posteriormente comparou-se com modelo numérico com o analítico. A partir dos resultados numéricos foram feitas análises paramétricas para verificar as variações na sensibilidade, largura a meia altura (FWHM) e resolução, todos parâmetros de qualidade do dispositivo. Os resultados numéricos são comparados com conceitos teóricos disponíveis na literatura e em trabalhos publicados recentemente.

  • EMERSON SANTOS DE OLIVEIRA JUNIOR
  • Geração Procedural de Dados Sintéticos Realistas para Treinamento de Modelos de
    Aprendizado de Máquina: Aplicação sobre agricultura de precisão com base em imagens de drones

  • Data: 21/06/2022
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  • Este trabalho tem por objetivo apresentar a implementação de um framework
    capaz de sintetizar dados para modelos de aprendizado de máquina, demonstrar resultados obtidos com
    redes de segmentação semântica treinada com estes dados e descrever resultados preliminares que
    exemplificam o uso desta metodologia com a segmentação para a classificação de objetos específicos.
    Neste trabalho, foi classificada a quantidade de ervas daninhas que infestam determinadas áreas em zonas
    de plantio. A metodologia adota redes neurais convolucionais profundas, realizando cálculos a nível de
    pixels nas imagens para determinar porcentagens de infestação e fazer estimação quando a rede não
    define corretamente a

  • IGOR RODRIGUES DE NARDI
  • PROTEÇÃO DE SISTEMAS DE CARREGAMENTO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

  • Data: 13/06/2022
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  • À medida que os veículos elétricos e as energias renováveis se expandem, surge
    também a necessidade de investigar novos métodos de proteção contra raios para essas novas tecnologias. Esse trabalho tem como objetivo avaliar a performance de sistemas de carregamento de veículos elétricos frente às descargas atmosféricas durante seu regime transitório. Modelos de duas estações de carregamento, uma conectada à rede de energia CA e a outra desconectada, foram utilizados nas análises. Além disso, um modelo impulso de tensão proveniente de descargas atmosférias foi usado. Os resultados deste trabalho demonstraram as alterações nas formas de onda de tensão na entrada e na saída dos circuitos, sendo possível avaliar quais pontos são mais vulneráveis, necessitando de maior proteção. Além disso, foi avaliado se dois eletropostos do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia – CEAMAZON – estão adequadamente protegidos contra descargas atmosféricas. Para isso, tomou-se como base os estudos realizados na Ásia, Europa, além da norma brasileira. Constatou-se que, apesar do prédio do CEAMAZON possuir um SPDA adequado, os eletropostos encontram-se vulneráveis, sobretudo contra os efeitos indiretos causados pela ocorrência de descargas atmosféricas nas proximidades dos eletropostos.

  • ANDRE FELIPE SOUZA DA CRUZ
  • MODELAGEM E ANÁLISE ELETROMAGNÉTICA DE SENSORES PLASMÔNICOS OPERANDO NAS FAIXAS ÓPTICA E TERAHERTZ: SOLUÇÕES POR COEFICIENTES GENERALIZADOS E FUNÇÕES DE GREEN

  • Data: 20/05/2022
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  • No presente trabalho, é apresentada a modelagem de estruturas eletromagnéticas equivalentes, utilizadas na análise e descrição da resposta de sensores plasmônicos operando nas faixas da óptica, e do terahertz (Far Infrared). Foram realizadas simulações para avaliar a resposta eletromagnética de quatro sensores, que operam segundo o fenômeno de Ressonância de Plasmons de Superfície (SPR), e Emissão Acoplada por Plasmons de Superfície (SPCE), sendo estes: Sensor SPCE THz baseado em DLG (Double-Layer Graphene); Sensor Kretschmann THz baseado em MLG (Multi-Layer Graphene); Sensor SPCE Óptico baseado em Ouro; e Sensor Kretschmann Óptico baseado em SLG/Ouro. A descrição eletromagnética dos sensores foi realizada pela combinação de modelos analíticos derivados do método dos Coeficientes Generalizados, onde é possível calcular a intensidade dos campos EH (Elétrico e Magnético), devido a incidência de uma onda plana sobre uma estrutura multicamadas, e do método da Função de Green Periódica Fora de Fase, que utiliza a representação espectral dos campos EH, por meio da série complexa de Fourier, sobre os modos de Floquet. Nos sensores terahertz, o grafeno é modelado como uma impedância superficial descrita pelo modelo de Kubo. Em sensores ópticos, o grafeno e o ouro são caracterizados como materiais de espessura finita, e índice de refração (RI) complexo, ambos valores experimentais disponibilizados pelo Laboratório de Síntese e Caracterização Laser de Nanomateriais, da Puc-Rio. Os resultados mostram os perfis de campo EH na estrutura dos sensores plasmônicos. Na análise da PGF do sensor SPCE Thz, verificamos o aparecimento dos polos plasmônicos simétrico e assimétrico na representação espectral de seus campos EH. Para o sensor Kretschmann THz, verificamos uma sensitividade S = 2,42°RIU −1 para o caso com três folhas de grafeno, além de uma FWHM (Full Width at Half Maximum) de 5,75° para o caso com cinco folhas de grafeno. Para o sensor SPCE óptico, verificou-se que a excitação SPCE ocorre para a fonte laser monocromática com incidência ≥ 30°. Por fim, para o sensor SPR baseado em SLG/Ouro, verificou-se um aumento de 2% na sensitividade, quando comparado ao caso sem grafeno.

  • CARLINDO LINS PEREIRA FILHO
  • AVALIAÇÃO DA ESTRUTURA TARIFÁRIA  BRASILEIRA  COM CONTRIBUIÇÕES DE PONTOS PARA REVISÃO

  • Data: 20/05/2022
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  • A disponibilidade a energia elétrica é indispensável para garantia da dignidade humana no século XXI. Ela é essencial em atividades domésticas e econômicas, a prova está na existência da correlação entre nível de desenvolvimento e consumo per capita de energia elétrica. Em função da importância da eletricidade, a estrutura tarifária de um país deve buscar o equilíbrio entre o interesse de consumidores e empresários. Na estrutura tarifária brasileira as empresas são extremamente protegidas dos riscos de negócio, por outro lado, os consumidores cativos não têm liberdade de escolha na aquisição e são obrigados a pagar pelos riscos das empresas. Este trabalho almeja propor mudanças na estrutura tarifária brasileira para que todos os consumidores possam ter mais direitos e pagar por uma tarifa de energia elétrica mais justa. Para isso é exposto um panorama geral do setor elétrico brasileiro e a estrutura tarifária vigente, que são comparados com países membros do BRICS e OCDE. Observou-se por meio de dados de tarifa de energia e socioeconômicos, que componentes da formação do valor da tarifa fazem com que consumidores de estados mais pobres tenham que pagar tarifas de energia mais altas. Esse acréscimo no preço da energia faz com que a competitividade para atração de empreendimentos de regiões pobres seja menor, o que contribui para aumento de desigualdades entre estados. Um modelo voltado para o setor industrial de incentivos de eficiência energética é proposto como atração para investimento em práticas mais sustentáveis e melhoria na formação tarifária. Por fim, são propostas mudanças nas opções de modalidade tarifária em componentes que compõem a tarifa de energia e critérios de qualidade exigidos.

  • SILVIO DOMINGOS SILVA SANTOS
  • METASUPERFÍCIES TOTALMENTE DIELÉTRICAS BASEADAS EM TRÍMEROS COM MODOS DIPOLO TOROIDAL

  • Data: 19/05/2022
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  • Neste trabalho, são propostos e estudados metamateriais totalmente dielétricos compostos de células unitárias quadrada, retangular, losangular e hexagonal baseadas em trímeros. Esses metamateriais são arranjos periódicos planares totalmente dielétricos de discos dielétricos dispostos sobre um substrato dielétrico, os quais são capazes de suportar dois tipos de ordens de dipolo toroidal (denominadas toroidal – TO e anti-toroidal – ATO), que se diferenciam pela distribuição dos momentos dipolo toroidal nos trímeros (simétrico e anti-simétrico, respectivamente). As estruturas, bem como os modos de ressonância, foram analisadas teoricamente por meio das técnicas de teoria de grupos, método de combinação linear adaptada por simetria (em inglês, SALC), aproximação de momentos de dipolo magnético e teoria de circuito, para as simulações numéricas foi utilizado o software comercial Comsol Multiphysics. Em particular, uma nova aproximação teórica é proposta para o entendimento das excitações dos modos toroidais protegidos por simetria, por meio dos chamados grupos magnéticos. Os resultados teóricos e numéricos foram validados através de experimentos de micro-ondas na faixa de 8 - 15 GHz, com boa concordância dos resultados. Devido a configuração única dos campos desses modos fortemente confinados nas metasuperfícies propostas, é que as mesmas podem ser consideradas como plataforma de interação eficiente da luz-matéria para as tecnologias de próxima geração, no que diz respeito a absorção melhorada, chaveamento não-linear, (bio-)sensoriamento e em outras aplicações da fotônica.

  • LUISE FERREIRA CARDOZO
  • TÉCNICAS DE CONTROLE ROBUSTO BASEADAS EM RESPOTA EM FREQUÊNCIA E VIA ALOCAÇÃO DE POLOS INTERVALAR PARA SISTEMAS COM INCERTEZAS PARAMÉTRICAS APLICADAS AO PROBLEMA DE REGULAÇÃO DE TENSÃO EM CONVERSORES DE POTÊNCIA

  • Data: 12/05/2022
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  • As microrredes são uma forma de sistema de distribuição, o qual pertencem ao amplo conceito de smart grids. Os sistemas multiconversores ou multinível, nada mais são do que microrredes CC compostas por vários conversores de potência ligados em cascata e/ou em paralelo. Desta forma, o sistema multiconversor descrito nesta tese possui um conversor CC – CC na topologia Buck, o qual é utilizado como fonte de tensão contínua para o barramento principal da microrrede, sendo um elemento de fundamental importância e cujo controle de tensão é essencial, pois as cargas eletrônicas são sensíveis à desvios de tensão. Com o intuito de realizar o controle de tensão no barramento CC, primeiramente é realizado a modelagem do sistema com o método de mínimos quadrados recursivos, momento no qual as variações paramétricas são obtidas formando um modelo mais abrangente denominado de função de transferência intervalar, a qual é representado graficamente pelo conjunto extremal. Em um segundo momento, são desenvolvidos dois controladores robustos, um através das margens de estabilidade extremais do modelo culminando em um controlador PI baseado em resposta em frequência, e outro através de um projeto de controle por alocação de polos intervalar no formato PID. O desempenho robusto dos controladores é avaliado através de simulação computacional, de forma experimental no sistema multiconversor e, por fim,  utilizando-se uma análise quantitativa por meio índices de de desempenho.

  • RICHARDSON SALOMÃO DE ARAÚJO
  • DIMENSIONAMENTO, SIMULAÇÃO E ANÁLISE ECONÔMICA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE COM ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

  • Data: 29/04/2022
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  • DIMENSIONAMENTO, SIMULAÇÃO E ANÁLISE ECONÔMICA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE COM ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

  • WANDERLEY SENA DOS SANTOS
  • MODELAGEM DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA E DESENVOLVIMENTO DE UM CONVERSOR DE FREQUÊNCIA PARA ESTA APLICAÇÃO ESPECÍFICA

  • Data: 11/04/2022
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  • MODELAGEM DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA E DESENVOLVIMENTO DE UM CONVERSOR DE FREQUÊNCIA PARA ESTA APLICAÇÃO ESPECÍFICA

  • IGOR MEIRELES DE ARAUJO
  • VIRTUALIZAÇÃO DE FUNÇÕES DE REDE: ENCADEAMENTO DE SERVIÇOS E PROCESSAMENTO DE PACOTES EM GPU

  • Data: 01/04/2022
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  • O crescimento da demanda da internet tem impulsionado o desenvolvimento de novas arquiteturas de infraestrutura de rede como o network function virtualization (NFV). Nesta arquitetura, as funções de redes são separadas do hardware e implementadas via software de forma que seja executas em um hardware genérico  através de tecnologias de virtualização. Essa nova infraestrutura traz maior flexibilidade além da redução de custos de operação e aquisição comparada com a infraestrutura tradicional composta por middleboxes (dispositivo com hardware proprietário para execução de específica função de rede). Um serviço de telecomunicação é uma funcionalidade ponta-a-ponta oferecida aos usuários pelas operadoras de rede, geralmente consiste em várias funções de rede encadeadas em uma ordem específica. O processo para a construção dessas cadeias é conhecido como service function chaining (SFC). Com a flexibilidade do NFV, as funções de redes podem ser implantadas de forma escalável, remotamente e durante a operação da rede aumentado a complexidade do SFC além de que para garantir a confiabilidade dos serviços às vezes é necessária a realização de SFC para recursos de reserva (backup). Uma outra consideração em relação ao NFV, é o desempenho da função de rede. Espera-se que as funções implementadas via software tenham pelo menos o mesmo desempenho ou melhor do que as presentes em middleboxes. Entretanto, com a migração de um hardware específico para um genérico com propósitos gerais, possibilita a utilização de outros hardware que também vem sendo utilizado para propósitos gerais como as graphic processing units (GPUs). Diante do exposto, esta tese investiga dois pontos do NFV, a confiabilidade e o desempenho. O primeiro ponto foca na topologia de rede como um todo e na otimização de recursos no encadeamento de serviços garantindo a confiabilidade do serviço. Enquanto o segundo ponto foca no desempenho de uma única função de rede virtualizada utilizando processamento paralelo em GPU para reduzir o tempo de processamento de pacotes e consequentemente aumentar o throughput da rede.
  • MARINALDO DE JESUS DOS SANTOS RODRIGUES
  • METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS EM SITUAÇÃO DE SOMBREAMENTO PARCIAL 

  • Data: 31/03/2022
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  • METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS EM SITUAÇÃO DE SOMBREAMENTO PARCIAL 

  • ALAN SOVANO GOMES
  • MODELAGEM E CONTROLE ROBUSTO PARAMÉTRICO APLICADOS A SISTEMAS DRIVEN-RIGHT-LEG PARA REJEIÇÃO DE RUÍDOS EM AMPLIFICADORES BIOPOTENCIAIS

  • Data: 30/03/2022
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  • O sistema Driven-Right-Leg (DRL) é amplamente utilizado para mitigar os efeitos da tensão de modo comum em amplificadores biopotenciais. Ele funciona como um controlador em malha fechada, cujo objetivo é rejeitar perturbações causadas devido ao acoplamento capacitivo do paciente com a rede elétrica. Neste trabalho, o sistema DRL é avaliado do ponto de vista do controle robusto paramétrico, procurando fazer uma avaliação mais completa do que a encontrada na literatura, avaliando margens de ganho, de fase e de módulo extremais. Faixas de variação paramétrica intervalar, retiradas da literatura, foram utilizadas para descrever as incertezas paramétricas que perturbam o sistema estudado. Além disso, foi projetado um controlador do tipo Lead-Lag com base no modelo sujeito a variações paramétricas obtido, de forma a demonstrar tanto como a análise quanto a síntese de controladores DRL pode ser feita com base na teoria apresentada. Os resultados obtidos foram discutidos com base em comparação com os sistemas DRL encontrados na literatura especializada.

  • LUIZ EDUARDO SALES E SILVA
  • ANÁLISE PROBABILÍSTICA DO IMPACTO TÉCNICO-ECONÔMICO DAS CONEXÕES DE MICROGERADORES FOTOVOLTAICOS E VEÍCULOS ELÉTRICOS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO

  • Data: 18/03/2022
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  • ANÁLISE PROBABILÍSTICA DO IMPACTO TÉCNICO-ECONÔMICO DAS CONEXÕES DE MICROGERADORES FOTOVOLTAICOS E VEÍCULOS ELÉTRICOS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO

  • MARKOS PAULO CARDOSO
  • SENSORES DE MULTI-RESSONÂNCIAS PLASMÔNICAS BASEADOS EM FIBRAS PCF TIPO D

  • Data: 14/03/2022
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  • Esta tese propõe um esquema de excitação de múltiplas ressonâncias plasmônicas ao longo do espectro para utilização no monitoramento de índice de refração e possibilitar a determinação das propriedades de dispersão óptica do meio a ser analisado. Esta característica é obtida através da utilização de uma fibra de cristal fotônico (PCF – Photonic Crystal Fiber) tipo D e a deposição de camadas metálicas com diferentes espessuras, ou diferentes tipos de metais, em sua face plana. Usando simulações baseadas em métodos dos elementos finitos (FEM – Finite Element Method), é possível demonstrar como personalizar ressonâncias de plasmons em diferentes comprimentos de onda, com uma baixa interferência entre eles, permitindo assim mensurar mais de um parâmetro de uma forma simples e direta, como por exemplo, o índice de refração médio e a dispersão óptica de primeira ou segunda ordem. O aspecto central destas configurações de detecção é equilibrar a miniaturização com um baixo acoplamento entre os diferentes modos de plasmons localizados em nanoestruturas metálicas adjacentes. Além disso, a determinação da dispersão óptica de um determinado meio em uma grande faixa espectral fornece informações sobre a concentração de diferentes constituintes de um meio, o que é de suma importância ao monitorar meios com concentrações variáveis no tempo, como meios fluídicos.

  • ELEN PRISCILA DE SOUZA LOBATO
  • IMPLANTAÇÃO DE UM MIDDLEWARE IOT ESCALÁVEL PARA APLICAÇÕES DE MOBILIDADE ELÉTRICA MULTIMODAL

  • Data: 25/02/2022
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  • IMPLANTAÇÃO DE UM MIDDLEWARE IOT ESCALÁVEL PARA APLICAÇÕES DE MOBILIDADE ELÉTRICA MULTIMODAL

  • ALEXANDRE DE SOUZA BRASIL
  • ADEQUAÇÃO DO LABORATÓRIO DE ALTA TENSÃO DA UFPA - LEAT AOS REQUISITOS GERAIS PARA A COMPETÊNCIA DE LABORATÓRIOS DE ENSAIO E CALIBRAÇÃO DA NORMA ABNT NBR ISO/IEC 17025

     

  • Data: 24/02/2022
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  • Fenômenos que desequilibrem o sistema elétrico de potência ocorrem constantemente, o que gera a necessidade de estudá-los com o objetivo de permitir o desenvolvimento de redes e equipamentos elétricos que se comportem de forma mais confiável e robusta diante de tais distúrbios. Estes estudos são, em geral, realizados em laboratórios especializados de Alta Tensão e Alta Potência. No decorrer dos anos, o mercado passou a demandar que estes estudos também fornecessem resultados que cumprissem padrões de qualidade certificados por órgãos oficiais. Nesse sentido, esta dissertação objetiva propor a adequação necessária do Laboratório de Ensaios em Alta e Extra Alta Tensão da Universidade Federal do Pará aos requisitos para a competência de laboratórios de ensaio e calibração definidos pela norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, com foco no desenvolvimento e implantação de um Sistema de Gestão da Qualidade; criação de procedimentos operacionais e diretrizes de segurança; estabelecimento de um programa de calibração para os equipamentos do laboratório; e identificação das motivações, vantagens e impactos relacionados a implementação dos requisitos da referida norma, bem como as dificuldades e soluções encontradas. Para isso, primeiramente foi realizado um levantamento literário que buscou conhecer o panorama nacional de instituições de ensino superior com laboratórios acreditados sob a referida norma. Em seguida, iniciou-se o processo de implementação dos requisitos da norma, o qual se baseou na metodologia adaptada de Grochau (2011). Por fim, a experiência vivenciada permitiu observar que a adequação aos requisitos da norma em laboratórios vinculados a instituições públicas, apesar de complexa em um primeiro momento, é plenamente capaz de proporcionar diversos benefícios e vantagens, desde que sejam respeitadas as peculiaridades deste tipo de instituição como: burocracia; limitação de recursos; capacitação do pessoal envolvido e; conciliação das atividades de pesquisa e ensino com a prestação de serviço.

     

    Artigos Publicados:

    BRASIL, A, S; BRASIL, F, S; MANITO, A, R, A; NUNES, M. V. A. Processo de Acreditação de um Laboratório de Ensaios em Alta Tensão conforme a ABNT NBR ISO/IEC 17025: Implantação de um Sistema de Gestão da Qualidade e Calibração de Equipamentos. In: VIII Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos 2020 (SBSE 2020). Santo André – SP.

     

    BRASIL, A, S; BRASIL, F, S; MANITO, A, R, A; NUNES, M. V. A. Gestão de Segurança em Alta Tensão – Adequação à NR 10: Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade do Laboratório de Ensaios em Alta Tensão da UFPA. ISO/IEC 17025: Implantação de um Sistema de Gestão da Qualidade e Calibração de Equipamentos. InVIII Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos 2020 (SBSE 2020). Santo André – SP.

     

  • MARCEL AUGUSTO ALVARENGA VIEGAS
  • ESTAÇÃO SUSTENTÁVEL E INTELIGENTE DE CARREGAMENTO RÁPIDO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS

  • Data: 24/02/2022
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  • ESTAÇÃO SUSTENTÁVEL E INTELIGENTE DE CARREGAMENTO RÁPIDO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS

  • DIEGO BRANCHES VILAR
  • ESQUEMA DE TARIFAÇÃO DINÂMICA DE ENERGIA PARA PROGRAMAS DE RESPOSTAS À DEMANDA CONSIDERANDO A INTEGRAÇÃO DE FONTES DE ENERGIA RENOVÁVEIS

  • Data: 22/02/2022
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  • ESQUEMA DE TARIFAÇÃO DINÂMICA DE ENERGIA PARA PROGRAMAS DE RESPOSTAS À DEMANDA CONSIDERANDO A INTEGRAÇÃO DE FONTES DE ENERGIA RENOVÁVEIS

  • RONILSON WILLIAME DA SILVA PEREIRA
  • AVALIAÇÃO DE QOE PARA STREAMING DE VÍDEO EM REDES AÉREAS 5G MMWAVE

  • Data: 18/02/2022
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  • A evolução nas telecomunicações móveis tem permitido o aparecimento de novos formatos de redes visando atender à crescente demanda de dados sem fio, alimentado principalmente por mais visualização de conteúdo de vídeo. O espectro escasso disponível nas atuais redes celulares, não parece ser capaz de atender a essa explosão de dados sem fio, motivando uma mudança para explorar novas bandas de frequências. A comunicação de ondas milimétricas (mmWave, do inglês millimeter wave), bandas de frequência, entre 30 a 300 GHz surge como parte essencial para a próxima geração de redes celulares de quinta geração (5G), pois adotam frequências portadoras mais altas oferecendo alta largura de banda, menor latência. No entanto, o desempenho do sistema se degrada devido à alta perda de propagação e à sensibilidade dos links para obstáculos. Para mitigar tais fatores, nesta dissertação é proposta uma arquitetura 5G mmWave de conectividade dupla utilizando o LTE (do inglês, Long Term Evolution) e a utilização de UAVs (do inglês, Unmanned Aerial Vehicles) como estações bases aéreas para fornecer garantias de conectividade e qualidade de experiência em streaming de vídeo. Através de simulações, foi a apresentada uma análise da Qualidade de Experiência (QoE), acerca da transmissão de vídeos 4K com o objetivo de avaliar a transmissão e qualidade dos vídeos percebidos pelos usuários. Os resultados simulados apontam a eficiência do sistema para aplicações multimídia utilizando vídeos, melhorando a QoE dos usuários sem fio em 43%.

  • VITOR HUGO MACEDO GOMES
  • ANÁLISE DOS FATORES RELACIONADOS AO ÍNDICE DE DESEMPENHO DAS ESCOLAS NO IDEB: ESTUDO DE CASO NO ESTADO DO PARÁ

  • Data: 11/02/2022
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  • A complexidade em identificar todos os fatores que estão relacionados ao desempenho das escolas no Índice de Desenvolvimento da Educação Básica (IDEB) é enorme. Neste estudo foram analisados três bases de dados com o objetivo de identificar diversos fatores em que há correlação com o baixo desempenho nas escolas estaduais no estado do Pará. Este estudo utilizou técnicas de mineração de dados educacionais para, primeiramente, selecionar variáveis com características estruturais no ambiente de ensino, comparando as escolas com maior e menor desempenho no IDEB identificando possíveis relações com a evasão escolar. Em seguida, foi utilizado o algoritmo Randon Florest (RF), para selecionar as variáveis mais importantes e que impactam de forma direta ou indireta no índice do IDEB. Após a fase de seleção, as variáveis foram submetidas ao algoritmo de Regressão Linear (RL). Os resultados apontam que os rendimentos dos estudantes estão relacionados a renda média das famílias nos municípios analisados. Em seguida foram utilizadas variáveis relacionadas ao rendimento dos pais para identificar possível relação entre a escolaridade dos pais e desempenho dos alunos. Por fim, as análises se encerram com a análise do impacto do Índice de Desenvolvimento Humano Municipal (IDHM) nas variáveis que relacionadas à nota dos alunos, qualificação e experiencia vivenciada pelos professores no ambiente escolar. Os resultados revelam que há correlação entre o índice e o aprendizado dos estudantes em sala de aula. Por outro lado, melhores índices no IDEB, estão diretamente relacionados a adequação do currículo à disciplina ministrada, além de boas condições de trabalho para os professores. Este estudo buscou através da MDE, desvelar  diferentes fatores que estão relacionados ao baixo desempenho das escolas estaduais no estado do Pará. Sinalizando que a situação socioeconômica de risco das famílias que possuem filhos em idade escolar, prejudica não só o desempenho desses alunos, mas também a permanência em sala de aula. Por isso, deve haver um maior engajamento das escolas para estimular o interesse dos alunos pela persistência no ambiente escolar. Além de subsídios por parte do governo para que os professores possam exercer seu papel na sociedade de forma plena.

  • RAPHAELE SAMUA BARATA GOMES
  • DIAGNÓSTICO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA COM BASE NO INI-C E RTQ-C: ESTUDO DE CASO DA ENVOLTÓRIA DO CLUBE DE CIÊNCIAS DA UFPA

  • Data: 09/02/2022
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  • Poupar energia tornou-se urgente e não está relacionado apenas à redução de custos, apesar de ser um ponto muito apelativo para os investimentos de empresas. Enxergamos uma crescente “popularização” do uso alternativo de energia e isso se dá devido aos impactos causados pela queima de combustíveis fósseis que, além de emitirem gases poluentes apresentam grande instabilidade energética devido às variações bruscas de preços dos derivados de petróleo (LAMBERTS,2004). Diversos acordos e tratados foram feitos entre os países desde a década de 1970 afim de reduzir os impactos do consumo de energia e, devido as edificações serem responsáveis por cerca de 60% do consumo global de eletricidade, segundo o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), surgiu programas e medidas de incentivos para esse setor. No Brasil, surgiu em 2001 o Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO), com o objetivo de testar e classificar eletrodomésticos, eletrônicos, veículos e mais produtos dentro de 24 categorias, de acordo com sua eficiência energética. A etiquetagem de energia de edifícios no Brasil, especifica os requisitos técnicos, métodos de classificação de edificações energeticamente sustentáveis e existe uma regulamentação para edifícios comerciais, de serviços e públicos e, outra para edifícios residenciais (BRASIL, 2010). O Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (RTQ-C) estabelece critérios e métodos para avaliação e classificação de edificações comerciais, de serviços e públicas quanto à sua eficiência energética visando à etiquetagem dessas edificações. O INMETRO aprovou no dia 09 de março de 2021 a nova Instrução Normativa para a Classificação de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (INI-C) que aperfeiçoa o RTQ-C. Neste estudo, avaliou-se a envoltória através do método simplificado do INI-C e através do método prescritivo do RTQ-C, da edificação do Clube de Ciências da UFPA a fim de comparar seus resultados e identificar as diferenças na atualização do regulamento. 

  • PEDRO BAPTISTA FERNANDES
  • PLANEJAMENTO DE TRAJETÓRIA PARA ROBÔS MÓVEIS AUTÔNOMOS APLICANDO UM ALGORITMO DE OTIMIZAÇÃO POR ENXAME DE PARTÍCULAS COM PICOS DE DIVERSIDADE


  • Data: 08/02/2022
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  • PLANEJAMENTO DE TRAJETÓRIA PARA ROBÔS MÓVEIS AUTÔNOMOS APLICANDO UM ALGORITMO DE OTIMIZAÇÃO POR ENXAME DE PARTÍCULAS COM PICOS DE DIVERSIDADE

  • DENNER FELIPE SILVA FERREIRA
  • INVESTIGAÇÃO DE TRANSPORTE ELETRÔNICO EM SISTEMAS ORGÂNICOS CONJUGADOS

  • Data: 31/01/2022
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  • Os limites de miniaturização previstos para componentes eletrônicos a base de silício tem mobilizado pesquisas por materiais alternativos, assim estruturas baseadas em carbono, devido a versatilidade, têm ganhado maior destaque. Dentre os componentes, fios atômicos baseados em carbono são vistos como materiais promissores, devido as promessas de performance e propriedades eletrônicas, térmicas e magnéticas. Neste contexto, este trabalho investigou o transporte eletrônico utilizando métodos ab initio/ Método de Função de Green de Não-Equilíbrio em uma junção unidimensional (1D) de diâmetro atômico baseados em cadeias de carbono Cn (n de 1 a 10) entre eletrodos semi-infinitos de Ni. Encontrando então uma distinção entre a paridade ao longo do fio de carbono, estruturas tipo cumuleno e polyynes formam-se em cadeias ímpares (C2n+1) e pares (C2n) de carbono, respectivamente. Foram constatados (i) que a condutância máxima ocorre em uma tensão específica (0,20 V) para ambas paridades; (ii) a condutância para cadeias de polyynes decaem (de 151 μS para 125 μS), enquanto as cadeias de cumuleno aumentam (de 58 μS para 68 μS); (iii) a transmitância para C2n ≈ 2 × C2n+1, provocando altas correntes em C2n ; (iv) a queda da condutância em ambas as cadeias são vistas na falha na transmitância (|0,25 V|); (v) a resistência diferencial negativa (NDR) é mostrada para C2n (2 até 4) em |0,35 V| e em C10 a |0,40 V| devido a degenerescência nos níveis de LUMO’s, enquanto C2n+1 exibe ressonância em |0,30 V|; (vi) as estruturas apresentam comportamento de dispositivos tipo RTD (Diodo Túnel Ressonante) e FET (Transistor de Efeito de Campo) para C2n e C2n+1 , respectivamente.

  • FLAVIO HENRY CUNHA DA SILVA FERREIRA
  • POSICIONAMENTO INTELIGENTE DE DRONES VIA ALGORITMOS DE OTIMIZAÇÃO METAHEURÍSTICA PARA MAXIMIZAR A ÁREA DE COBERTURA DE SINAL EM AMBIENTES COM FLORESTA

  • Data: 31/01/2022
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  • Esta dissertação tem como objetivo propor uma abordagem metaheurística para otimização de arrays de drones aplicada à maximização da área de cobertura de sistemas de comunicação sem fio, contendo veículos aéreos não tripulados (UAV, em inglês) como estações-base. Para tanto, foram analisados dois tipos de redes que utilizam UAVs: uma rede Wi-Fi padrão operando a 2,4 GHz e uma rede wireless de baixa potência (LPWAN), ambas considerando ambientes medianamente ou altamente arborizados. LPWAN são sistemas projetados para trabalhar com taxas de dados baixas que mantêm, ou até mesmo melhoram, a ampla áre de cobertura fornecida por redes de alta potência. O tipo de LPWAN escolhido para estudo é o LoRa, que opera em um espectro não licenciado de 915 MHz e requer que os usuários se conectem a gateways para transmitir informações a um servidor central - neste caso, cada drone no array tem um módulo LoRa instalado e serve como um gateway não-fixo. A fim de classificar e otimizar o melhor posicionamento para cada UAV no array, três métodos concomitantes de otimização bioinspirada foram escolhidos: o cuco search (CS), o algoritmo de polinização de flores (FPA) e o algoritmo de ecolocalização de morcegos (BA). Todos esses métodos têm uma distribuição de espaço de busca baseada em voos de Lévy / Mantegna e apresentam resultados de desempenho distintos para ambos os casos de rede de drones. Os resultados da otimização de posicionamento são então simulados e apresentados via MATLAB, primeiro para a rede Wi-Fi e depois para uma rede IoT-LoRa. Além disso, um modelo de propagação ajustado empiricamente com medidas realizadas no campus da UFPA foi desenvolvido para obter um modelo de propagação em ambientes com florestas. Por fim, o posicionamento dos drones utilizando o modelo de propagação ajustado com medidas é comparado com o posicionamento utilizando o modelo teórico clássico, mostrando que o modelo ajustado é mais eficiente na representação do ambiente com florestas do que o modelo clássico usualmente utilizado em publicações recentes.

  • JOAO PAULO TAVARES BORGES
  • SIMULAÇÕES HÍBRIDAS CAVIAR E APRENDIZAGEM POR REFORÇO APLICADA PARA SISTEMAS 5G: EXPERIMENTOS COM ESCALONAMENTO E SELEÇÃO DE FEIXE

  • Data: 28/01/2022
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  • Reinforcement Learning (RL) é um paradigma de aprendizagem adequado para problemas em que um agente tem que maximizar uma determinada recompensa, enquanto interage com um ambiente em constante mudança. Esta classe de problema aparece em vários pontos de interesse na 5a Geração (5G) e na 6a Geração (6G) das redes móveis. No entanto, a falta de conjuntos de dados ou ambientes disponíveis gratuitamente para treinar e avaliar os agentes de RL é um obstáculo prático que atrasa a adoção do uso de RL em redes 5G e futuras. Esses ambientes devem ser capazes de fechar o chamado reality gap, onde os agentes de  aprendizagem por reforço, treinados em ambientes virtuais, são capazes de generalizar suas decisões quando expostos a situações reais, nunca antes vistas. Portanto, este trabalho descreve uma metodologia de simulação denominada CAVIAR, ou Communication Networks, Artificial Intelligence and Computer Vision with 3D Computer-Generated Imagery, voltada para pesquisas em métodos RL aplicados à camada física (PHY) de sistemas de comunicação sem fio. Esta metodologia de simulação é utilizada para gerar um ambiente para as tarefas de escalonamento de usuário e seleção de feixe, onde, a cada passo de tempo, o agente RL precisa escalonar um usuário e então escolher o índice de um codebook de beamforming para atendê-lo. Um aspecto fundamental desta proposta é que a simulação do sistema de comunicação e o software de inteligência artificial devem estar intimamente integrados, de modo que as ações realizadas pelo agente possam refletir de volta no loop de simulação. Esse aspecto torna a compensação de tempo de processamento versus realismo da simulação, um elemento a ser considerado. Este trabalho também descreve a modelagem dos sistemas de comunicação e agentes RL usados para experimentação, e apresenta estatísticas sobre a dinâmica do ambiente, como tráfego de dados, bem como resultados para sistemas baseline. Por fim, é discutido como os métodos descritos neste trabalho podem ser aproveitados no contexto do desenvolvimento de gêmeos digitais.

  • ALEX SANCHES MACEDO
  • ANÁLISE DE CANAL PARA A FREQUÊNCIA DE 3,5 GHz EM AEROPORTO

  • Data: 28/01/2022
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  • Para atender o aumento vertiginoso do consumo de usuários e equipamentos conectados em rede móvel, diversos trabalhos e pesquisas estão sendo propostas e desenvolvidas. No Brasil, está prevista a chegada da tecnologia 5G a partir de 2022, e que utilizará a faixa de frequência de 3,5 GHz. Partindo de quê existem poucos estudos disponíveis na literatura, quanto ao comportamento do canal, sua caracterização do canal é de importante relevância. Assim, nesta dissertação, é apresentado estudo realizado sobre a análise de canal para a frequência de 3, 5 GHz em um grande ambiente indoor, este cenário é em um saguão do Aeroporto Internacinal Val de Cans, em Belém do Pará. A campanha de medições foram realizadas para Line-Of-Sight (LOS) e por meio da sondagem de canal são extraídos os parâmetros de dispersão do canal de pequena escala. Esses parâmetros como o mean delay, delay spread, também foi verificada a banda de coerência do canal e o perfil de potência e retardos. Também foi investigado o sinal através dos modelos Floot-Interception , Close-In e suas variações são aplicados e analisados para avaliar a perda de percurso para co-polarização (V-V e H-H) e polarização cruzada (V-H e H-V). A metodologia aplicada em larga escala mostrou-se adequada com os dados para outros tipos de ambientes e outras frequências encontrados na literatura.

  • RICARDO GUEDES ACCIOLY RAMOS
  • ILUMINAÇÃO PÚBLICA COM MEDIÇÃO PONTO A PONTO E GERENCIAMENTO REMOTO: UMA EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA SMART

  • Data: 26/01/2022
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  • ILUMINAÇÃO PÚBLICA COM MEDIÇÃO PONTO A PONTO E GERENCIAMENTO REMOTO: UMA EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA SMART

  • SAULO JOEL OLIVEIRA LEITE
  • PREDIÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS DA COVID-19: UMA AVALIAÇÃO DOS PREDITORES MLP, LSTM E ARIMA

  • Data: 21/01/2022
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  • PREDIÇÃO DE SÉRIES TEMPORAIS DA COVID-19: UMA AVALIAÇÃO DOS PREDITORES MLP, LSTM E ARIMA

  • SERGIO HENRIQUE MONTE SANTO ANDRADE
  • UMA ARQUITETURA DE GERENCIAMENTO INTELIGENTE DE ENERGIA PARA RESIDÊNCIAS COM IDENTIFICAÇÃO DE MÚLTIPLOS USUÁRIOS

  • Data: 21/01/2022
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  • O Conceito de Cidades Inteligentes ou Smart Cities, propõe que uma cidade outrora não dotada(ou quase nada)de tecnologia, se modernize através da implementação contínua de Sistemas Inteligentes em seus diversos setores. Áreas como a Mobilidade, Urbanismo, Energia (Smart Grid), Saúde, Educação e Meio Ambiente, são impactadas positivamente neste processo através de uma análise de dados advindos da implementação tecnológica, trazendo mais economia financeira e de recursos naturais, conforto e bem estar para a sua população.
    Uma das implementações no contexto de Cidades Inteligentes(CI), quem vem ganhando mais espaço no cenário mundial frente às outras e também mais atenção das grandes empresas de tecnologias(Big Techs), são as residências. Estas, além da possibilidade de produzir valiosos dados acerca de seus usuários, podem contribuir significativamente para a economia energética pois fazem parte do âmago de uma das maiores fontes de consumo elétrico das cidades. Essas moradias, ao serem implementadas com tecnologias, se transformam em Smart Homes (SH) ou Casa Inteligente, que é o conceito de Lares que possuem, na sua infra estrutura total ou parcial, sistemas de Automação Residencial (AR) que visam tornar o dia-adia e as tarefas residenciais mais fáceis e confortáveis para os moradores.
    Nesta tese por agregação de artigos, se propõe desenvolvimentos no contexto da SH no campo do Hardware, Software e da Análise de Dados, que visam: (i) a extração de dados e a seleção adequada dos mesmos a serem usados como input nos sistemas de AR, (ii) Identificação dos Residentes através de Handover de Antenas Wi-Fi, (iii) a Identificação dos Eletroeletrônicos conectados à Tomadas Inteligentes (Smart Outlets) através de NFC(Near Field Communication), com o intuito de elaborar técnicas que visam economizar energia de forma individual para cada morador dentro da residência, impactando minimamente no seu conforto e bem estar pessoal, além de contribuir para o pilar Meio Ambiente e Energia das Smart Cities.

2021
Descrição
  • LUIZ FELIPE DE SOUSA
  • Imputação de dados ausentes no monitoramento de integridade estrutural

  • Data: 23/12/2021
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  • Um problema comum em grandes conjuntos de dados é a informação ausente, seja por falha nos sensores de captura, perda no transporte, ou outra situação que culmine com a perda de dados. Diante desta situação, é frequente que a decisão do pesquisador seja desconsiderar os dados ausentes, removê-los do conjunto, no entanto, essa exclusão pode gerar inferências que não são válidas, principalmente se os dados que permanecem na análise são diferentes daqueles que foram excluídos. Para lidar com este problema em conjuntos de dados de monitoramento de integridade estrutural (Structural health monitoring - SHM), este trabalho faz uso de redes neurais recorrentes Gated Recurrent Units (GRU) e Long Short-Term Memory (LSTM), para realizar a tarefa de imputação de dados ausentes. Em uma etapa anterior à imputação, foi realizada a amputação artificial dos dados, assumindo o mecanismo de dados ausentes Missing Completely at Random (MCAR), em percentuais de 25, 50 e 75%. As técnicas de imputação foram avaliadas com o uso da métrica Mean Absolute Percentage Error (MAPE). Posteriormente, foi aplicada a etapa de detecção de dano, as bases imputadas foram submetidas aos algoritmos Mahalanobis Square Distance (MSD) e Kernel principal component analysis (kPCA) a fim de se obter as taxas de erros T1 e T2 detectadas. A partir dos resultados obtidos, foi possível observar que o uso da LSTM na imputação dos dados, alcançou resultados melhores que a GRU em todas as taxas de amputação, este melhor desempenho pode também ser notado na etapa de detecção de dano, onde as bases imputadas por LSTM alcançam melhores resultados de detecção de erros T1 e T2.

  • ADRIANA MEDEIROS PINHEIRO
  • CLASSIFICAÇÃO DE RANSOMWARE UTILIZANDO ALGORITMOS DE MACHINE LEARNING

  • Data: 22/12/2021
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  • CLASSIFICAÇÃO DE RENSOMWARE UTILIZANDO ALGORITMOS DE MACHINE LEARNING

  • ANDERSON JOSE COSTA SENA
  • DESCARGAS PARCIAIS RESOLVIDAS EM FREQUÊNCIA COM BASE EM CONTAGEM
    ESPECTRAL DE PULSOS

  • Data: 16/12/2021
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  •  

    Uma metodologia de classificação de descargas parciais (DPs) com base em contagem espectral de pulsos é proposta e apresentada neste trabalho. Os dados de contagem espectral são processados usando uma técnica proposta (PD Spectral Pulse Counting Mapping - PD-SPCM), que leva a um mapa de descargas parciais resolvidas em frequência (Frequency-Resolved Partial Discharges - FRPD). O mapa proposto é então usado para detecção e classificação de DPs. Neste trabalho, FRPDs de corona e ranhura são apresentados em bandas de frequência de até 500 MHz, obtidos a partir de medições de laboratório realizadas usando duas barras estatóricas de hidrogeradores. Os sinais eletromagnéticos das DPs foram capturados usando uma antena patch e um analisador de espectros. As DPs corona e ranhura foram escolhidas para análise porque uma pode ser classificada equivocadamente como a outra pelo fato delas poderem apresentar mapas semelhantes de DP resolvidas em fase (PRPD) e podem ocupar as mesmas bandas espectrais. Além disso, as DPs corona e ranhura podem ocorrer simultaneamente. Os resultados obtidos mostram que as DPs corona e ranhura podem ser devidamente identificadas utilizando a metodologia desenvolvida, mesmo quando ocorrem simultaneamente e nas mesmas bandas espectrais. Isso é possível porque, como é demonstrado experimentalmente, DPs corona e ranhura têm níveis apreciáveis de contagem espectral de pulsos em bandas particulares do espectro de frequência.



  • FÁBIO VINÍCIUS VIEIRA BEZERRA
  • DETECÇÃO DA DEGRADAÇÃO DE CONTATOS ELÉTRICOS EM BAYS DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA VIA ANÁLISE ESPECTRAL DA CORRENTE DE CARGA

  • Data: 16/12/2021
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  • A presente tese visa o desenvolvimento de um sistema de diagnóstico do estado de degradação de contatos elétricos, com o objetivo principal de implantar um sistema de manutenção preditiva de chaves seccionadoras, transformadores de corrente, e disjuntores em bays de subestações de transmissão/distribuição de energia elétrica. A principal característica do sistema de diagnóstico aqui proposto, é que o mesmo produzirá indicadores preditivos do estado de degradação dos contatos elétricos do sistema em operação, com base na análise espectral da corrente de carga que flui pelos mesmos. O espectro de frequência da corrente de carga é obtido pela transformada de Fourier e é dividido em duas parcelas, sendo que a primeira representa as distorções harmônicas inerentes à própria natureza das cargas não lineares supridas pelo sistema elétrico em operação, e a segunda representa as distorções harmônicas de altas frequências que estão associadas, entre outras, a micro descargas parciais devido às imperfeições dos contatos elétricos, oriundas do processo de degradação dos mesmos, devido a operação contínua. Uma relação entre as potências associadas aos espectros de frequência dessas parcelas é utilizada como métrica para quantificar a degradação dos contatos elétricos. Portanto, para a implantação do sistema de diagnóstico proposto não se faz necessário novos investimentos em equipamentos de medição, sendo suficiente a infraestrutura de medição já existente, representada pela infraestrutura de oscilografia digital existente nas subestações. Com a implantação do sistema de diagnóstico preditivo aqui proposto, as empresas passarão a dispor de uma ferramenta moderna de monitoração de suas instalações elétricas, dando suporte à implementação de novas funções de manutenção preditiva típicas do novo cenário das redes de energia  Inteligentes. Testes realizados em bancada utilizando uma fonte de corrente CC e disjuntores de 230 kV foram fundamentais para a validação do indicador de degradação de contatos proposto na tese. Resultados preliminares da aplicação da técnica aqui proposta com dados reais obtidos de subestações de 230 kV integrantes do Sistema Interligado Nacional brasileiro (SIN), indicam a eficácia do procedimento de diagnóstico proposto.

  • LENA VEIGA E SILVA
  • ESTRATÉGIAS PARA ANÁLISE DE SUBNOTIFICAÇÕES DE MORTALIDADE EM EPIDEMIAS OCORRIDAS NOS PAÍSES EM DESENVOLVIMENTO: UM ESTUDO DE CASO DA COVID-19 NO BRASIL

  • Data: 10/12/2021
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  • O impacto de epidemias ao longo da história tem sido devastador, representando uma ameaça à saúde pública e exigindo ações imediatas e efetivas das autoridades. As consequências são ainda maiores quando são disseminadas em países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, que costumeiramente apresentam cenários com altas taxas de subnotificações. Em tais circunstâncias, medidas de investigação, controle, prevenção e orientação se tornam necessárias em um cenário epidemiológico. A investigação do comportamento de epidemias passadas a partir de dados de séries históricas pode contribuir para definir padrões e auxiliar em previsões mais realistas de novas doenças ou das já conhecidas. Neste cenário, esta tese apresenta estratégias de análise de subnotificações de epidemias, baseadas em séries temporais, aplicadas em países com desigualdades sociais, com condições precárias de serviços de saúde, rede de diagnóstico inadequadas, que apresentam falhas na divulgação dos dados relacionados à doença. As estratégias são baseadas em modelos de previsões de séries temporais, geradas por técnicas de aprendizado de máquina, usadas para prever o comportamento esperado de ocorrências de epidemias, revelando outliers, a fim de criar cenários mais próximos dos reais e fornecer subsídios às autoridades públicas para tomadas de decisão baseadas em evidências. Como forma de mostrar a efetividade da proposta, a pandemia da COVID-19 no Brasil é empregada como estudo de caso.

  • JOSE WELITON DE OLIVEIRA ARAUJO
  • EFEITOS DE ISOMERIA PARA O TRANSPORTE ELETRÔNICO EM NANODISPOSITIVOS COM ELETRODOS DE CARBYNE

  • Data: 24/11/2021
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  • O campo de estudo voltado para a nanociência teve grande desenvolvimento nas últimas décadas. Estudos teóricos sobre modelagem de transporte eletrônico em materiais orgânicos semicondutores proporcionaram um progresso importante na área da nanotecnologia. Dentre esses materiais moleculares destacamos uma classe de compostos formada por átomos de carbono com moléculas pi conjugadas, a bipiridina, caracterizada por dois anéis piridina. Neste trabalho nós estudamos as propriedades de transporte eletrônico em junções moleculares formadas por isômeros de bipiridina, como região central e eletrodos de os de carbyne. Através de cálculos de primeiros princípios, baseados em Teoria do Funcional da Densidade (DFT), combinada com as Funções de Green de Não-Equilíbrio (NEGF) obtemos propriedades importantes como a corrente elétrica, condutância diferencial, transmissão e canais de condução. Os resultados mostraram que a presença de átomos de nitrogênio na interface molécula-eletrodo afeta fortemente o acoplamento da junção, proporcionando uma melhor condução eletrônica, isto é corroborado pelos autocanais eletrônicos. As propriedades de transporte analisadas revelaram que em pontes de bipiridina, os dispositivos com eletrodos de carbyne, apresentaram melhor performance, se comparados a outros trabalhos que utilizaram eletrodos metálicos (Au, Cu e Ag) ou eletrodos de grafeno. Os resultados exibiram comportamento do tipo Transistor de Efeito Campo (FET) quando os dispositivos são formados por isômeros simétricos, enquanto que para os sistemas assimétricos obtivemos características de Diodo Molecular (MD).

  • DANIEL LEAL SOUZA
  • INTERCOMUNICAÇÃO DINÂMICA E PESQUISA BASEADA EM CRUZAMENTO BLX COM HISTÓRICO DE TRAJETÓRIA APLICADA AO ALGORITMO DE OTIMIZAÇÃO POR MULTI-ENXAME DE PARTÍCULAS COM PARÂMETROS DE CONTROLE SEMI-ESTOCÁSTICOS

  • Data: 11/11/2021
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  • Este trabalho apresenta um conjunto de metaheurística híbridas, baseadas na utilização das estratégias evolutivas em conjunto com os algoritmos de otimização por enxame de partículas clássico e quântico sob um ambiente multi-enxame com topologia mestre-escravos. Neste contexto, são empregadas novas heurísticas voltadas para o controle de aglomeração de enxames e mutação de réplicas de partículas (máquina de inferência Fuzzy Mamdani), bem como o uso de métodos de busca local com monitoramento de convergência baseado no histórico de melhores globais. Os algoritmos são denominados Fuzzy Competitive Evolutionary Multi-Swarm Optimization With Convergence Monitoring (FCEMSO-CM) e Fuzzy Competitive Quantum-Behaviour Evolutionary Multi-Swarm Optimization With Convergence Monitoring (FCQEMSO-CM). Para efeito de validação dos resultados, serão utilizados vinte problemas de benchmark não-restritivos e quatro problemas de engenharia presentes em diversas publicações científicas: Projeto de Viga de Aço (WBD); Peso da Tensão/Compressão sobre Mola (MWTCS); Projeto de Redutor de Velocidade (SRD); Projeto de Vaso de Pressão (DPV). Os algoritmos são propostos sob a arquitetura de computação paralela massiva CUDA, proporcionando uma distribuição de dados mais adequada em relação a organização dos enxames, bem como a diminuição significativa do tempo de processamento. Com a aplicação das estratégias evolutivas nos algoritmos PSO e QPSO, bem como as heurísticas de controle de aglomeração e busca local baseada em monitoramento de convergência, as soluções propostas neste documento oferecem diversas vantagens, como a melhoria na capacidade de busca e controle da taxa de convergência.

  • SHIRLEY KAROLINA DA SILVA FERREIRA
  • Classificação de Imagética Motora Implícita com Base no ERD/ERS de sinais EEG

  • Data: 28/10/2021
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  • A imagética motora é uma atividade mental que pode ser utilizada como base para sistemas de Interface-Cérebro Máquinas, protocolos de reabilitação e de neurofeedback. Como abordado em diversos trabalhos, esta atividade pode ser estimulada de forma explícita, através de paradigmas experimentais em que a prática mental é estimulada por repetidas vezes. Porém, estudos demonstram que a imagética motora pode ser engajada através da rotação mental, quando os estímulos consistem em partes do corpo. A pesquisa envolvendo o uso de Inteligência Artificial aplicada no reconhecimento da lateralidade da mão através de uma imagética motora implícita, oriunda da rotação mental e a influência dos estímulos sob o desempenho do classificador, ainda se encontra pouco descrita na literatura. Dessa forma, este trabalho investiga e propõe o uso de classificador incorporado a um jogo de reabilitação, baseado no protocolo de rotação mental da mão, no qual engaja processos de imagética motora. A partir dos níveis de ERD e ERS extraídos dos sinais EEG, a pesquisa realiza a automação da identificação da lateralidade da mão, tendo como bases estes valores de dessincronização e sincronização. Os resultados mostram que é possível a incorporação de IA nesta tarefa, além de identificar o melhor setup para a execução do problema e a influência visual do estímulo no desempenho do classificador. 

  • FABIO BARROS DE SOUSA
  • Análise do Desempenho de Sistemas de Comunicação com Filtro Acústico Óptico e Fibra de Cristal Fotônico para a Regeneração de Sinais.

  • Data: 08/10/2021
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  • Através desse trabalho buscou-se investigar o desempenho de sistemas de comunicação por fibra óptica com o auxílio de técnicas de regeneração de sinais, como a 2R (Reamplificação e Reformatação) e a 3R (Reamplificação, Ressincronização e Reformatação) baseadas nos efeitos não lineares do tipo Kerr: automodulação de fase (self-phase modulation – SPM), modulação de fase cruzada (cross-phase modulation - XPM) e mistura de quatro ondas (fourwave mixing – FWM). Para isso, foi utilizado o software comercial OptiSystem para projetar três sistemas de comunicação com arquitetura interferômetro de Mach-Zehnder (Mach-Zehnder interferometer - MZI) composto por um filtro acústico óptico (acousto-optic filter - AOF) e fibra de cristal fotônico altamente não linear (highly non-linear photonic crystal fiber - HNL-PCF). O objetivo foi alcançado através da busca interativa da solução da equação não linear de Schrödinger (Nonlinear Schrödinger Equation - NLSE) em que utilizou-se o método de passo alternado de Fourier (split step Fourier method - SSFM), onde nas simulações a potência do sinal de entrada, o comprimento do link e a diferença de frequência entre o sinal de entrada e o de bombeio foram utilizados como figuras de mérito para as análises do desempenho dos sistemas propostos para a taxa de transmissão de 10 Gb/s. Os resultados foram encontrados em função dos diagramas de olho, das formas dos pulsos e dos espectros ópticos de entrada e de saída dos sistemas, através da comparação entre os valores do fator de qualidade (Fator Q), da taxa de erro de bit (BER), altura do olho, timing Jitter e da relação sinal ruído óptico (optical signal-to-noise ratio - OSNR) dos sinais degradados e regenerados. Portanto, pode-se afirmar que através desses projetos foi possível realizar as regenerações 2R e 3R totalmente ópticas de maneira satisfatória e com ótimos valores de desempenho. Em suma, esta tese foi escrita e organizada utilizando-se três dos artigos publicados em revistas, mas com as devidas adaptações, ficando os capítulo, da seguinte maneira: Nos capítulos 1 e 2 foram apresentados respectivamente, os sistemas de regeneração 2R e 3R baseados em MZI com AOF e HNL-PCF e no capítulo 3 os sistemas de regeneração totalmente óptica com modulação híbrida e com modulação de chaveamento on-off (on-off keying - OOK) com codificação retorno ao zero (return to zero - RZ) e não retorno ao zero (non-return-to-zero - NRZ). E finalmente no capítulo 4 a conclusão geral, trabalhos futuros, publicações e submissões em revistas e congressos, assim como também os apêndices com os prints dos artigos publicados em revistas como primeiro autor e coautor. 

  • VINICIUS BORGES ANDRADE
  • Análise Técnico-Econômica da Inserção de Geração Distribuída Fotovoltaica em Redes de Distribuição: Estudo de Caso do Sistema Elétrico de uma Cidade Universitária

  • Data: 07/10/2021
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  • Com o crescimento do uso de fontes alternativas de energia, há um grande interesse na integração de unidades de geração distribuída (GD), fazendo com que o Sistema Elétrico de Potência (SEP) opere não mais de forma unidirecional, mas sim com um fluxo de potência bidirecional. Por isto, a GD representa grandes benefícios para o sistema elétrico, entre eles estão o adiamento de investimentos em expansão dos sistemas de transmissão e distribuição, o baixo impacto ambiental, a redução no carregamento das redes, a minimização das perdas técnicas, melhoria no perfil de tensão e a diversificação da matriz energética. Sendo assim, devido a este crescimento em redes de distribuição, justificam-se incentivos ao desenvolvimento de ferramentas computacionais que auxiliem em estudos próximos do comportamento real. Portanto, o presente trabalho tem por objetivo analisar os principais impactos em regime permanente da geração distribuída fotovoltaica (GDF) na rede de distribuição da Universidade Federal do Pará (UFPA). Para isto, foi feita uma revisão bibliográfica dos principais estudos envolvendo estes impactos. Em seguida, para a modelagem, escolheu-se o software OpenDSS. Foram determinados os cenários de simulações de penetração de GDF. As análises foram feitas em curvas de carga para um dia útil, sábado e domingo. A aquisição das curvas de carga foi feita através do software Sistema de Gerenciamento de Energia Elétrica (SISGEE), que monitora online grandezas elétricas dos prédios da UFPA, como consumo, potência, tensão, corrente, dentre outras. Para uma análise mais real foram aquisitados dados de temperatura ambiente e irradiância da região de Belém do Pará. Além disto, foram utilizados dados comerciais de um painel fotovoltaico e um inversor. Os resultados mostraram o impacto significativo da inserção de GDF na melhora ou piora do perfil de tensão da rede, resultando em alguns casos de sobretensão, redução ou aumento das perdas técnicas verificadas nas linhas e transformadores, a depender do nível de penetração fotovoltaica e sua localização, além do benefício financeiro e ambiental.

  • WESIN RIBEIRO ALVES
  • Redes Neurais com Aprendizagem Profunda Aplicadas à Estimação de Canais Sem Fio MIMO

  • Data: 06/10/2021
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  • Este trabalho pesquisa e apresenta contribuições sobre o problema de estimação de canal em sistemas sem fio de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO - Multiple Inputs Multiple Outputs) com ondas milimétricas considerando conversores analógicos digitais (ADC - Analog-to-Digital Converters) de baixa resolução. Três modelos estimadores de canais baseados em redes neurais com aprendizagem profunda (DL - Deep Learning) são apresentados: o modelo de estimação casada, a não-casada, e a estimação com transferência de aprendizado profundo (DTL - Deep Transfer Learning). Os modelos DL utilizam as Redes Neurais Convolucionais (CNN - Convolutional Neural Networks) para extrair atributos usando bases de dados geradas pela metodologia Raymobtime para os cenários de Pequim e Rosslyn. Nos experimentos realizados nesta tese, sinais “pilotos” foram transmitidos e utilizados como entrada para os modelos DL, que devolvem a matriz de canal estimada na saída. No total, foram realizados seis experimentos diferentes. O primeiro experimento fez uma comparação entre os modelos casado, não-casado e com DTL alternando os cenários de Pequim e Rosslyn como fonte de dados. O segundo comparou diferentes procedimentos de geração de canal incluindo modelos que realizavam um pós-processamento nas simulações de traçado de raios (RT - ray-tracing), o que incorporava conjuntos de antenas MIMO nas simulações RT, e os que usavam parâmetros aleatórios para gerar canais. O terceiro experimento fez uma investigação detalhada sobre o procedimento de geração de canal com parâmetros aleatórios. O quarto considerou a técnica de aumento de dados para treinar modelos de estimação de canal. O quinto comparou variações do modelo DL considerando dados multimodais disponíveis no Raymobtime. O sexto e último experimento comparou o modelo proposto nessa tese com o modelo baseado em Redes Generativas Adversarias condicionais (cGAN - conditional Generative Adversarial Networks). Os resultados desses experimentos apontam que o modelo baseado em DTL possui um custo computacional menor comparado ao que utiliza o modelo DL. Em relação à metodologia Raymobtime, incorporar conjuntos de antenas MIMO nas simulações RT produz cenários mais favoráveis para a tarefa de estimação de canal. Considerando os resultados obtidos, como conclusão geral da tese, observa-se a grande importância da metodologia adotada para avaliação das técnicas de estimação de canal que são baseadas em aprendizado de máquina. Por exemplo, a maneira como as matrizes de canal são geradas, influenciam bastante os resultados dos experimentos, assim como a definição dos conjuntos de treino e teste.

  • PITTHER NEGRÃO DOS SANTOS
  • OTIMIZAÇÃO DE NANOANTENAS YAGI-UDA MODIFICADAS USANDO GAPSO ADAPTATIVO FUZZY

  • Data: 01/10/2021
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  • Este trabalho apresenta uma otimização das características de radiação e absorção de nanoantenas Yagi-Uda (YU) modificadas. São consideradas quatro geometrias de antenas: YU convencional limentado por fonte de tensão e linha de transmissão, e YU com um elemento de loop alimentado por fonte de tensão e linha de transmissão. As quatro geometrias propostas são pela inserção e combinação de novos elementos com diferentes espaçamentos e tamanhos. Inicialmente foi realizada a modelagem matemática destas antenas via Método dos Momentos (MoM) linear para determinação da diretividade, ganho, impedância de entrada e a eficiência de radiação. Depois esta modelagem foi utilizada simultaneamente com o método de otimização chamado AGPSO adaptativo Fuzzy, que é resultante da hibridização entre o algoritmo genético (AG) e otimização por enxame de partículas (PSO), com um sistema fuzzy utilizado para adaptar alguns parâmetros deste último. Este método hibrido foi utilizado para encontrar os melhores espaçamentos entre os elementos e seus comprimentos de tal forma a se obter melhor diretividade, ganho, eficiência e impedância de entrada. Os resultados otimizados mostram que as nanoantenas YU modificadas apresentam melhores características do que antenas YU convencionais.

  • ISA CRISTINA CARVALHO DE ANDRADE
  • CRIAÇÃO DE UM MODELO DE CLASSIFICAÇÃO DE TWEETS EM PORTUGUÊS RELACIONADOS A CRIMES UTILIZANDO MÁQUINA DE VETORES DE SUPORTE

  • Data: 24/09/2021
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  • CRIAÇÃO DE UM MODELO DE CLASSIFICAÇÃO DE TWEETS EM PORTUGUÊS RELACIONADOS A CRIMES UTILIZANDO MÁQUINA DE VETORES DE SUPORTE

  • ANDREY KAZUYA NAKAMURA
  • UM NOVO MÉTODO DE ALOCAÇÃO DE POTÊNCIA UTILIZANDO ZERO-FORCING EM REDES CELL-FREE MMIMO COM RESTRIÇÕES NA CAPACIDADE DO FRONTHAUL

  • Data: 22/09/2021
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  • A quinta geração de redes celulares (5G) atualmente é uma realidade, com redes implanta das ao redor do mundo e dispositivos com suporte ao 5G disponíveis comercialmente. Um de seus componentes são sistemas massivos de múltiplas entradas e múltiplas saídas livres de células (CF-mMIMO), em que um grande número de pontos de acesso (AP) são distribuídos pela rede e servem simultaneamente todos os equipamentos do usuário (UEs) através do mesmo bloco de tempo-frequência. De maneira a atenuar a interferência entre os APs, esquemas de precodificação lineares são implementados na rede, dos quais conjugate beamforming (CB) e zero-forcing (ZF) são alguns dos métodos mais comuns, sendo o ZF o foco deste trabalho. CF-mMIMO tem o potencial de melhorar capacidade, confiabilidade e equidade entre todos os usuários na rede, sendo o último normalmente alcançado ao maximizar a capacidade mínima dos usuários através da alocação ideal de potência. Contudo, a alocação ideal de potência é um problema não-determinístico polinomial (NP)-difícil, e diferentes estratégias foram desenvolvidas de maneira a encontrar uma solução subótima. Mais especificamente, a solução subótima normalmente é obtida utilizando-se do método de bisseção ou métodos heurísticos. O primeiro tem a desvantagem de um custo computacional alto, enquanto o último pode não obter um bom desempenho dependendo das métricas avaliadas. Além disso, o ZF é um método centralizado, o que significa que o a precodificação linear e a alocação de potência são realizados pela CPU. Este trabalho propõe um novo método para encontrar uma solução subótima para o problema de otimização max-min, com um custo computacional menor que o método de bisseção ao mesmo tempo que este obtém resultados melhores que ambos método de bisseção e heurístico, dependendo das métricas avaliadas, além de também analisar o impacto na performance de se comprimir a informação do estado do canal.

  • DAVI CARVALHO MOREIRA
  • ANÁLISE DE SOBRETENSÕES TRANSITÓRIAS MUITO RÁPIDAS DURANTE FALHAS EM SUBESTAÇÕES ISOLADAS A GÁS

  • Data: 17/09/2021
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  • Esta tese de doutorado desenvolve uma análise de sobretensões transitórias muito rápidas (VFTOs), experimentadas por subestações isoladas a gás (SIGs), que ocasionam falhas de chaves seccionadoras (CSs) e disjuntores (DJs). Um modelo de múltiplas centelhas, para equipamentos de manobras em SIG, foi desenvolvido e proposto para analisar todo o processo de geração de VFTO. As simulações foram implementadas utilizando um programa de transitórios eletromagnéticos, com modelos de circuitos equivalentes para análise de alta frequência. Os parâmetros das VFTOs obtidas nas simulações computacionais, como por exemplo, componentes oscilatórias, valor de pico, tempo de subida e número de oscilações, foram consistentes com as medições de VFTOs realizadas no ensaio em campo, validando a modelagem dos componentes implementados no estudo e permitindo assim uma avaliação consistente da falha. A severidade das VFTOs obtidas por simulação computacional e observadas no DJ, foi considerada alta devido terem apresentados parâmetros consideravelmente maiores que a referência. Os resultados das simulações computacionais, indicaram que as falhas ocorreram em uma tensão abaixo da tensão suportável de impulso atmosférico com uma quantidade elevada de centelhas. Após uma análise completa da falha, considerando os resultados das simulações computacionais, registros de oscilografias e exames visuais, foi possível concluir que o fechamento manual da CS produziu centelhas excessivas e estresses anormais no dielétrico da região do campo elétrico não homogêneo do DJ, impactando desta forma na redução da rigidez dielétrica do gás SF6 até a geração de arco elétrico de alta intensidade entre o anticorona e o invólucro

     

    Segue o artigo publicado em periódico A1 - Qualis CAPES:

    Analysis of VFTO during the failure of a 550-kV gas-insulated substation (MOREIRA et al., 2020). Publicado na revista Electric Power Systems Research (ISSN: 0378-7796 / Qualis CAPES A1 (Engenharia IV): Fator de Impacto 3,211: JCR 2019);

  • ALESSANDRE SAMPAIO DA SILVA
  • TRANSPORTE ELETRÔNICO EM ALÓTROPOS DE CARBONO DOPADOS

  • Data: 14/09/2021
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  • Neste trabalho é apresentada a investigação teórica do transporte eletrônico de uma série de dispositivos de dois terminais baseados em nanofitas de Phagrafeno dopadas. Os dispositivos foram separados em duas famílias de fitas, cuja localização da dopagem substitucional determina o grupo, podendo ser em um sítio central na região espalhadora com -BN ou nas terminações de borda zigzag com -N. Os cálculos foram baseados na metodologia híbrida DFT-NEGF implementada no pacote TRANSIESTA. Nossos resultados para família 1 mostraram que o dispositivo com bordas zigzag (PHAGBNZZ) sofre a transição metal-semicondutor operando em duas janelas de tensão com uma assinatura de um transistor de efeito campo (FET). No dispositivo armchair (PHAGBNARM) ocorre a transição semicondutor-metal, operando como um chaveador para baixas tensões e como FET para tensões a partir de 0,2 V. Por outro lado, a espectroscopia eletrônica de tunelamento inelástico (IETS) revelou que os dispositivos da família 1 sofrem pouca influência dos canais inelásticos no transporte, sendo o tunelamento majoritariamente elástico. Para a família 2, o dispositivo de menor largura (PHAGNZZ1) mostra um comportamento metálico, sofrendo a transição metal-semicondutor com o aumento da tensão, operando como um dispositivo FET. O dispositivo de maior largura (PHAGNZZ2) apresenta o comportamento de um isolante topológico (TI), operando em duas janelas de tensão, como FET para baixas tensões, mostrando transição TI-semicondutor, e diodo túnel ressonante (RTD) para tensões entre 0,2 e 0,45 V, evidenciado pela resistência diferencial negativa (NDR). Analisando toda a janela de tensão, a curva I-V do dispositivo PHAGNZZ2 exibe uma assinatura similar à de um dispositivo limitador de corrente que chamamos de Molecular Positive Electronic Transition (MPET).

  • ISABELA PAMPLONA TRINDADE
  • GERAÇÃO DE CANAIS MASSIVE MIMO REALISTAS USANDO RAY-TRACING: MELHORIAS NA METODOLOGIA RAYMOBTIME

  • Data: 08/09/2021
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  • As técnicas de múltiplas entradas e sa das (MIMO) usando propagação de ondas milimétricas ı́ (mmWave) são essenciais para atingir as taxas de bits esperadas para sistemas 5G e 6G. A evolução desta tecnologia conta com bons conhecimentos sobre os canais de propagação. O ray-tracing surge como uma boa opção entre as abordagens de modelagem determin stica de canais, ı́ evitando o alto custo de realização de campanhas de medição com sondagem de canal nessas altas frequências. Esta dissertação apresenta melhorias na metodologia de simulação chamada Raymobtime, que combina dois softwares diferentes: uma simulação de tráfego de ve culos ı́ (SUMO) e uma simulação de traçado de raios (Remcom’s Wireless InSite), a fim de gerar canais realistas que garantam alguns requisitos de canal MIMO como o consistência de tempo espacial, quando há variações suaves de canal entre usuários intimamente separados ou quando eles se movem. As melhorias na metodologia Raymobtime desenvolvidas nesta dissertação incluem uma caracterização de canal dos conjuntos de dados criados, usando parâmetros como ângulo e propagação de atraso. Além disso, o trabalho analisa uma estratégia para agilizar as simulações: utilizar um setup genérico com antenas omnidirecionais na simulação, com uma etapa de pós-processamento aplicando o canal do modelo geométrico. Os resultados apresentados mostram o impacto desta abordagem em métricas, como capacidade de canal e estimativa de canal usando aprendizado profundo.

  • PEDRO BEMERGUY
  • ANÁLISE DOS REQUISITOS DE SINCRONISMO DE FREQUÊNCIA E TEMPO PARA INTEGRATED ACCESS BACKHAUL

  • Data: 03/09/2021
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  • As redes backhaul evoluíram substancialmente ao longo da história de desenvolvimento de redes de telefonia celular. Com o interesse crescente em implementar densas redes de telefonia celular, um backhaul sem fio tornou-se uma solução viável para reduzir os custos de implementação e manutenção. Em particular, no cenário 5G New Radio (5G NR), o conceito de Integrated Backhaul Access (IAB) foi proposto como uma solução que torna o desenvolvimento de redes densas uma opção efetiva em termos de custo. Nesses cenários, um sincronismo através do ar é essencial para estabelecer um conhecimento em comum em termos de tempo e frequência, o qual ainda não foi adequadamente estudado segundo o nosso conhecimento até hoje. Diante desse contexto, esse trabalho tem o interesse em analisar os desafios de se obter um sincronismo distribuído em termos de tempo e frequência com foco em particular em um sincronismo atrav\és do ar baseado em pilotos. O problema fundamental para esse tipo de sincronismo consiste na recuperação do instante do tempo em que o piloto chegou e a estimação do erro de frequência da portadora. Consequentemente, esse trabalho explora diferentes estratégias usando PI loop com o intuito de melhorar as estimativas de tempo e frequência. Ao final de tudo, essa dissertação analisa a performance do procedimento de sincronismo estudado em relação com os requisitos de sincronismo propostos pelo 3GPP para cenários de multiple input multiple output (MIMO), carrier aggregation (CA) e Time division duplex (TDD).

  • IGOR RAMON SINIMBU MIRANDA
  • Projeto de Antenas de Microfita para o 5G

  • Data: 03/09/2021
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  • Neste trabalho estudamos diferentes antenas de microfita para a faixa 3,5 GHz do 5G. A primeira diferença entre as antenas se dá pela utilização de sílica ( εr  =4.4) como substrato das antenas de 1 a 3 e do niobato de bismuto dopado com pentóxido de vanádio (εr  =47.8) para as antenas de 4 a 6. A utilização do Niobato de bismuto ocasionou a miniaturização das antenas, como prevê a literatura, sendo uma característica desejável para o 5G. Além disso, foram modeladas nas antenas 2 e 5, através do método de expansão de ondas planas (PWE), estruturas periódicas no substrato das antenas visando aprimorar suas características de radiação. Similarmente, utilizamos estruturas do tipo Mushroom-like (cogumelos) nas antenas 3 e 6, a fim de aprimorar os parâmetros das antenas como ganho, por exemplo. Todas as antenas foram modeladas no software GNU Octave e simuladas nos softwares Ansys HFSS e CST Studio 2019. Os melhores resultados para as antenas de sílica foram da antena 3 com 7,7 dB de ganho, 0.11 GHz de largura de banda e -25 dB de coeficiente de reflexão. Já entre antenas de Niobato de Bismuto a que obteve melhores resultados para essa aplicação foi a antena 6 com 3.6 dB de ganho, 0.08 GHz de largura de banda e -20 dB de coeficiente de reflexão. 

  • FRANCISCO DIEGO MARTINS NOBRE
  • DIVISORES DE POTÊNCIA POR TRÊS (1X3) NÃO-RECÍPROCOS NA FAIXA DE TERAHERTZ BASEADOS EM GRAFENO

  • Data: 31/08/2021
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  • O presente trabalho investigou-se dois novos tipos de divisores de potência não-recíproco, baseado em grafeno, que operam na região de THz. Os componentes desenvolvidos dividem apotência do sinal de entrada entre três portas de saída e, outrossim, possui propriedades de isolamento,isto é, uma fonte de sinais conectada à porta de entrada é protegida contra possíveis reflexões indesejadas oriundas das portas de saída. Os dispositivos consistem de um ressonador de grafeno em forma de disco eseis guias de onda conectados a ele. Esses elementos são depositados em substrato dielétrico de dióxido de silício (SiO 2 ), polisilício (Si-poli) e silício (Si), sendo o ressonador de grafeno submetido a um campo magnético DC externo igual a B 0 =0,29 T para ambos os divisores. O princípio de funcionamento dos dispositivos consiste na ressonância dipolar do ressonador magnetizado. O nível de divisão da potência de entrada entre as três portas de saída está em torno de -6 dB e o isolamento da fonte em relação às portas de saída é melhor do que -15 dB em uma banda com largura igual a 3,4% para divisor (T σ1 ) e (T σ2 ) com a frequência central de operação dos divisores aproximadamente 7,45 THz. Foi utilizado o software COMSOL Multiphysics para calcularmos numericamente os resultados.

  • YURI HERNAN SANTOS BARBOSA
  • TÍTULO DO TRABALHO:ESTRATÉGIA DE OTIMIZAÇÃO DE SPREADING FACTOR PARA TECNOLOGIA LORA EM SITUAÇÃO DE MOBILIDADE: UMA ABORDAGEM BASEADA EM SISTEMAS FUZZY

     

  • Data: 31/08/2021
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  • Os avanços tecnológicos vêm mudando drasticamente a maneira como interagimos com as “coisas” presentes no mundo a nossa volta, onde as redes IoT desempenham um papel importante nestas revoluções. Tendo em vistas a comunicação como ponto central que permite todas as “coisas” fazerem parte deste mundo conectado, juntos para formar a rede de “Internet das Coisas”. A comunicação sem fio fornece os benefícios da mobilidade, tornando fácil adicionar mais dispositivos à rede e facilitando fornecer a qualquer objeto a capacidade de se conectar à internet. Atualmente, existem várias tecnologias de comunicação sem fio desenvolvidas para diferentes necessidades, variando de curto alcance a médio e longo alcance, através do protocolo LoRaWAN, vem se tornando o foco de várias e pesquisa em todo o mundo. O servidor de rede LoRa tem capacidade de gerenciar a configuração de transmissão de cada nó individualmente para maximizar a vida útil da bateria e as capacidades da rede, por meio do Adaptive Data Rate, porém o sistema precisa de algumas medidas e condições de canal favoráveis para executar a configuração Data Rateinerente a metodologia, somente realizada após a confirmação dos últimos 20 uplink bem sucedidos,ou seja, essa configuração não pode ser utilizada emsituações, onde os endnodes e/ou gateawaysestão em movimento. Por tanto, este trabalho é baseado em medições de campo, na frequência de 915MHz, tem como objetivo implementar e testar um controle utilizando lógica fuzzy, que execute a configuração de Data Rate na tecnologia LoRa em situação de mobilidade, de formas inteligentes através de tomada de decisão e com o intuito de otimizar diversos aspectos como a área de cobertura, potência recebida, condições do canal, tempo no ar entre outros.

  • GEAM WILLIAM PFEIFF
  • Métodos de detecção de fraudes em redes elétricas inteligentes utilizando técnicas de aprendizado de máquina

  • Data: 31/08/2021
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  • As perdas não técnicas, na maioria dos casos ocasionadas por fraudes, são as principais causadoras dos prejuízos financeiros das concessionárias de energia elétrica. Essas perdas diminuem drasticamente a qualidade das redes elétricas, aumentando os riscos de blackout, curtos-circuitos e avarias de equipamentos. Desta forma, torna-se estratégico o desenvolvimento de métodos que consigam detectar perdas não técnicas. Esta dissertação apresenta dois métodos desenvolvidos e validados para a detecção de perdas não técnicas em redes elétricas inteligentes. O primeiro método consiste em um Detector de Fraudes Elétricas Baseado em Aprendizado de Máquina, denominado DFEBAM, o qual classifica as amostras dos usuários em honestas ou fraudulentas. O DFEBAM emprega diferentes algoritmos de aprendizado de máquina que aprendem padrões com os dados de consumo elétrico dos usuários, posteriormente o método selecionado o algoritmo que obteve a melhor performance e é adicionado novas features estocásticas geradas a partir dos dados originais. Ao adicionar novas as novas features, o modelo final foi validado e obteve uma taxa de detecção igual a 98.02% e uma taxa de falsos positivos igual a 2,47%. O segundo método consiste em um preditor ensemble orientado aos dados baseado em classificadores de séries temporais para a detecção de fraudes (do inglês Data-oriented Ensemble Predictor based on Time Series Classiers for Fraud Detection), denominado DETECT. O preditor ensemble é criado a partir de cinco classificadores de séries temporais, o qual utiliza os dados de consumo elétrico dos usuários para aprender padrões e posteriormente classificar as novas amostras em honestas ou em um dos seis casos específicos de fraude. O DETECT é totalmente voltado para tratar dados de séries temporais, o que o diferencia da maioria dos detectores de perdas não técnicas da literatura. Além de utilizar classificadores de séries temporais individuais para serem comparados com o DETECT, também foram utilizados classificadores convencionais, no final o DETECT teve uma taxa de falsos positivos igual a 1,61%, o que é considerada extremamente baixa, assim como uma melhora de até 24% em termos de taxa de detecção quando comparado a outros classificadores.

  • DALILA REIS GRIPPA
  • ACOPLADORES DIRECIONAIS BASEADOS EM GRAFENO NA FAIXA DE TERAHERTZ

  • Data: 30/08/2021
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  • Dois novos tipos de dispositivos baseados em grafeno operando na região de Terahertz (THz) são sugeridos e analisados neste trabalho, sendo dois acopladores direcionais de quatro portas. O primeiro acoplador tem guias de onda de grafeno inclinados lateralmente em um ângulo de 60°. O segundo acoplador direcional já possui guias de onda formando um ângulo de 90° entre eles sendo assim chamado de acoplador direcional com guias de ondas paralelo - ortogonal. A seção transversal dos componentes apresenta uma estrutura com quatro camadas, compostas por grafeno, sílica (SiO2), silício (Si) e uma fina camada de polisilício. O princípio de operação dos dispositivos consiste na propagação das ondas de plásmons poláritons de superfície (SPP's) nos guias de ondas de grafeno. Para realizar a análise das matrizes de espalhamento dos dispositivos utilizamos a Teoria de Grupos. Para os cálculos numéricos utilizamos o software COMSOL Multiphysics, tal que, foram feitas variações de parâmetros físicos e geométricos para analisarmos de que forma eles influenciam no funcionamento do dispositivo. O acoplador direcional com guias de onda inclinados lateralmente a 60° apresentou uma divisão de sinal de -3,8 dB na frequência central de 3.75 THz com isolação e reflexão melhor que -20 dB com uma largura de banda de 14%. O acoplador direcional com guias de onda paralelo - ortogonal apresentou uma divisão de sinal de -4 dB na frequência central de 4.4 THz com isolação e reflexão em torno de -17 dB e -20 dB, respectivamente. As bandas de frequência dos dispositivos podem ser controladas dinamicamente alterando a tensão aplicada entre a camada de grafeno e a camada de polisilício.

  • LELIS ARAUJO DE OLIVEIRA
  • ANÁLISE DO DESEMPENHO DE UMA REDE TOTALMENTE ÓPTICA USANDO DEMULTIPLEXADORES AWG E FBG E APLICAÇÕES EM SENSORES ÓPTICOS.

  • Data: 27/08/2021
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  • Apresentamos neste trabalho, um estudo de simulações numéricas do desempenho de demultiplexadores de grade de guia de onda (Array Wave Guide - AWG) e fibra de grade de Bragg (Fiber Bragg Grating - FBG) em uma rede totalmente óptica em fibra de cristal fotônico (PCF) considerando os efeitos dispersivos e não lineares, e aplicações em sensores FBGs. As simulações utilizam um conjunto de equações diferenciais que definem a dinâmica dos pulsos em uma configuração de rede de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) em PCF e em fibra óptica SMF. Utilizamos para as etapas de simulação e análise os softwares comerciais OptiGrating, empregado para modelar dispositivos que incorporem grades de difração em fibras ópticas e o OptiSystem, para simular a propagação dos sinais nas fibras. A análise do desempenho dos demultiplexadores foi realizada através de um comparativo entre os dados obtidos em termos da taxa de erro de bit (BER), fator de qualidade (fator Q) e ganho, em um sistema denso WDM com espaçamento entre canais de 50 GHz, e taxa de transmissão de 12 Gbit/s. Os resultados e a caracterização mostraram que o demultiplexador FBG em termos de BER e fator Q para a fibra PCF teve melhor desempenho quando comparado à fibra SMF e o demultiplexador AWG foi bem equilibrado em ambas as fibras. Para as configurações de sensores nesta tese, utilizamos as FBGs e propomos dois sensores, o primeiro de deformação, que tem sua funcionalidade aplicada para medição de crescimento do diâmetro radial do caule das árvores amazônicas, sendo a viabilidade de utilização deste tipo de configuração para o monitoramento de áreas de floreste, silvicultura, mudanças climáticas e irrigação bastante promissora. Os resultados das simulações indicam que é possível detectar variações minuciosas de diâmetros com resolução na faixa de 0.5 m (0.0005 mm). E o segundo de nível de líquido, aplicado para realizar a medida simultânea do nível e temperatura das águas dos rios da Amazônia, onde este tem um potencial enorme para ser empregado no monitoramento do nível de água dos rios em áreas que sofrem com riscos de enchentes. Os resultados apontam uma ótima sensibilidade de 8.6 pm/cm e medidas do nível de água até o limite de 4.0 m.

  • ANA CAROLINA NEVES PARDAUIL PIRES
  • ABORDAGEM COMBINADA USANDO FLORESTA ALEATÓRIA DE CLUSTERIZAÇÃO PARA AVALIAR PADRÕES DE DESCARGA PARCIAL EM HIDROGERADORES

  • Data: 26/08/2021
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  • ABORDAGEM COMBINADA USANDO FLORESTA ALEATÓRIA DE CLUSTERIZAÇÃO PARA AVALIAR PADRÕES DE DESCARGA PARCIAL EM HIDROGERADORES

  • THALITA AYASS DE SOUZA
  • SISTEMA FUZZY PARA TOMADA DE DECISÃO DE HANDOVER EMREDES AÉREAS SEM FIO.

     

  • Data: 13/08/2021
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  • No âmbito das novas tecnologias para as comunicações sem fio, as Redes Aéreas Ad Hoc, também conhecidas como FANETs (Flying Ad Hoc Networks), têm emergido como uma alternativa para prover e/ou ampliar a cobertura de redenos mais diversos tipos de aplicações devido à sua relativa facilidade de implementação, alta mobilidade e baixo custo de manutenção. Entretanto,este tipo de rede possui particularidades em seus componentes que necessitam ser considerados a fim garantir a Qualidade de Serviço (QoS) e fornecer acesso contínuo ao usuário mesmo em circunstâncias de grande mobilidade. Neste contexto, este trabalhopropõe um sistemaFuzzy para a tomada de decisão de handoverque utiliza três parâmetros como entrada: 1) velocidade do usuário; 2) potência do sinal; 3) nível de bateria. A partir da saída indicada pelo sistema Fuzzy, uma avaliação de desempenho entre ohandover tradicional e o proposto neste trabalho é realizada para um cenário de transmissão de vídeo entre as estações aéreas e o usuário móvel e, através das métricas de QoS e de Qualidade de Experiência (QoE) estabelecidas, analisou a qualidade da comunicação. Os resultados obtidos apontaram que os fatores de tomada de decisão do modelo propostoatenderam à boa manutenção de continuidade do serviço sem comprometer a qualidade da aplicação, a oposto do modelo tradicional que causou severas degradações na mídia recebida.

  • CARLOS EDUARDO DURANS NOGUEIRA
  • AUGMENTAÇÃO ESTOCÁSTICA DE CONTROLADORES BIOINSPIRADOS APLICADOS A VANTS QUADCÓPTEROS

  • Data: 13/08/2021
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  • Este trabalho descreve uma sequência de procedimentos para a implementação de controladores digitais aplicados ao Parrot® AR Drone 2.0, com vista a se obter dois controladores que serão avaliados e comparados: um controlador Bioinspirado e um controlador projetado por meio da Augmentação Estocástica por Controle de Variância Mínima Generalizado (SAGMVC). O controlador bioinspirado é adquirido através da identificação via Redes Neurais Artificiais (RNAs) do perfil de controle humano, sendo este realizado manualmente por comandos via joystick. Por sua vez, o controlador SAGMVC é projetado utilizando-se os pesos sinápticos obtidos pelas RNAs do controlador bioinspirado, os quais podem ser comparados aos parâmetros dos polinômios de um controlador RST. Com isto, pretende-se observar o desempenho dos controladores baseados na capacidade humana de controlar sistemas, analisando, ao mesmo tempo, o quanto tais sistemas podem ser melhorados. Os principais objetivos almejados pelo estudo consistem: na consolidação do procedimento de Augmentação Estocástica como método de aprimoramento de controladores lineares; no aprimoramento de controladores via Redes Neurais Artificiais; na difusão dos controladores ótimos, focando na robustez e na minimização da energia que será empregada; e no projeto de controladores para Veículos Aéreos Não tripulados. Para avaliar o cumprimento destes objetivos, a resposta do sistema controlado, o sinal de controle, os índices de desempenho (ISE, ISU, TVC, IAE) e as margens de ganho e de fase, valendo-se de testes simulados e experimentais indoor, foram gerados. Pelos resultados adquiridos — dividindo-se o controle do drone em quatro dinâmicas: de arfagem, de guinada, de rolagem e de altitude — evidencia-se que os objetivos principais foram cumpridos, ou seja, os controladores projetados apresentaram melhorias nos índices de desempenho, no perfil de resposta transiente e no gasto energético do sistema. Outrossim, validou-se a hipótese de que é possível se projetar um controlador bioinspirado por RNA cujos pesos sinápticos são semelhantes a parâmetros de controladores RST e, depreendeu-se também, que a SAGMVC apresentou melhorias de grande significância no desempenho do sistema, comparados ao simples controle manual via joystick e ao controle bioinspirado.

  • JONAS MARINHO DUARTE
  • TRANSPORTE ELETRÔNICO NA PRESENÇA DE FÉRMIONS DE MAJORANA EM CADEIA DE ÁTOMOS ZIGUE ZAGUE SOBRE SUPERCONDUTOR TOPOLÓGICO

  • Data: 12/08/2021
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  • Pesquisas em física do estado sólido com nanodispositivos experimentais com estrutura híbrida de semicondutor e supercondutor tem grande destaque para a realização supercondutora topológica para detecção de Férmions de Majorana (FM). Neste trabalho, vamos calcular as propriedades de transporte como corrente elétrica e condutância diferencial, onde procuramos assinaturas de modos zero de Majorana. Podemos caracterizar tal assinatura por uma ressonância de condução, ou seja, um pico de condutância em uma região de polarização nula. Estudamos o transporte eletrônico em um nanodispositivo composto por um ponto quântico (PQ), com apenas um nível de energia, acoplado a dois eletrodos (Leads). Os eletrodos estão conectados ao ponto quântico através de acoplamentos ΓR e ΓL. Acoplamos ao ponto quântico uma cadeia de átomos em zigue zague contendo 8 sítios. A cadeia em questão está sobre um substrato supercondutor topológico com pareamento p-wave. C2i-1 e C2i são operadores de Majorana em cada sítio. CA,1 e CB,1 são modos de Majorana nas extremidades da cadeia zigue zague. Para os acoplamentos internos da cadeia zigue zague, temos os parâmetros hα e Δα, denominados hopping e parâmetro de Cooper, respectivamente. Utilizamos as funções de Green de não-equilíbrio, isto é, o formalismo de Keldysh. Através desses formalismos deduzimos a fórmula da corrente elétrica de Meir-Wingreen e finalmente a fórmula para a corrente elétrica similar a fórmula de Landauer-Büttiker para o sistema estudado, em situações de equilíbrio. Através desses resultados, utilizamos um formalismo matricial para o cálculo computacional, onde obtivemos os gráficos de corrente elétrica e condutância diferencial para caracterizar o design do nanodispositivo. As curvas características I-V do sistema mostram modos de Majorana e o estudo da ressonância na condutância tem um comportamento análogo a corrente elétrica em um transistor de efeito de campo.

  • JORGE AMARO DE SARGES CARDOSO
  • REDES SEM FIO HETEROGÊNEAS COM DISPOSITIVOS MÓVEIS DE MÚLTIPLAS INTERFACES PARA CONEXÕES SIMULTÂNEAS USANDO SISTEMA FUZZY

  • Data: 12/08/2021
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  • Com o aumento exponencial de redes sem fio heterogêneas hoje, tem havido um interesse crescente da comunidade acadêmica por questões relacionadas a problemas de handover. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a qualidade de serviço e o desempenho de um dispositivo com dual-interface que se conecta simultaneamente a duas redes sem fio heterogêneas sem competição na troca de pacotes entre elas. É uma proposta para solucionar a mitigação de impactos de handover. A ferramenta utilizada para avaliação foi o Network Simulator 2. Os resultados mostraram um melhor aproveitamento da banda em comparação ao cenário utilizando um dispositivo móvel tradicional.

  • ANDREIA VANESSA RODRIGUES LOPES
  • ANÁLISE ESTATÍSTICA E MODELAGEM EMPÍRICA PARA CAMPUS DENSAMENTE ARBORIZADO UTILIZANDO A TECNOLOGIA LORA EM 915 MHZ

  • Data: 23/07/2021
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  • ANÁLISE ESTATÍSTICA E MODELAGEM EMPÍRICA PARA CAMPUS DENSAMENTE ARBORIZADO UTILIZANDO A TECNOLOGIA LORA EM 915 MHZ

  • RAPHAEL PABLO DE SOUZA BARRADAS
  • METODOLOGIA PARA ANÁLISE DE CRITICIDADE DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO SUBMETIDAS A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS DIRETAS
  • Data: 14/07/2021
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  •      Descargas atmosféricas diretas em redes aéreas de distribuição causam, inevitavelmente, sérios danos ao isolamento, levando frequentemente ao desligamento parcial ou total do sistema elétrico. A instalação de para-raios pode ser muito eficaz e é comumente usada para minimizar esse problema; no entanto, considerando que as redes de distribuição de energia geralmente apresentam um número muito grande de nós elétricos, o uso maciço de para-raios pode não ser economicamente viável. Dessa maneira, esta tese propõe uma metodologia para alocar pára-raios que podem reduzir significativamente o número de pára-raios a serem instalados, mas ao mesmo tempo mantendo um nível de proteção adequado para a rede de distribuição. A metodologia proposta, denominada Cruzamento de Descargas Diretas (CDD), analisa a criticidade da rede com base em dois fatores principais, que são as magnitudes das sobretensões e o número de flashovers provocados por descargas atmosféricas, e define uma função de desempenho usada para indicar o local recomendado para a instalação dos para-raios. Os estudos de simulação foram realizados usando duas redes de distribuição teste e o software ATP para demonstrar a eficácia da solução proposta, o que é confirmado pelos resultados apresentados.

  • IAGO RANIERI MIRANDA RODRIGUES MORAIS
  • AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS TENSÕES HARMÔNICAS NA TEMPERATURA DA CARCAÇA DE MOTORES ELÉTRICOS LIGADOS EM ESTRELA ATERRADA POR MEIO DE ANÁLISE DE REGRESSÃO E TERMOGRAFIA

  • Data: 13/07/2021
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  • Os motores elétricos são equipamentos elétricos largamente utilizados em diversos processos industriais, sendo responsáveis por uma parcela significativa do consumo de energia dessas indústrias. Ao longo dos últimos anos, os motores elétricos têm sofrido diversas melhorias em suas estruturas devido a sua grande importância em diversos setores da sociedade aliada com as pressões por ações mais sustentáveis e eficientes, o que os levou a atingir rendimentos em torno de 96%. No entanto, a presença de certos distúrbios que degradam a qualidade da energia elétrica pode afetar nocivamente o funcionamento desse tipo de máquina, e , consequentemente, a sua eficiência. Com base nesse contexto, esse trabalho buscou avaliar como as tensões harmônicas de baixa frequência (especificamente 2º, 3º e 5º harmônicos de tensão) impactam no aumento de temperatura da carcaça de motores elétricos classe IE2, IE3 e IE4 quando ligado em estrela aterrado utilizando termografia. Esse trabalho mostrou que as tensões harmônicas podem provocar um aumento significativo da temperatura da carcaça dos motores, onde destaca-se o 2º harmônico.
  • SIDNIR CARLOS BAIA FERREIRA
  • METODOLOGIA PARA O POSICIONAMENTO ÓTIMO DE GATEWAYS LORA EM UM CENÁRIO SMART CAMPUS UTILIZANDO A META-HEURÍSTICA EPSO

  • Data: 06/07/2021
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  • O paradigma da Internet das Coisas (IoT) se caracteriza por objetos conectados por softwares, sensores e diversas outras aplicações que trocam informações com outros dispositivos, pessoas e sistemas fio. Um cenário Smart Campus utiliza a IoT para viabilizar tecnologias que melhorem o desempenho de serviços e gerem bem-estar aos usuários dos campus universitários. Para viabilizar esse cenário é necessária uma rede de comunicação sem fio capaz de conectar e transmitir informações dos dispositivos e sensores com os servidores de aplicação IoT. As redes de amplo alcance e baixo consumo de energia (LPWAN) vêm se mostrando eficientes para conectar dispositivos inteligentes. A tecnologia LoRa (Long Range) é um tipo de LPWAN, operante na faixa de frequência não licenciada de 915 MHz, cuja comunicação ocorre através de gateways que atuam como pontos de troca entre os sensores e o servidor central. Otimizar o posicionamento desses gateways e a quantidade necessária são essenciais para o planejamento da rede IoT e assegurar a qualidade de cobertura. Este trabalho, propõe uma metodologia que utiliza a meta-heurística Evolutionary Particle Swarm Optimization (EPSO) baseada em inteligência evolutiva e de enxame, para determinar o posicionamento ótimo de gateways LoRa para o Smart Campus da Universidade Federal do Pará – Campus Guamá (UFPA). A potência recebida do sinal foi predita pelo modelo de propagação UFPA, ajustado para o cenário, e utilizada como parâmetro de entrada pelo EPSO. A soluções de posicionamento ótimo foram geradas para quatro limiares de sensibilidade de recepção do sinal, cuja avaliação foi realizada por meio de frentes de Pareto e a estabilidade da meta-heurística em encontrar soluções foi confirmada através do método de Monte Carlo. Os resultados obtidos mostraram forte influência dos limiares de sensibilidade na quantidade e área de cobertura dos gateways, sendo este um parâmetro que se mostrou importante para o planejamento da rede IoT-LoRa, justificando a escolha de um modelo de propagação condizente com o cenário de implantação. Para o Smart Campus da UFPA, cujos campus são separados por florestas, o limiar de sensibilidade de -104 dBm se mostrou mais adequado, pois o EPSO selecionou pontos centralizados e com raio de cobertura suficiente para cada campus. Com base nesses resultados a metodologia de posicionamento ótimo pode auxiliar no planejamento e implantação de redes IoT-LoRa reduzindo possíveis erros e, consequentemente, custos na implantação de Smart Campus.

  • ELAINE CRISTINA SANTOS DA SILVA
  • NOVO MÉTODO ADAPTATIVO DE PROJEÇÃO DE ENERGIA INJETADA NO SISTEMA ELÉTRICO DE DISTRIBUIÇÃO, EM PERÍODO DE PANDEMIA DO COVID-19, UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS

  • Data: 05/07/2021
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  • Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados projetados de energia injetada no sistema de distribuição da concessionária Equatorial Pará e Maranhão, utilizando uma nova metodologia e com apoio das redes neurais artificiais para fazer predição de Energia Injetada em tempos de pandemia, que impactou diretamente os perfis de consumo. O principal desafio é tornar as previsões de energia mais aderentes a realidade, e com menores taxas de erro para tornar os resultados mais confiáveis na utilização do planejamento da empresa, pois o modelo proposto irá respaldar à área estratégica com uma opção viável de metodologia a ser utilizada, para direcionar as tomadas de decisões.

  • FLAVIANE LOUZEIRO DA SILVA
  • METODOLOGIA PARA A OBTENÇÃO DOS PONTOS DE QUEBRA DE MODELO DE LARGA ESCALA MULTI DECLIVE USANDO ALGORITMO GENÉTICO

  • Data: 02/07/2021
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  • A pesquisa e o desenvolvimento dos sistemas de comunicação sem fio, são acompanhados da caracterização do canal no qual o sinal será transmitido. Em ambientes outdoor há diversos  fatores que influenciam a propagação do sinal, tais como grandes construções, as características do ambiente: relevo, topografia e vegetação, entre outras, ocasionando perdas devido aos fenômenos de difração, reflexão e espalhamento. No projeto de sistemas de comunicação sem fio, o conhecimento das características de propagação de rádio no ambiente de propagação é essencial. Assim, na literatura há diversos trabalhos voltados para a análise e construção de modelos de propagação. Esses modelos auxiliam no projeto de cobertura de redes sem fio, tornando-se uma ferramenta útil nos projetos de sistemas de enlaces. Inúmeros métodos de predição de propagação estão disponíveis, dentre eles há o modelo com inclinação dupla, conhecido na literatura como Dual Slope e o modelo com múltiplas inclinações, conhecido na literatura como Multi-Declive. Um dos desafios desses modelos é a obtenção da distância de segmentação do percurso, além da quantidade de pontos de segmentação para o modelo com múltiplos segmentos. Diversas metodologias foram propostas para solucionar esses desafios e, neste trabalho, será apresentada uma metodologia para otimizar essa busca com o auxílio de algoritmo genético. O algoritmo genético é um dos principais assuntos de pesquisa em Computação Evolutiva, que por sua vez é um ramo de pesquisa da Inteligência Computacional, propondo uma nova abordagem para solução de problemas inspirados na seleção natural. Esses algoritmos simulam processos naturais de sobrevivência e reprodução das populações, compreendido em um conjunto de técnicas de busca e otimização inspiradas na evolução natural das espécies. Neste algoritmo as características favoráveis configuram padrões que se fortalecem nos sucessores. Por sua vez os traços não propícios raramente são repassados aos descendentes de modo que podem desaparecer da população. A função objetivo do algoritmo genético avalia o quão eficiente é a distância de segmentação proposta pelo indivíduo da população. Diante dos resultados obtidos, é possível concluir que o indivíduo que apresenta melhor acurácia permite que sejam obtidos os coeficientes de decaimento mais ajustados aos segmentos. Dessa forma, a  metodologia mostrou-se eficiente para a obtenção da distância de referência em modelagem de canal ruidoso.

  • PEDRO BARBOSA DE SOUSA FILHO
  • DETECÇÃO DE POTENCIAIS FOCOS DE REPRODUÇÃO DE MOSQUITOS DO GÊNERO AEDES UTILIZANDO A TÉCNICA DE DETECÇÃO DE OBJETOS E DEEP LEARNING

  • Data: 30/06/2021
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  • Este trabalho aborda o problema de detecção de potenciais focos de reprodução de mosquitos do gênero Aedes em áreas urbanas, através do uso de técnicas de visão computacional e aprendizado de máquina, em um estudo de caso da cidade de Canaã dos Carajás, no estado do Pará. Nesse contexto, propõe-se a utilização de um conjunto de imagens aéreas, adquiridos através de drone, que possuem diversos objetos em múltiplos cenários: diferentes localizações, altitudes e disposições dos objetos rotulados. As imagens foram manualmente anotadas e os objetos separados em duas grandes classes, Água e lixo, com o objetivo de compor o dataset de treinamento para o desenvolvimento de um detector automático de objetos baseado na arquitetura Yolov4. Osresultados apresentados em testesrealizados com imagens de áreas urbanas da cidade de Canaã dos Carajás, mostraram-se satisfatórios e indicam que o modelo apresentado funciona como uma solução eficiente para auxiliar na identificação e detecção de potenciais focos de reprodução de mosquitos em imagens aéreas.  

     

  • MARCELA ALVES DE SOUZA
  • UM FRAMEWORK PARA PLANEJAMENTO DE REDES EM ÁREAS RURAIS E REMOTAS CONSIDERANDO FATORES TÉCNICOS, ECONÔMICOS E SOCIAIS

  • Data: 30/06/2021
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  • A expansão dos serviços de banda larga e das aplicações de TIC representa um desafio significativo para as operadoras de banda larga, especialmente quando se considera os requisitos relacionados ao custo total de propriedade dessas tecnologias. Nos últimos anos, o processo de expansão avançou significativamente nos últimos anos, mas ainda representa um desafio a ser superado, dada a necessidade de prestar serviços de baixo custo às populações de áreas rurais e remotas. Questões relacionadas à geografia do local, baixa renda dos residentes e falta de infraestrutura pública levam a uma relação desvantajosa entre as receitas potenciais para as operadoras e os custos mais altos de implantação da infraestrutura de rede. Embora a literatura relacionada indique diversos esforços de pesquisa direcionados ao fornecimento de conectividade, faltam abordagens que considerem características específicas de tais regiões ou tenham serviços e aplicativos de rede adaptados às necessidades dessas comunidades. Assim, este trabalho propõe um framework técnico e econômico para a implantação de redes banda larga em áreas rurais e remotas, realizando o dimensionamento do custo total de propriedade da rede, considerando despesas de capital e operacionais da rede. O escopo da proposta também contempla a aplicação de técnicas de análise de viabilidade econômica para auxiliar a tomada de decisão por meio da compreensão do impacto dos investimentos financeiros realizados e dos lucros esperados pelas operadoras de banda larga. Além disso, propomos a utilização de indicadores socioeconômicos para projetar o potencial impacto social no desenvolvimento dessas regiões. Elaboramos um estudo de caso para demonstrar o funcionamento do framework proposto e seus principais componentes. Considerando dados reais de um município amazônico, mostramos, ao reduzir os custos de implantação, que é possível reduzir o custo de assinatura de serviços de banda larga para usuários finais, contribuindo assim para o processo de democratização do acesso aos serviços digitais.

  • DANIEL DA CONCEICAO PINHEIRO
  • INIBIDOR ROBUSTO DE EVENTOS DE RUNAWAY NO COMUTADOR DE TAPE DE REGULADORES DE TENSÃO SOB CENÁRIOS DE FLUXO INVERSO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATIVAS E RECONFIGURÁVEIS

  • Data: 02/06/2021
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  • INIBIDOR ROBUSTO DE EVENTOS DE RUNAWAY NO COMUTADOR DE TAPE DE REGULADORES DE TENSÃO SOB CENÁRIOS DE FLUXO INVERSO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATIVAS E RECONFIGURÁVEIS

  • JOÃO RODRIGO DA SILVA MUNIZ
  • “Desenvolvimento de Software para Automação da Modelagem de Redes Elétricas de Grande Porte no Alternative
    Transient Program”.

  • Data: 28/05/2021
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  • “Desenvolvimento de Software para Automação da Modelagem de Redes Elétricas de Grande Porte no Alternative
    Transient Program”.

  • ANDRÉ AUGUSTO PACHECO DE CARVALHO
  • MODELOS DE PROPAGAÇÃO AJUSTADOS POR ALGORITMOS META-HEURÍSTICOS BIOINSPIRADOS PARA A PREDIÇÃO DE PERDA DE PROPAGAÇÃO EM AMBIENTES AMAZÔNICOS

  • Data: 21/05/2021
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  • Atualmente, o 4G/LTE já é utilizado em 205 países por 661 diferentes operadoras, cobrindo 78% da população de acordo com a GSMA, assim pesquisas e estudos acerca da caracterização de canal para esta tecnologia são de extrema importância. Afim de explorar ambientes com características amazônicas, uma vez que modelos clássicos não contemplam valores que melhor caracterizem esse ambiente, foram realizadas campanhas de medições na cidade de Belém no Pará para modelagem de canal em larga escala em 1.8 e 2.6 GHz. E este trabalho, apresenta um novo método para encontrar parâmetros ótimos para os modelos SUI, ECC-33,UFPA e FI, por meio dos algoritmos de otimização meta-heurísticas: Algoritmo Genético (GA), Algoritmo do Morcego (BAT), Algoritmo de Polinização por Flores (FPA) e Cuckoo Search (CS) para uma modelagem robusta e mais precisa. Os modelos ajustados com os valores otimizados apresentaram melhores resultados quando comparados a modelagem sem otimização, validados pelas métricas de desempenho RMSE e Desvio padrão diminuindo em até 93%. Para a métrica de GRG-MAPE demonstrando uma acurácia nos resultados dos modelos otimizados. Mostrando que o uso de Algoritmos Meta-heurísticos Bioinspirados é uma boa opção para a modelagem de canal.

  • CAMILA SOUZA ALVES
  • ANÁLISE DE DESEMPENHO DE ESTRATÉGIAS CONVENCIONAIS E EMERGENTES PARA CONTROLE DE TENSÃO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO COM PRESENÇA DE MICROGERAÇÃO FOTOVOLTAICA

  • Data: 18/05/2021
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  • ANÁLISE DE DESEMPENHO DE ESTRATÉGIAS CONVENCIONAIS E EMERGENTES PARA CONTROLE DE TENSÃO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO COM PRESENÇA DE MICROGERAÇÃO FOTOVOLTAICA

  • CARLOS EDUARDO MOREIRA RODRIGUES
  • PROPOSTA DE METODOLOGIA DE CÁLCULO DE PERDAS TÉCNICAS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA VIA REDES EQUIVALENTES DE ORDEM MINIMA

  • Data: 14/05/2021
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  •    As perdas de energia elétrica se constituem em uma questão fundamental no setor de distribuição, sendo uma consequência inevitável do transporte de energia dos pontos de suprimento até às unidades consumidoras e constituindo-se um dos fatores a serem considerados nas etapas de planejamento e operação da rede. Elas devem ser continuamente monitoradas para que sejam mantidas dentro de níveis aceitáveis a fim de assegurar a rentabilidade das concessionárias e a modicidade tarifária. Dada a importância da estimativa das perdas técnicas e não técnicas no sistema, ao longo dos anos diversas metodologias foram propostas para a aferição precisa dessas parcelas. Nesse contexto, no ano de 2018, foi apresentada uma nova proposta para o cálculo de perdas técnicas e não técnicas em redes de distribuição, a Impedância Equivalente Operacional (IEO), possibilitando a obtenção das parcelas de perdas com boa precisão e baixo custo computacional, sob diferentes condições operativas da rede. Tomando como base a proposta da Impedância Equivalente Operacional para o cálculo de perdas nos sistemas de distribuição, este trabalho apresenta uma metodologia de aplicação da mesma para um alimentador real de distribuição, tomando como ponto de partida a modelagem da rede no Open Distribution System Simulator (OpenDSS), considerando dados de medição de faturamento das unidades consumidoras, energia injetada nos alimentadores e na subestação, fator de potência medido nos alimentadores, campanhas de medição para caracterização do consumo das cargas para dias úteis, sábados e domingos e perdas dos medidores de energia conectados às unidades consumidoras. De posse de todos esses dados, é possível o cálculo das perdas técnicas devido ao atendimento às cargas regulares, das perdas não técnicas e das perdas técnicas devido ao atendimento às perdas não técnicas para os dias úteis, sábados e domingos e a posterior integralização dos dados para a obtenção dos resultados de perdas mensais em termos de energia.

  • HUGO PEREIRA KURIBAYASHI
  • FRAMEWORK PARA ORQUESTRAÇÃO CONJUNTA DE MECANISMOS DE ASSOCIAÇÃO DE USUÁRIOS E ALOCAÇÃO DE RECURSOS EM REDES MÓVEIS DE PRÓXIMA GERAÇÃO

  • Data: 14/05/2021
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  • A demanda de tráfego em sistemas de comunicação sem fio tem se tornado uma questão importante nas últimas décadas. Projeta-se uma tendência cada vez maior para os próximos anos, com a expectativa de que o tráfego de dados explosivo se materialize e os usuários móveis imponham novos requisitos de qualidade de serviço. Essa crescente demanda de tráfego, combinada com cenários de rede heterogênea cada vez mais complexos e densos (HetNet), apresenta cada vez mais desafios para as operadoras de rede móvel em termos de serviço, cobertura, balanceamento de carga e qualidade de serviço. Considerando o mecanismo de associação tradicional com base na potência máxima recebida, as HetNets tendem a permanecer desequilibradas, tornando um desafio atender aos requisitos de tráfego dos usuários móveis. Além disso, esta proposta de tese propõe uma abordagem baseada em aprendizado de máquina para orquestrar conjuntamente a associação de usuários e mecanismos de balanceamento de carga em HetNets. A abordagem proposta consiste em um otimizador de duas fases, onde ao invés de tentar maximizar a taxa de downlink alcançável por usuário, indicadores chave de desempenho como a satisfação da UE e perfis de QoS prioritários são considerados. A primeira fase acopla algoritmos de inteligência de enxame com métodos de agrupamento dinâmico para detectar e agrupar usuários com condições de canal ruins. Além disso, a segunda fase explora a adoção de técnicas de aprendizagem por reforço profundo para ajustar o processo de associação de usuários, para fornecer melhores condições de tráfego aos UEs. Esta fase considera as cargas das estações base e a relação sinal-interferência-mais-ruído (SINR) do equipamento do usuário, para influenciar de forma distribuída o comportamento da rede e otimizar o equilíbrio da rede. Ao considerar o uso de ferramentas de simulação, essa abordagem orientada a objetivos pode representar uma solução promissora para fornecer melhores níveis de satisfação do usuário a longo prazo.

  • RENATO LUZ CAVALCANTE
  • IMPACTO DA INSERÇÃO DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM SISTEMAS ISOLADOS ATENDIDOS POR TERMOELÉTRICAS A DIESEL

  • Data: 12/05/2021
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  • IMPACTO DA INSERÇÃO DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM SISTEMAS ISOLADOS ATENDIDOS POR TERMOELÉTRICAS A DIESEL

  • JOSÉ DE ARIMATÉIA ALVES VIEIRA FILHO
  • DESENVOLVIMENTO DE UMA BATEDEIRA DE AÇAÍ EM CORRENTE CONTÍNUA E MONITORAMENTO DE SUA APLICAÇÃO EM UMA EDIFICAÇÃO RIBEIRINHA NA AMAZÔNIA SUPRIDA POR SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO

  • Data: 28/04/2021
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  • DESENVOLVIMENTO DE UMA BATEDEIRA DE AÇAÍ EM CORRENTE CONTÍNUA E MONITORAMENTO DE SUA APLICAÇÃO EM UMA EDIFICAÇÃO RIBEIRINHA NA AMAZÔNIA SUPRIDA POR SISTEMA FOTOVOLTAICO ISOLADO

  • SERGIO AUGUSTO LOBO GLUCK PAUL
  • DETECÇÃO AUTOMÁTICA DE MUDANÇA DE AZIMUTE EM ANTENAS PARA REDES 5G-IoT UTILIZANDO DEEP LEARNING

     

  • Data: 23/04/2021
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  • Este trabalho aborda técnicas aplicadas de inteligência artificial solucionando um problema de telecomunicações. As antenas 5G-IoT operam em altas frequências. Portanto, a área de cobertura de cada antena será menor. O direcionamento correto da antena garante uma cobertura de rede adequada, mas os azimutes das antenas passam por muitas mudanças involuntárias. A única maneira de auditar os azimutes em uma rede móvel é através de processos de medições manuais realizados em cada antena, uma tarefa demorada e pouco confiável. O objetivo desta pesquisa é apresentar uma solução digital para medição e detecção automática de mudança de azimute em antenas 5G-IoT. Utilizando técnicas de deep learning e internet das coisas, o trabalho proposto insere a visão computacional no conceito de antenas inteligentes. Resultados satisfatórios em testes simulados são apresentados e comprovam que o modelo apresentado funciona como uma solução eficiente para auditoria azimutal, colaborando com a qualidade da cobertura das redes móveis.

     

  • EDNEY ALMEIDA DO NASCIMENTO
  • ANÁLISE DO EFEITO DE MARÉ NO PROVISIONAMENTO DE RECURSOS EM REDES HÍBRIDAS DE ACESSO VIA RÁDIO

  • Data: 12/04/2021
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  • O planejamento e análise das redes móveis de quinta geração (5G) considerando fenômenos como o efeito de maré, é de extrema importância para a eficiência e qualidade de serviços prestados aos usuários. O efeito de maré pode ser caracterizado como a flutuação espaço-temporal do tráfego de dados, inevitável em diferentes tipologias de redes, gerando áreas de intensa sobrecarga de recursos em locais/períodos de constante migração de pessoas e utilização de equipamentos móveis. Para estudar os impactos desse fenômeno diante da alta demanda de dados proveniente das redes 5G, este trabalho apresenta uma análise de dados de mobilidade e tráfego de usuários no cenário de Manhattan (New York - NY) através de dados reais de assinantes móveis coletados de redes sociais baseadas em geolocalização LBSN (Location-Based Social Network). Foram considerados fatores de disponibilidade de acesso, alocação de recursos e provisionamento de carga na rede, agregando os principais componentes da C-RAN (Centralized Radio Access Network) e da D-RAN (Distributed Radio Access Network) no modelo proposto. Considerando o impacto dos problemas causados pelo efeito de maré, assim como a alta demanda de tráfego esperada pelo 5G, foi evidenciado no cenário estudado a importância de melhorias no planejamento, na escolha de arquiteturas de acesso a rede utilizadas, nos modelos para o dimensionamento/provisionamento da rede, assim como nos esquemas de alocações dinâmicas de recursos em momentos de variação da densidade de tráfego. Os resultados apontaram que o dimensionamento e provisionamento de Small Cells (SCs) pode ser realizado para atender as demandas variáveis da rede, aplicando esquemas de alocações dinâmicas de recursos em momentos de baixa e alta densidade de tráfego, possibilitando a redução de até 10% no quantitativo de SCs, elevando a vazão do fluxo de dados em 3.3%, reduzindo a probabilidade de bloqueio em 3.6%. Ainda, a análise do efeito de maré foi capaz de determinar os hotspots no cenário onde as demandas exigiam maiores recursos de cobertura, de conexões nas SCs e/ou Macro Cells (BS), assim como as áreas com maiores taxas de usuários desconectados.

  • CARLOS ANDRE DE MATTOS TEIXEIRA
  • SUBNOTIFICAÇÃO DE MORTALIDADE: UMA ANÁLISE DO EXCESSO DE ÓBITOS POR SÍNDROME RESPIRATÓRIA AGUDA GRAVE DURANTE A PANDEMIA DO SARS-COV-2 NO BRASIL

  • Data: 26/03/2021
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  • A história da humanidade foi marcada por devastadores surtos de doenças infecciosas, muitos dos quais ocorreram ao longo de períodos de mudanças políticas, econômicas e sociais na sociedade. Ao fim do ano de 2019, casos de uma de uma nova variante do coronavirus, o SARS-CoV-2, foram reportados pela Organização Mundial de Saúde (OMS) na província de Hubei, na China. Em janeiro de 2021, a pandemia da COVID-19 ultrapassou marca de 9,2 milhões de casos confirmados e 220 mil óbitos reportados no Brasil. Durante o período inicial da pandemia, súbitos aumentos no número de casos de outras doenças do sistema respiratório também foram identificados. A Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG), causada pelo SARS-CoV, apresentou um pico de 557 óbitos na cidade de Manaus entre março e maio de 2020, contrastando com apenas 8 óbitos ocorridos no ano anterior. Neste cenário, é razoável afirmar que houve uma elevada subnotificação de mortalidade durante a pandemia da COVID-19 no país. Este trabalho tem como objetivo analisar e mensurar o excesso de mortalidade por SRAG ocorrido durante a pandemia do SARS-CoV-2 no Brasil para, então, estimar a subnotificação de mortalidade ocorrida durante a pandemia do COVID-19. Dados de fontes oficiais do governo Brasileiro foram obtidos para compor a série histórica de óbitos por SRAG para as 27 capitais do Brasil. Modelos de Previsão de Séries Temporais foram utilizados para prever os óbitos esperados para o ano de 2020. As previsões são então utilizadas para identificar as anomalias responsáveis ocorridas durante o período pandêmico. Anomalias causadas pelo excesso de mortalidade por SRAG foram detectadas a partir de março de 2020 em todas as capitais do país. As análises conduzidas neste trabalho buscam contribuir com a estimativa do real cenário de mortalidade por COVID19 no Brasil, auxiliando entidades governamentais em possíveis tomadas de decisão baseadas na correção de dados oficiais.

  • GABRIEL VIANNA SOARES ROCHA
  • ALOCAÇÃO ÓTIMA DE PARA-RAIOS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA USANDO ALGORITMOS GENÉTICOS E SIMULAÇÃO ATP

  • Data: 22/03/2021
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  • The efficient protection of electric power distribution networks against lightning discharges is a crucial problem for distribution electric utilities. To solve this problem, the great challenge is to find a solution for the installation of surge arresters at specific points in the electrical grid and in a sufficient quantity that can ensure an adequate level of equipment protection and be within the utility´s budget. As a solution to this problem using ATP (Alternative Transient Program), this paper presents a methodology for optimized surge arrester allocation based on genetic algorithm (GA), with a fitness function that maximizes the number of protected equipment according to the financial availability for investment in surge arresters. As ATP may demand too much processing time when running large distribution grids, an innovative procedure is implemented to obtain an overvoltage severity description of the grid and select only the most critical electric nodes for the incidence of lightning discharges, in the GA allocation procedure. Results obtained for the IEEE-123 bus electric feeder indicated a great reduction of flashover occurrence, thus increasing the equipment protection level.

  • EVELIN HELENA SILVA CARDOSO
  • NOVO AUTÔMATO CELULAR MULTICAMADA PARA POSICIONAMENTO DE CÉLULAS VOADORAS EM REDES MÓVEIS 5G AUTO-ORGANIZÁVEIS

  • Data: 12/03/2021
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  • A quinta geração de redes móveis celulares (5G) terá um impacto profundo no desenvolvimento de cidades inteligentes. Devem ser consideradas questões como “Como as operadoras de telecomunicações fornecerão infraestrutura de rede com eficiência", "Quando e onde os parâmetros de qualidade do serviço estão degradados ou abaixo do esperado". Nesse contexto, tem chamado a atenção o uso de estações base transportadas por Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV) atuando como células voadoras para compensar o serviço de redes móveis em áreas onde os sistemas de telecomunicações são desafiados por condições anormais durante sua operação. Esta tese apresenta uma solução inteligente baseada em um novo Autômato Celular Multicamada para o posicionamento de células voadoras e consequente melhoria da capacidade da rede em situações temporárias de tráfego pesado, tais como em avenidas congestionadas durante algumas horas do dia, eventos sobrelotados, situações de desastres ou tráfego de hotspot. Nesta nova abordagem distribuída, todas as estações base transportadas por UAVs operam em paralelo. A auto-organização surge de um padrão emergente baseado na aplicação de regras simples em uma vizinhança definida. O esquema proposto considera as restrições de backhaul e de rede de acesso de rádio e os requisitos dos usuários em termos de vazão no sentido do downlink. A partir de simulação discreta utilizando o software MATLAB, os resultados mostram que o algoritmo proposto tem um desempenho favorável em comparação com outros esquemas em termos de todas as métricas consideradas. Assim, os experimentos simulados mostram os benefícios da solução proposta para o posicionamento rápido e eficiente de várias estações base voadoras para responder em tempo real a mudanças urgentes na rede.

  • FITERLINGE MARTINS DE SOUSA
  • NANOFITAS DE GRAFENO COM BORDAS ARMICHAIR E ZIGZAG APLICADAS A ANTENAS COM SUBSTRATO PBG NA BANDA THZ

  • Data: 26/02/2021
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  • Neste trabalho, nanofitas de grafeno são aplicadas a antenas patch (o patch da antena é composto de material grafeno). As características de radiação dessas antenas são analisadas na banda terahertz. Variações da antena foram projetadas com intuito de observar a influência de determinados componentes em relação ao desempenho da antena proposta, tais como, substrato pbg, bordas das nanofitas com estrutura armchair, bordas das nanofitas com estrutura zigzag, substrato pbg de grafeno e dielétrico. A primeira variação é a adição de nanoribbons de grafeno (armchair e zigzag) nas bordas esquerda e direita do patch de grafeno, visando avaliar a influência destas estruturas em uma antena patch. Posteriormente são inseridos furos de ar no substrato de sílica com intuito de diminuir o efeito das ondas de superfície e aumentar a largura de banda, são analisados ainda a inserção de um substrato PBG de grafeno com material dielétrico. Os softwares Octave e HFSS foram utilizados para a modelagem e simulação da antena e suas variações. Os resultados obtidos (perda de retorno, impedância, diagrama de radiação, ganho e densidade de corrente) foram bons quando a estrutura foi modelada apenas com substrato de sílica sendo que o nanoribbon que melhor contribuiu para o desempenho da antena patch de grafeno foi o da estrutura em zigzag. Porém, quando o substrato periódico foi adicionado as características de radiação da antena melhoraram consideravelmente se comparado com as antenas sem o substrato com furos de ar.

  • DIÓGENES ERMESON DA SILVA PIRES
  • GELOTOFOBIA E COGNIÇÃO SOCIAL EM ACADÊMICOS DA UFPA

  • Data: 25/02/2021
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  • “Rir é o melhor remédio”, essa frase, comumente usada, apoia o papel do riso na saúde e bem-estar. Porém, para alguns indivíduos com traços significativos de gelotofobia, o riso é uma expressão emocional que prejudica a vida, causa vergonha e deve ser evitada a todo custo. Consistentemente com esta perspectiva, a gelotofobia é caracterizada como uma desordem onde os sujeitos com alta pontuação são descritos como neuróticos e introvertidos, apresentando uma tendência paranoica de antecipar a zombaria. Apesar de pesquisas sobre o tema terem progredido nas últimas duas  décadas, a comunidade cientifica investiga os potenciais feitos da gelotofobia em reação ao contato com os olhos. Estudos anteriores apontaram para dificuldades em discriminar a direção do olhar como o base de possíveis interpretações errôneas das intenções ou estados mentais dos outros. O presente trabalho examina se a predisposição a gelotofobia influência na dificuldade em discriminar estados mentais de outras pessoas pela interpretação do olhar. Foi realizado uma coleta com a aplicação de dois instrumentos psicométricos. O primeiro deles, o questionário de autorrelato GELOPH<15> para analisar traços de gelotofobia e o segundo, um teste Revisado de Leitura da Mente nos Olhos (RMET), uma avaliação de 36 itens para analisar a capacidade de interpretar os estados mentais a partir de expressões faciais. Participaram do estudo 60 acadêmicos da UFPA, recrutados por meio de chamadas direcionadas a estudantes que se identificavam com sintomas de ansiedade afetando o seu desempenho acadêmico. Os resultados do estudo indicaram que os gelotófobos cometeram mais erros do que os não-gelotófobos na tarefa de discriminação do olhar. Como esperado os escores da amostra para gelotofobia excederam a média quando comparados com outros estudos envolvendo amostras de indivíduos saudáveis com a confiabilidade alta (α = 0,90). Assim como a pontuação do RMET mostrou-se compatível com literatura em confiabilidade (α = 0,66). Em complemento a hipótese principal, foi encontrado no segundo teste que os gelotófobos apresentavam mais probabilidades de apresentar dificuldades na tarefa de cognição social quando separado determinados estímulos por blocos de valência emocional. Portanto estatisticamente os dois testes propostos apresentaram relevância na tarefa de compreender o contato visual e a influência do medo de ser ridicularizado numa tarefa de discriminação do olhar.

  • YAGO GOMES DA CONCEICAO
  • ANÁLISE NUMÉRICA DE SENSOR SPR NA CONFIGURAÇÃO SPCE BASEADO EM GRAFENO DE DUAS CAMADAS PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

  • Data: 25/02/2021
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  • Nesta dissertação, apresentamos uma proposta de sensor de ressonância de plasma de superfície (sensor SPR) na configuração de emissão acoplada de plasma de superfície (SPCE) baseado em duas camadas de grafeno. A análise numérica do sensor é realizada pelo Método dos Elementos Finitos, onde são calculados os campos próximos e distantes na estrutura do sensor. O modelo é formado por uma estrutura multicamadas: Ar/ Grafeno/ SiO2/ Grafeno/ Prisma BK7, estando localizado na região do Ar um dipolo hertziano infinitesimal operando na faixa de Terahertz com λ≈250 μm que simula os analitos (que se comportam como partículas re-irradiadoras) a serem detectados na resposta de saída do sensor. As camadas de grafeno são modeladas como densidades superficiais de corrente Js0 com condutividade descrita pela Fórmula de Kubo. No primeiro momento é feito uma abordagem comparativa entre o modelo proposto na faixa THz e um modelo de referência na faixa óptica. Logo em seguida duas análises paramétricas do campo próximo e distante são realizadas, uma em função do potencial químico (μc = 0 eV, 0.3 eV, 0.4 eV, 0.5 eV e 0.6 eV) aplicado nas camadas de grafeno e outra fixando-se a o orientação do dipolo em θ= 0°, 45° e 90° enquanto a altura do dipolo em relação a superfície do sensor é alterada em h ≈ 8 μm, 40 μm e 80 μm para cada uma das orientações, onde verificamos o acoplamento do ondas TM na região do prisma e sua melhoria na diretividade e sensibilidade do sensor, mostrando que o grafeno melhora sensores na configuração SPCE.

  • PAULO RODRIGUES AMARAL
  • ANALISE NUMÉRICA DA ANTENA YAGI-UDA APLICADA EM NANOENLACES SEM FIO

  • Data: 24/02/2021
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  • No presente trabalho, é analisado teoricamente, um arranjo de nanoantena óptica plasmônica aplicado a nanoenlace óptico sem fio. A antena é composta por um dipolo, três diretores e um refletor formando uma nanoantena Yagi-Uda. A modelagem da antena e de sua aplicação foi feita utilizando o software COMSOL Multiphysics. Para a nanoantena, são investigadas a impedância de entrada, diretividade, ganho, eficiência de radiação, coeficiente de reflexão, diagrama de radiação e o efeito de um substrato truncado de dióxido de silício (SiO2) nas propriedades ressonantes da antena. Para o nanoenlace, é feita uma análise comparativa de enlaces formados por antenas Yagi-Uda e dipolo em três situações, a primeira com as nanoantenas posicionadas no espaço livre, a segunda com as nanoantenas em cima de um substrato semi-infnito de SiO2, e a terceira com as nanoantenas em cima de um substrato semi-infnito truncado de SiO2. Onde investigamos o efeito do substrato na potência de transmissão e no campo elétrico próximo para os nanoenlaces dos tipos Yagi-Uda/dipolo, Yagi-Uda/Yagi-Uda e dipolo/dipolo. Os resultados mostraram que para os três enlaces, a situação em que as antenas estão posicionadas em cima do substrato semi-infinito de SiO2 apresentou o melhor desempenho de transmissão de potência. Além disso os três enlaces nas três situações podem operar com boas transmissão de potência em torno de 170 THz, o que é de grande importância para futuras aplicações em comunicação sem fio em nanoescala.

  • SAMILLE CRISTINA PIEDADE COSTA
  • CÁLCULO DE PERDAS TÉCNICAS E NÃO TÉCNICAS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO: UMA ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE AS METODOLOGIAS DA ANEEL E DA IMPEDÂNCIA EQUIVALENTE OPERACIONAL

  • Data: 23/02/2021
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  • Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) vem desenvolvendo ao longo dos anos uma metodologia única e original para o tratamento regulatório das perdas de energia no Brasil, tratando em regulações distintas as perdas técnicas e as perdas não técnicas. As perdas técnicas são calculadas de acordo com os procedimentos definidos no Módulo 7 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), cuja metodologia consiste basicamente no cálculo do fluxo de carga utilizando informações extraídas do banco de dados da distribuidora, considerando modelos específicos para elementos do sistema como medidores e ramais de ligação. Já as perdas não técnicas, são calculadas de acordo com as regras descritas no Submódulo 2.6 dos Procedimentos de Regulação Tarifária (PRORET). Diversas metodologias foram objeto de estudo no setor elétrico com objetivo de realizar o cálculo das perdas técnicas e não técnicas, soluções que envolvem desde fluxo de carga até o uso de ferramentas de inteligência computacional. Neste sentido, esta dissertação tem como objetivo fazer uma análise comparativa entre a metodologia de calculo de perdas desenvolvida pela ANEEL e a Metodologia da Impedância Equivalente Operacional (IEO), método que possibilita calcular com boa precisão e baixo custo computacional as perdas técnicas e não técnicas em redes de distribuição sob diferentes condições operativas. Os algoritmos de cálculo foram implementados no software Open Distribution System Simulator (OpenDSS) e foram realizadas simulações em um alimentador real pertencente à área de concessão da distribuidora de energia do Estado do Pará, para a verificação do cálculo de perdas técnicas e não técnicas.

  • DANIEL VICTOR TEIXEIRA LIMA
  • HEURÍSTICA PARA A OTIMIZAÇÃO DE REDES DE COMUNICAÇÃO DE DADOS COMO SUPORTE À IMPLANTAÇÃO DE SMART GRIDS

  • Data: 19/02/2021
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  • O problema de otimização de alocação de recursos, é descrito como a distribuição dos mesmos obedecendo à um conjunto de restrições impostas pelas aplicações a serem implementadas em um dado cenário. A partir daí, a construção de modelos analíticos e heurísticas aliadas a simulações computacionais são necessárias para da avaliação da viabilidade operacional de cenários que possuem requisitos críticos à suas aplicações. Neste contexto, foi utilizado um modelo de grafo para a formalização do problema de localização de recursos de rede apresentado, que por sua vez foi solucionado através de um algoritmo genético que leva em consideração o QoS esperado a aplicações Smart Grid. A proposta é eficiente à medida que encontra uma topologia economicamente viável que atende os requisitos técnicos.

  • ANDRÉ PINTO LEÃO
  • LEVANTAMENTO EXPERIMENTAL DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DE FALTAS DE ALTA IMPEDÂNCIA NAS SUPERFÍCIES DE MAIOR OCORRÊNCIA PARA REDES AÉREAS DE DISTRIBUIÇÃO

  • Data: 10/02/2021
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  • O presente trabalho apresenta o levantamento experimental de diversas curvas características de faltas de alta impedância (FAI), em redes aéreas de distribuição, nas superfícies onde sua ocorrência é mais frequente, sendo estas informações essenciais para um dos métodos mais proeminentes atualmente utilizados para modelagem deste tipo de falta. Nele são apresentados testes experimentais ocorridos em uma Fonte Ressonante, os resultados iniciais obtidos e a avaliação complementar do uso deste equipamento para o objetivo proposto. Registra o projeto e a montagem de um laboratório para testes experimentais de faltas de alta impedância (FAI) em redes aéreas de distribuição, o único trifásico localizado em toda a bibliografia verificada, onde as principais características de FAI foram confirmadas em diferentes superfícies. Detalha testes inéditos realizados em quatro diferentes tipos de galhos de árvores, onde foram obtidos registros de muitas características conhecidas da FAI. Confirma as condições de ocorrência da FAI e a presença de suas características em superfícies classicamente testadas como a terra, a areia, o seixo, entre outras, possibilitando a obtenção das curvas características da maioria delas. Por fim, o trabalho apresenta às comunidades acadêmica e científica resultados inéditos aos estudos da FAI, uma estrutura única e versátil chamada LABFAI, a qual pode se utilizada para ampliar o conhecimento deste tipo de falta, já que possibilita a realização de experimentos em diversas condições reais de ocorrência, mas que por questão de estrutura e ou conveniência ainda não foram testadas.

  • MAICKSON PATRICK VIANA LEAO
  • ESTRATÉGIAS DE CONTROLE DIGITAL DOS TIPOS POSICIONAMENTO DE PÓLOS E IMC APLICADAS AO PROBLEMA DE REGULAÇÃO DE TENSÃO EM CONVERSOR BUCK DE 5KVW

  • Data: 03/02/2021
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  •  Os conversores de potência CC-CC possuem um amplo leque de  aplicações nas áreas industriais, de energia, e veicular. Possuem características não lineares devido a variação paramétrica de seus componentes e do ponto de operação. Além disso, o acoplamento com outros subsistemas de conversão resulta em consequências diversas, entre elas, o aparecimento de cargas de potência constante. O que abre precedentes para pesquisas relevantes nesta área. Nste trabalho, implementa-se um sistema conversor CC-CC abaixador na topologia Buck para regular um Elo CC que, por sua vez está acoplado a outros dois conversores. Este elo é controlado por modulação de largura de pulso (PWM), a fim de atenuar os problemas já mencionados e somar na construção de uma base documental para pesquisas futuras. Desta forma, considerando-se como uma boa prática de projeto, realizou-se primeiramente a construção de um ambiente de simulação não linear que permita a identificação e modelagem da dinâmica de um sistema conversor do tipo Buck. E assim, encontrar um modelo prático que possibilite o projeto e implementação de controladores digitais testados ainda em ambiente de simulação como requisito obrigatório para posterior implementação em ambiente experimental. As técnicas de controle digital, embarcadas através de equações de diferenças no microcontrolador, são do tipo PID e projetadas através de dois métodos diferentes. O primeiro método é técnica de posicionamento de pólos, implementada a uma estrutura canônica RST no domínio de tempo discreto. A segunda consiste em uma técnica de Controle de Modelo Interno (IMC), de ordem aumentada pela sintonia de um filtro derivativo. Ambas são projetadas a fim de obterem-se boas condições de desempenho e robustez diante das não linearidades da planta e diferenças entre modelo e processo. Utiliza-se de índices integrais, ISE e ISCS, para a análise quantitativa e comparação de desempenho entre os controladores. Assim como de análises gráficas para comparação das curvas de resposta inerentes a cada ação de controle.


     

  • CLEVERSON VELOSO NAHUM
  • PLATAFORMA DE TESTES 5G COM REDE VIRTUALIZADA E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL CONECTADA

  • Data: 29/01/2021
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  • A quinta geração (5G) de redes de celular incorpora uma grande variedade de tecnologias com o intuito de atender a casos de uso bem distintos. Avaliar essas tecnologias e investigar futuras alternativas é uma tarefa complicada quando é dependente apenas do uso de simuladores. Plataformas de teste 5G são importantes alternativas aos simuladores e vários têm sido descritos recentemente, enfatizando aspectos como as funcionalidade em nuvem, manutenção e orquestração de serviços. Essa dissertação apresenta uma plataforma de testes para a rede de celular 5G com estrutura virtualizada e orquestrada através do uso de containers, que foca na integração da plataforma com aplicações de Inteligência Artificial (IA). A plataforma de testes apresentada usa tecnologias de código aberto para a sua implementação e orquestração das funções de rede virtualizadas para flexibilizar a criação de diferentes cenários, com topologias de fronthaul e backhaul distintas. As principais características da plataforma apresentada são o relativo baixo custo de implementação e o suporte para o uso de IA para otimização do desempenho da rede. A dissertação explica como implementar a estrutura da plataforma de testes e reproduzir os resultados apresentados com o código disponibilizado. O fatiamento da rede de acesso baseado em IA e o posicionamento das funções de rede são usados como exemplos da capacidade da plataforma de teste.

  • LAURO BRITO DE CASTRO
  • REDES DE ACESSO BASEADAS EM TECNOLOGIAS OPEN SOFTWARE E HARDWARE. ESTUDO DE CASO EM IMPLEMENTAÇÕES DE REDES CELULARES 2G, 4G E 5G

  • Data: 29/01/2021
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  • O sucesso das redes móveis têm impulsionado a comercialização de uma nova geração padronizada pelo 3GPP, aproximadamente, a cada dez anos. Contudo, o escopo das aplicações e os requisitos para a rede de quinta geração (5G) se destacam quando comparados aos das predecessoras. Enquanto as duas primeiras gerações focaram principalmente na transmissão de voz, as demais passaram a incluir serviços de dados e impulsionar mercados como redes veiculares, UAV (Unmanned Aerial Vehicle), IoT (Internet das coisas) e Indústria 4.0. Este trabalho apresenta a implantação de redes de acesso, baseadas em funcionalidades da segunda geração (2G) através do Projeto CELCOM e quarta e quinta geração (4G e 5G) através da rede PA5Ge, no campus da Universidade Federal do Pará (UFPa). As redes atendem os padrões do 3GPP utilizando-se de projetos de software open source, equipamentos SDR (Software Defined Radio) e licenciamento para operação com fins científicos e experimentais na banda de 900 MHz e 700 MHz, respectivamente. As avaliações preliminares demonstram o funcionamento da rede CELCOM nas localidades alvo através de ligações, serviços de troca de mensagens e testes de nível de sinal. Já na Pa5Ge, que possui características modernas como a virtualização das funções de rede (VNFs) e C-RAN (arquitetura de acesso-rádio centralizada), é demonstrado o tráfego gerado por usuários emulados e conectados à rede celular, as informações de funcionamento da rede, configuração da eNB, testes de gerenciamento dos containers e análise de tráfego. Neste contexto, a principal contribuição deste trabalho é descrever os projetos e etapas para implantação das redes e seu funcionamento, desde aspectos de licenciamento a técnicos, de maneira a fomentar iniciativas semelhantes de estabelecimento de plataformas para pesquisa experimental e também no âmbito da engenharia humanitária através das telecomunicações.

  • JONATA PAULINO DA COSTA
  • REDES NEURAIS RECORRENTES LSTM PARA CLASSIFICAÇÃO DE TWEETS INDICADORES DE CRIME NA CIDADE DE BELÉM DO PARÁ

  • Data: 29/01/2021
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  • O Twitter se tornou uma grande fonte de dados de pesquisa para descoberta de conhecimento, sendo uma rede social na qual é possível compartilhar, além de informações pessoais, opiniões e informações sobre eventos em geral. Partindo desse princípio, o presente estudo tem como objetivo desenvolver um classificador com o objetivo de analisar e identificar tweets com postagens relacionadas a crime e não crime. Uma Rede Neural Recorrente Long Short-Term Memory (RNN - LSTM) foi testada para esse processo de classificação. Para a execução do algoritmo, foi necessário criar um banco de dados, uma vez que não há um banco de dados disponível para atender o escopo desse trabalho, relacionando os tweets à classificação de notícias em crime ou não. Foram coletados da conta do site do DOL (Diário Online) e classificados manualmente, contendo 6000 registros. Os resultados obtidos com o uso da RNN (LSTM) se mostraram bastante satisfatórios para o domínio escolhido. Com base nos resultados desta pesquisa, observamos a efetividade do classificador RNN (LSTM) que atingiu um f1_score de 98%. Com os resultados obtidos, pode-se analisar que a Rede Neural Recorrente (LSTM) é um modelo eficiente e satisfatório para o processo de classificação de tweets relacionados a crimes.

2020
Descrição
  • NAJMAT CELENE NASSER MEDEIROS BRANCO
  • ANÁLISE PROBABILÍSTICA DA CONEXÃO DE SISTEMA DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM ESTAÇÕES DE RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS CONSIDERANDO ASPECTOS TÉCNICOS, ECONÔMICOS E AMBIENTAIS

  • Data: 22/12/2020
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  • ANÁLISE PROBABILÍSTICA DA CONEXÃO DE SISTEMA DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA EM ESTAÇÕES DE RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS CONSIDERANDO ASPECTOS TÉCNICOS, ECONÔMICOS E AMBIENTAIS

  • SUELENE DE JESUS DO CARMO CORREA
  • SISTEMA PARA MONITORAMENTO NÃO-INTRUSIVO DE CARGA USANDO REDES NEURAIS EMPILHADAS E INTEGRAÇÃO NUMÉRICA

  • Data: 22/12/2020
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  • O crescimento populacional e as novas necessidades dos consumidores, entre outros fatores, têm levado a uma demanda crescente de energia, sem um aumento concomitante na sua geração. Dessa forma, a redução e a racionalização do consumo de energia, principalmente dos usuários residenciais, passaram a ser uma preocupação global, gerando a necessidade de desenvolvimento de técnicas de gestão e distribuição eficientes da energia disponível. As técnicas de monitoramento nãointrusivo de carga (NILM) fornecem informações valiosas sobre o consumo de energia tanto para empresas de geração de energia quanto para consumidores. Essas informações são importantes para a tomada de decisões relacionadas ao uso sustentável dos recursos energéticos. Este estudo propõe um sistema automatizado baseado em Rede Neural Artificial para a realização de algumas das tarefas do NILM. Uma rede neural empilhada foi desenvolvida para extrair características dos sinais de energia dos equipamentos elétricos para identificar aqueles em operação durante um determinado período. Essas informações são então usadas para desagregar as cargas individuais dos aparelhos por meio do sinal agregado geral, e o consumo é calculado por meio da integração numérica. O sistema foi testado usando dados reais de dois bancos de dados sobre equipamentos com padrões de consumo On / Off, multinível e variáveis coletados em baixa frequência. As métricas de desempenho, resultantes de tarefas de identificação e desagregação, demonstram a eficiência do sistema proposto.

  • ANDREY RAMOS VIEIRA
  • INCORPORAÇÃO DE RESTRIÇÕES DE PROTEÇÃO AO PROBLEMA DA RESTAURAÇÃO DE SERVIÇO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO RADIAIS

  • Data: 18/12/2020
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  • INCORPORAÇÃO DE RESTRIÇÕES DE PROTEÇÃO AO PROBLEMA DA RESTAURAÇÃO DE SERVIÇO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO RADIAIS

  • IGOR ANTONIO AUAD FREIRE
  • SINCRONIZAÇÃO DE FRONTHAUL 5G VIA PROTOCOLO DE PRECISÃO DE TEMPO IEEE 1588: ALGORITMOS E CASOS DE USO

  • Data: 17/12/2020
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  • As redes fronthaul evoluíram substancialmente para atender às demandas das redes de acesso de rádio em nuvem de quinta geração (5G). Mais especificamente, a indústria convergiu para a utilização de Ethernet como a principal tecnologia de transporte, combinado a protocolos de encapsulamento específicos para fronthaul. Como o Ethernet tradicional é assíncrono e não suporta a distribuição de tempo, os protocolos de sincronização de relógio, como o protocolo de precisão de tempo (PTP) IEEE 1588, ganharam um papel fundamental na operação do fronthaul 5G. Diante deste contexto, esta tese analisa os desafios para a sincronização baseada em PTP, com foco particularmente no chamado cenário de suporte parcial de tempo (SPT), no qual alguns elementos da rede não contribuem ativamente para a operação do protocolo. O problema essencial em SPT é que a rede impõe um ambiente inapropriado para a distribuição precisa de tempo, principalmente devido à variação de atraso de pacote. Consequentemente, estratégias não convencionais de estimação e processamento precisam ser exploradas. Este trabalho discute diversas estratégias de estimação voltadas para este cenário. Além disso, apresenta um ambiente experimental baseado em FPGAs que foi desenvolvido para avaliação de fronthaul Ethernet e dos algoritmos de sincronização. Ao final, o trabalho também investiga casos de uso práticos de sincronização em 5G implementados na bancada da testes.

  • ALEX DE SOUZA VIEIRA
  • PRODUÇÃO E AVALIAÇÃO DE UM PROCESSO EDUCACIONAL PARA CURSOS DE INTERAÇÃO HUMANO COMPUTAÇÃO

  • Data: 27/11/2020
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  • Este trabalho apresenta um processo de ensino e aprendizagem para cursos de Interação Humano-Computador (IHC), combinando aulas teóricas tradicionais, aprendizagem ativa e elementos de Aprendizagem Baseada em Projetos, de forma que os alunos possam aumentar sua compreensão sobre IHC. Na graduação, na área de Ciências da Computação, o currículo acadêmico é composto por cursos teóricos e práticos. Os cursos teóricos abordam conteúdos mais abstratos. Este processo pretende aumentar o envolvimento dos alunos ao longo da disciplina teórica de IHC. Este trabalho apresenta uma abordagem diferenciada para melhorar a retenção de alunos para uma melhor compreensão dos aspectos teóricos sobre IHC. Esse processo proposto possui três etapas principais e, como novidade, utiliza o conceito de t-learning para simular vídeos educacionais interativos. Na primeira etapa, o professor apresenta os conceitos de IHC de modo tradicional, com aulas expositivas. A segunda etapa é a aprendizagem ativa, onde os alunos fazem apresentações orais ou constroem objetos de aprendizagem a partir de vídeos interativos para reforçar sua auto compreensão sobre o conteúdo teórico. A terceira etapa é a atividade PBL de produção de novos objetos de aprendizagem a partir de vídeos interativos. Os resultados mostram estatisticamente um aumento na pontuação com o método proposto, em comparação com a sala tradicional usada no curso de IHC. Neste trabalho foram comparados 131 conceitos de alunos, que utilizaram a sala tradicional, com 113 conceitos de alunos que utilizam o método proposto. Os resultados indicam que há vantagens no método proposto, pois ajuda a reduzir o número de alunos reprovados e aumenta a nota média dos alunos.

  • HOSAIAS ALVES DOS PRAZERES SILVA
  • CONTRIBUIÇÃO DA GERAÇÃO SOLAR FOTOVOLTAICA NA CERTIFICAÇÃO DE EDIFICAÇÕES PÚBLICAS PELO RTQ-C E EM EDIFÍCIOS DE ENERGIA ZERO: LABORATÓRIO DE ENSINO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

  • Data: 30/10/2020
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  • Esse trabalho apresenta a contribuição da geração solar fotovoltaica como fonte renovável na metodologia para obtenção de Etiqueta Nível A em certificação de Eficiência Energética e para a transformação em Edifício de Energia Zero, sendo aplicável a edificações e laboratórios de ensino públicos. O passo-a-passo da metodologia consiste essencialmente em duas etapas: a primeira, através de um diagnóstico energético da edificação analisada seguindo as diretrizes estabelecidas no Regulamento Técnico da Qualidade em Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos – RTQ-C, resultando numa proposta de melhoria energética, financeira e ambiental processada com o auxílio do software RETScreen®; e a segunda, dimensionando um sistema de geração solar fotovoltaica, a partir de dados de medição local e do software Meteonorm®, como bonificação para obtenção da Etiqueta Nível A dos níveis do RTQ-C e com capacidade de produção de energia que torne o balanço energético da edificação positivo, tornando-a um Edifício de Energia Zero. A fim de contextualizar a relevância do trabalho e atualizar o leitor no estado da arte aplicável à metodologia, é apresentada uma revisão bibliográfica direcionada aos benefícios da Eficiência Energética nas edificações públicas e ao RTQ-C; ao cenário atual, aplicação e contribuição da Energia Solar Fotovoltaica no desenvolvimento sustentável, na obtenção de classificações reconhecidas nacional e internacionalmente para edifícios públicos; e aos conceitos atualmente utilizados pela comunidade acadêmica para caracterização de Edifícios de Energia Zero. A revisão bibliográfica e a metodologia foram aplicadas em estudo de caso do Laboratório de Engenharia Elétrica e Computação – LEEC, situado no Campus Guamá da Universidade Federal do Pará, com apresentação dos resultados energético, financeiro e ambiental, mostrando ser uma inovação a ser aplicada em instituições e edificações públicas que possuam espaço disponível e infraestrutura semelhante à do LEEC.      

  • CLEONOR CRESCENCIO DAS NEVES
  • INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL DE UM ESTRATÉGIA DE CONTROLE ROBUSTO PARAMÉTRICA APLICADA A UMA MICROREDE CC ALIMENTADA POR GERADORES FOTOVOLTAICOS

  • Data: 30/09/2020
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  • Esta tese apresenta uma proposta da forma direta do controlador digital robusto usando a estrutura do polinômio RST baseado sobre a otimização convexa da esfera de Chebyshev. Para verificar a estabilidade robusta e o desempenho robusto é utilizado uma fonte Fotovoltaica formando uma microrede. Para esta abordagem foi utilizado um conversor buck DC-DC.  E também é apresentada a modelagem matemática da planta fotovoltaica e simulação no ambiente do MATLAB para uma análise de seu desempenho na geração de energia elétrica em malha aberta fechada. Esta metodologia levou em consideração os parâmetros de incertezas e a restrição da esfera de Chebyshev que garante o desempenho robusto e a estabilidade robusta do sistema no domínio discreto. Para este fim, um modelo matemático para o conversor Buck DC DC foi considerando com as incertezas das variáveis elétricas, tal como cargas resistivas, indutância, capacitância e variação da fonte de tensão, e para obter o modelo discreto o modelo discreto do sistema foi usado a transformação bilinear. A metodologia proposta é comparada com duas outras projetadas no domínio discreto: Alocação clássica de polos e a metodologia robusta baseada no teorema de Kharitonov. Foram realizadas várias etapas de experimentação para avaliar o comportamento da metodologia de controle quando o sistema foi submetido a variação paramétrica da carga resistiva e variação do set point de tensão. E por fim, o resultado mostra que a metodologia proposta superou as outras abordagem em 90% dos testes e garante a estabilidade robusta e o desempenho robusto quando o sistema é submetido a uma família de incertezas paramétricas.

  • MOISES FELIPE MELLO DA SILVA
  • MACHINE LEARNING AND COMPUTER VISION TECHNIQUES FOR DAMAGE DETECTION AND MODAL ANALYSIS

  • Data: 28/09/2020
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  • À medida em que o processo de monitoramento da integridade estrutural (do inglês, Structural Health Monitoring - SHM) evolui na sua transição da academia para a indústria novos desafios surgem de sua aplicação. Variações normais na dinâmica estrutural causadas por condições de variabilidade operacional e ambiental continuam exercendo o posto de maior desafio na aplicação de sistemas autônomos de monitoramento. Nestes casos, estes efeitos mascaram a existência de danos estruturais e alteram o seu nível de severidade. No contexto de aplicações para SHM a normalização de dados se refere ao processo de filtragem dos efeitos de variabilidade a fim de prover uma avaliação adequada da integridade estrutural. Embora o número de abordagens para normalização esteja em rápido crescimento, a maioria ainda sofre por problemas derivados de condições iniciais a serem satisfeitas, como por exemplo restrições acerca das características estatísticas dos dados de entrada (e, consequentemente, da resposta estrutural), assim como o elevado número de parâmetros de entrada a serem ajustados. No outro lado dessa questão encontra-se a crescente necessidade de abordagens para a aquisição autônoma de dados sem contato direto com a estrutura. Esta demanda tem direcionado o desenvolvimento de técnicas baseadas em visão para a análise e identificação modal, as quais podem ser acopladas a modelos de aprendizado de máquina para o monitoramente dinâmico em tempo-real. Apesar de algumas recentes aplicações de técnicas de visão computacional para SHM, a maioria dos trabalhos continua exigindo o posicionamento de objetos e/ou marcadores de alto contraste na superfície da estrutura para possibilitar a sua fácil detecção em vídeo para o fim de monitorar as suas variações dinâmicas, reduzindo assim a gama de aplicações possíveis. O presente trabalho visa o desenvolvimento de novas abordagens para a aquisição de dados, análise modal e detecção de danos baseados em visão computacional e aprendizado de máquina, capazes de identificar modos de vibração com altíssima resolução espacial a partir de medições de vídeo, além de detectar e potencialmente quantificar o nível de dano em estruturas de complexidade arbitrária. Primeiro, modelos de aprendizado de máquina são propostos para a detecção de danos com o uso de dados de vibração oriundos de acelerômetros. Neste caso, uma rede neural profunda auto-codificável é projetada para aprender a condição de vibração normal da estrutura e assim identificar condições anômalas a partir de alterações nas suas frequências modais. Ainda, uma técnica de clusterização é proposta para a detecção de danos e classificação de diferentes tipos de condições estruturais, provendo assim uma melhor compreensão acerca do comportamento dinâmico. Esse procedimento  é capaz de autonomamente descobrir o número ótimo de clusters a serem descobertos, os quais indiretamente representam os principais tipos de condições normais as quais a estrutura já esteve sujeita (por exemplo, variações de temperatura, efeitos de carga, e vento forte). Em segundo, técnicas para a identificação cega de modos estruturais com alta resolução a partir de câmeras de vídeo são propostos para o fim de análise modal em 2D. Além disso, introduzimos a primeira técnica efetiva para análise modal em 3D a partir de nuvens dinâmicas de pontos obtidas com o uso de sensores time-of-flight disponíveis comercialmente. Neste caso, soluções para o problema da separação cega de fonte são empregadas para estimar modos de vibração em 3D, coordenadas modais, e outros parâmetros de interesse com o uso de uma versão adaptada da técnica usada para estimar modos em 2D. As abordagens propostas possuem um inerente potencial de aplicação em diversas áreas, por serem capazes de realizar decomposição de fenômenos em estruturas de natureza diversa, potencialidade a qual é demonstrada através de simulações e experimentos laboratoriais, bem como em conjuntos de dados obtidos a partir de sistemas de monitoramento em estruturas reais.

    À medida em que o processo de monitoramento da integridade estrutural (do inglês, Structural Health Monitoring - SHM) evolui na sua transição da academia para a indústria novos desafios surgem de sua aplicação. Variações normais na dinâmica estrutural causadas por condições de variabilidade operacional e ambiental continuam exercendo o posto de maior desafio na aplicação de sistemas autônomos de monitoramento. Nestes casos, estes efeitos mascaram a existência de danos estruturais e alteram o seu nível de severidade. No contexto de aplicações para SHM a normalização de dados se refere ao processo de filtragem dos efeitos de variabilidade a fim de prover uma avaliação adequada da integridade estrutural. Embora o número de abordagens para normalização esteja em rápido crescimento, a maioria ainda sofre por problemas derivados de condições iniciais a serem satisfeitas, como por exemplo restrições acerca das características estatísticas dos dados de entrada (e, consequentemente, da resposta estrutural), assim como o elevado número de parâmetros de entrada a serem ajustados. No outro lado dessa questão encontra-se a crescente necessidade de abordagens para a aquisição autônoma de dados sem contato direto com a estrutura. Esta demanda tem direcionado o desenvolvimento de técnicas baseadas em visão para a análise e identificação modal, as quais podem ser acopladas a modelos de aprendizado de máquina para o monitoramente dinâmico em tempo-real. Apesar de algumas recentes aplicações de técnicas de visão computacional para SHM, a maioria dos trabalhos continua exigindo o posicionamento de objetos e/ou marcadores de alto contraste na superfície da estrutura para possibilitar a sua fácil detecção em vídeo para o fim de monitorar as suas variações dinâmicas, reduzindo assim a gama de aplicações possíveis. O presente trabalho visa o desenvolvimento de novas abordagens para a aquisição de dados, análise modal e detecção de danos baseados em visão computacional e aprendizado de máquina, capazes de identificar modos de vibração com altíssima resolução espacial a partir de medições de vídeo, além de detectar e potencialmente quantificar o nível de dano em estruturas de complexidade arbitrária. Primeiro, modelos de aprendizado de máquina são propostos para a detecção de danos com o uso de dados de vibração oriundos de acelerômetros. Neste caso, uma rede neural profunda auto-codificável é projetada para aprender a condição de vibração normal da estrutura e assim identificar condições anômalas a partir de alterações nas suas frequências modais. Ainda, uma técnica de clusterização é proposta para a detecção de danos e classificação de diferentes tipos de condições estruturais, provendo assim uma melhor compreensão acerca do comportamento dinâmico. Esse procedimento  é capaz de autonomamente descobrir o número ótimo de clusters a serem descobertos, os quais indiretamente representam os principais tipos de condições normais as quais a estrutura já esteve sujeita (por exemplo, variações de temperatura, efeitos de carga, e vento forte). Em segundo, técnicas para a identificação cega de modos estruturais com alta resolução a partir de câmeras de vídeo são propostos para o fim de análise modal em 2D. Além disso, introduzimos a primeira técnica efetiva para análise modal em 3D a partir de nuvens dinâmicas de pontos obtidas com o uso de sensores time-of-flight disponíveis comercialmente. Neste caso, soluções para o problema da separação cega de fonte são empregadas para estimar modos de vibração em 3D, coordenadas modais, e outros parâmetros de interesse com o uso de uma versão adaptada da técnica usada para estimar modos em 2D. As abordagens propostas possuem um inerente potencial de aplicação em diversas áreas, por serem capazes de realizar decomposição de fenômenos em estruturas de natureza diversa, potencialidade a qual é demonstrada através de simulações e experimentos laboratoriais, bem como em conjuntos de dados obtidos a partir de sistemas de monitoramento em estruturas reais.

  • RODRIGO LISBÔA PEREIRA
  • TEORIA DOS JOGOS E INTERAÇÃO SOCIAL AUTO ADAPTATIVA PARA CONTROLE DE PRESSÃO SELETIVA E RECOMBINAÇÃO EM ALGORITMOS GENÉTICOS PARALELOS

  • Data: 09/09/2020
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  • TEORIA DOS JOGOS E INTERAÇÃO SOCIAL AUTO ADAPTATIVA PARA CONTROLE DE PRESSÃO SELETIVA E RECOMBINAÇÃO EM ALGORITMOS GENÉTICOS PARALELOS

  • ALLAN DOS SANTOS BRAGA
  • MODELOS DE RÁDIO PROPAGAÇÃO BASEADOS EM MACHINE LEARNING USANDO PARÂMETROS GEOMÉTRICOS PARA PERCURSO MISTO CIDADE-RIO

  • Data: 04/09/2020
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  • MODELOS DE RÁDIO PROPAGAÇÃO BASEADOS EM MACHINE LEARNING USANDO PARÂMETROS GEOMÉTRICOS PARA PERCURSO MISTO CIDADE-RIO

  • HAROLDO GOMES BARROSO FILHO
  • METODOLOGIA TRADE OFF EM ALGORITMOS DE RASTREAMENTO PARA EXTRAÇÃO DE PADRÕES EM DISTÚRBIOS DA FALA

  • Data: 03/09/2020
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  • METODOLOGIA TRADE OFF EM ALGORITMOS DE RASTREAMENTO PARA EXTRAÇÃO DE PADRÕES EM DISTÚRBIOS DA FALA

  • HELIO RENATO OEIRAS FERREIRA
  • OTIMIZAÇÃO BIOINSPIRADA MULTIOBJETIVO DE FSS PARA O SISTEMA DE COMUNICAÇÃO POR SATÉLITE

  • Data: 24/08/2020
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  • A evolução da computação tem possibilitado avanços substanciais em pesquisas relacionadas à engenharia e em projetos industriais. Nestas áreas, o emprego de ferramentas computacionais tem se intensificado para simulação e obtenção de determinados parâmetros do projeto. No entanto, a crescente demanda por precisão e o aumento gradativo da complexidade das estruturas e sistemas, resulta num processo de simulação cada vez mais demorado, pois a avaliação de um único critério pode consumir várias horas, bem como vários dias ou até mesmo semanas. Logo, um método que minimize o tempo de simulação e otimização, pode, assim, economizar tempo e dinheiro. Nesse contexto, a computação bioinspirada (bioinspired computing - BIC), se apresenta precisa e eficiente, onde muitos métodos computacionais tradicionais falham e, consiste em novo mecanismo para suprir tais dificuldades. Assim, neste trabalho, é realizado um estudo acerca de alguns dos algoritmos BIC mais utilizados na atualidade para projeto e otimização de problemas gerais na engenharia e na indústria. Doravante, se vislumbra desenvolver um código de otimização meta-heurístico multiobjetivo que apresente menor custo computacional e, consequentemente, menor tempo para processamento dos dados. Inicialmente, é realizada uma investigação eletromagnética da superfície seletiva de frequência do tipo losango planar estudada, através de simulações computacionais. A análise numérica é feita usando os métodos FEM com o auxílio de software comercial. O processo de síntese consiste em sintonizar a frequência de ressonância da estrutura e a largura de banda para operação em sistemas de comunicação via satélite, mais precisamente na Banda-X, e Ku. A modelagem das estruturas é realizada por uma rede neural artificial e o processo de otimização é realizado por algoritmos meta-heurísticos. Os resultados obtidos por esses códigos são comparados aos simulados pelo software comercial e aos medidos. Observou-se boa concordância entre os resultados simulados e medidos, bem como uma substancial redução no tempo de processamento da estrutura otimizada.

  • BRUNO NICOLAU MAGALHAES DE SOUZA CONTE
  • CLUSTERIZAÇÃO, CLASSIFICAÇÃO E PREDIÇÃO DE “PRÉ-EFEITO ANÓDICO” DE CUBA ELETROLÍTICA DE ALUMÍNIO PRIMÁRIO

  • Data: 21/08/2020
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  • CLUSTERIZAÇÃO, CLASSIFICAÇÃO E PREDIÇÃO DE “PRÉ-EFEITO ANÓDICO” DE CUBA ELETROLÍTICA DE ALUMÍNIO PRIMÁRIO

  • GLEISON DE OLIVEIRA MEDEIROS
  • UM FRAMEWORK INTELIGENTE BASEADO EM PREVISÕES DE QOE PARA O BALANCEAMENTO DE CARGA EM REDES 5G

  • Data: 20/08/2020
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  • UM FRAMEWORK INTELIGENTE BASEADO EM PREVISÕES DE QOE PARA O BALANCEAMENTO DE CARGA EM REDES 5G

  • DANIELLE LIMA GUEDES
  • COMPARAÇÃO DE METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE EDIFICAÇÕES COM APLICAÇÃO VISANDO O CONSUMO DE ENERGIA QUASE ZERO

  • Data: 14/08/2020
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  • A eficiência energética das edificações é um conceito ligado diretamente ao uso eficiente dos recursos, como energia, água e materiais, tanto na fase de projeto quando na fase de operação e manutenção dos edifícios. Além de proporcionar uma possível redução de custos em operação, as práticas eficientes em construções promovem benefícios econômicos, ambientais (redução da poluição) e relacionados a saúde humana. Nesse contexto, surgem as metodologias capazes de avaliar e classificar a eficiência energética das edificações, sugerindo as melhores práticas e equipamentos. No Brasil, o PROCEL Edifica é o responsável em avaliar as edificações e emitir um selo de conformidade que determina o nível de eficiência energética alcançado por elas. Nos últimos dois anos, a metodologia de aplicação para avaliação das edificações foi reformulada e entrou em consulta pública para validar as mudanças sugeridas em seu texto. Apesar de, até o presente momento, o texto ainda não ter sido validado pelos órgãos vigentes, a nova metodologia de aplicação, denominado de Instrução Normativa INMETRO para a classe de eficiência energética de Edificações Comerciais, de Serviços e Públicas (INI-C), já vem sendo utilizado como método avaliativo nos processos internos do país. O presente trabalho tem como objetivo aplicar a INI-C e determinar o nível de eficiência energética parcial dos sistemas de condicionamento de ar e de iluminação em uma edificação comercial e, em seguida, comparar os resultados com o nível de eficiência energética alcançado pela metodologia anterior (RTQ-C) para a mesma edificação. Os resultados distintos pontuam as principais reformulações da nova metodologia para obtenção da etiqueta PBE Edifica, e discute a sua aproximação com outras certificações ambientais que também se baseiam no consumo energético para classificação como, por exemplo, a certificação LEED. Para tornar a edificação ainda mais eficiente, é proposto ao longo do trabalho a geração local de energia elétrica, através da inserção de um sistema fotovoltaico conectado à rede (SFCR). O SFCR é projetado para suprir até 92% do consumo médio da edificação, o que abre a discussão para o conceito de Near Zero Energy Building, (do português, Edifícios com consumo de energia próximo à zero), edifícios de elevada eficiência energética, e a situação nacional dessa vertente. 

  • WELTON VASCONCELOS ARAUJO
  • PLANEJAMENTO DE IMPLANTAÇÃO DE REDES MÓVEIS DE NOVA GERAÇÃO CONSIDERANDO ASPECTOS DE RÁDIO E TRANSPORTE

  • Data: 07/08/2020
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  • PLANEJAMENTO DE IMPLANTAÇÃO DE REDES MÓVEIS DE NOVA GERAÇÃO CONSIDERANDO ASPECTOS DE RÁDIO E TRANSPORTE

  • SUZANE CRUZ DE AQUINO MONTEIRO
  • Metodologia para a Eficiência Energética em Edificações Fundamentada no RTQ-C: Um Algoritmo de Otimização Multiobjetivo sobre os Sistemas de Iluminação e de Condicionamento de Ar

  • Data: 29/07/2020
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  • Há setores no mercado cujo consumo de energia elétrica é empregado majoritariamente na manutenção e conforto térmico e luminoso dos seus prédios, como o setor residencial, público e comercial. As suas maiores cargas estão nos sistemas de condicionamento de ar, iluminação e aquecimento. O objetivo desta tese é desenvolver uma metodologia para ser aplicada a algoritmos de otimização multiobjetivo voltada para a eficiência energética em edificações, considerando aspectos como o custo incremental, consumo energético, emissões de gases do efeito estufa e níveis de eficiência energética do sistema de iluminação e de climatização, de acordo com o regulamento técnico obrigatório em prédios públicos no Brasil, o RTQ-C. Apresentando-se, assim, como solução para auxiliar na tomada de decisão dos engenheiros, arquitetos e gestores de edificações para a escolha de arranjos ótimos de equipamentos de iluminação e climatização, ponderando sobre cada ambiente e perfil de projeto. Para o processo de validação criou-se uma edificação modelo com 15 salas distribuídas em 3 pavimentos, de acordo com os parâmetros construtivos mais comuns na região Norte do Brasil. Primeiramente, avaliou-se diferentes combinações de funções-objetivo candidatas a compor a função fitness do algoritmo multiobjetivo, analisando sua performance em dois cenários centrais: 1) com a adição de equipamentos "iscas" de condicionamento de ar, e 2) sem a inclusão destes. Com isso, constatou-se que considerando três funções objetivos: custo incremental, consumo energético anual e o coeficiente de eficiência energética de condicionamento de ar, é possível obter soluções ótimas não dominadas nos dois cenários, destacando assim, a robustez da metodologia construída. 

  • ANDERSON SILVA DE OLIVEIRA GÓES
  • PROPOSTA DE PROCESSO PARA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE RECURSOS HUMANOS UTILIZANDO TÉCNICAS DE INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL: UMA ABORDAGEM UTILIZANDO CLASSIFICADORES BASEADOS EM REGRAS E ALGORITMOS DE APRENDIZADO SUPERVISIONADO

  • Data: 28/07/2020
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  • PROPOSTA DE PROCESSO PARA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE RECURSOS HUMANOS UTILIZANDO TÉCNICAS DE INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL: UMA ABORDAGEM UTILIZANDO CLASSIFICADORES BASEADOS EM REGRAS E ALGORITMOS DE APRENDIZADO SUPERVISIONADO

  • GERALDO SOUZA DE MELO
  • CHAVES PLASMÔNICAS E DISPOSITIVOS MULTIFUNCIONAIS BASEADOS EM GRAFENO NAS FAIXAS DE THZ E INFRAVERMELHO

  • Data: 24/07/2020
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  • Novos dispositivos plasmônicos controláveis baseados em grafeno para as regiões de terahertz e infravermelho são analisados neste trabalho. Os dispositivos funcionam pela propagação de ondas plasmônicas na superfície do grafeno, podendo excitar ressonâncias nas estruturas dos dispositivos. As estruturas dos filtros e das chaves plasmônicas consistem em um disco de grafeno acoplado a dois guias de ondas também de grafeno, que estão perpendiculares um ao outro, já os dispositivos multifuncionais possuem forma de T, sendo um com ressonador circular e o outro sem ressonador, todos os dispositivos estão depositados sobre sílica e silício. Os resultados para o filtro plasmônico, sem a aplicação de campo magnético externo DC, mostram três modos ressonantes: dipolo, quadrupolo e hexapolo, com máximas reflexões nos modos dipolo e hexapolo e máxima transmissão no quadrupolo. Analisamos duas chaves plasmônicas, sendo uma obtida pela aplicação de campo elétrico externo sobre o filtro, nos permitindo deslocar regiões de máximo isolamento para regiões de máxima transmissão, evidenciando a característica de ajuste dinâmico do grafeno. A outra chave é obtida, aplicando um campo magnético externo DC sobre o filtro, fazendo com que o modo dipolo sofra uma rotação de 45, transmitindo o sinal incidido na porta 1 para a 2, com modos ressonantes girantes ω+ , ω e estacionário ω0, devido à quebra de degenerescência causada pelo campo magnético externo. Já para o dispositivo multifuncional com ressonador, temos os mesmos resultados obtidos para o filtro, tendo como diferença a nova função de divisor de potência no modo quadrupolo, além das funções de filtro no dipolo e hexapolo. Aplicando uma voltagem externa na estrutura podemos deslocar os modos dipolo e hexapolo para a região do quadrupolo, tendo nessa região uma chave eletro-óptica. Para o dispositivo multifuncional sem ressonador temos apenas as funções de divisor e quando aplicamos uma voltagem externa apenas na região central do dispositivo temos uma chave eletro-óptica. Foram feitas variações de parâmetros físicos e geométricos e os resultados foram estudados analiticamente, empregando a Teoria de Modos Acoplados Temporal, para ratificar os resultados encontrados numericamente pelo software COMSOL Multiphysics e HFSS, mostrando que os resultados obtidos pelos dois métodos estão em boa concordância. Mostramos analiticamente a possibilidade de escolha da faixa de frequência de operação dos dispositivos a partir da escolha do raio do ressonador, assim como, o controle dinâmico das estruturas através da variação do potencial químico do grafeno.

  • ILAN SOUSA CORREA
  • PROCESSAMENTO DIGITAL DE SINAIS PARA O FRONTHAUL DE REDES 4G E 5G

  • Data: 10/07/2020
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  • A arquitetura chamada Cloud Radio Access Network (C-RAN) foi proposta para diminuir os custo de implementação das redes celulares, na qual as estações rádio base são divididas nas baseband unitis (BBUs) e remote radio units (RRUs). As BBUs são instaladas em um datacenter e realizam a maior parte do processamento dos sinais em banda base e de rede. Várias BBUs são instaladas no mesmo datacenter, permitindo diminuir custos com energia, conectividade e condicionamento térmico. As RRUs são instaladas nas células e realizam pouco ou nenhum processamento, podendo ser somente a interface com os equipamentos dos usuários através da transmissão dos sinais gerados nas BBUs e encaminhamento os sinais recebidos para as BBUs. Em C-RAN uma rede chamada de fronthaul conecta as BBUs às RRUs, no qual, na maioria dos casos, utiliza-se o protocolo CPRI que permite transportar sinais que devem ser transmitidos e sinais recebidos pelas antenas, recursos para sincronizar RRUs e BBUs no tempo e na frequência, além de dados de controle.

    Umas das consequências da evolução das redes celulares é a diminuição da área das células devido à vários fatores como, por exemplo, o uso de frequências de portadoras mais altas. Esse processo é conhecido como densificação das redes celulares. Além disso, cada vez mais são incorporadas técnicas de transmissão usando múltiplas antenas, o que aumenta significativamente o número de sinais transmitidos no fronthaul. Com isso, há preocupação de que as tecnologias atualmente empregadas no fronthaul, como o protocolo CPRI, não acompanhem essa evolução. Assim, existe a grande interesse da indústria e da academia em técnicas e tecnologias que podem tornar o fronthaul mais barato e mais eficiente. Por isso, tecnologias para o fronthaul vêm sendo bastante investigado em vários trabalhos recentes.

    Nesse contexto, esta tese investiga técnicas de processamento digital de sinais para tornar o transporte de sinais no fronthaul mais eficiente, no contexto do transporte de sinais de rádio multiplexados em frequência e em forma analógica. Esta forma de transmissão contrasta com o transporte de sinais digitalizados multiplexados no tempo que é adotado em tecnologias de fronthaul como o CPRI. O transporte em forma analógica com multiplexação em frequência possui grande potencial de diminuição na largura de banda necessária no fronthaul para transmitir os sinais em relação à transmissão digitalizada com multiplexação no tempo. Entretanto, a transmissão de sinais analógicos no fronthaul tem a desvantagem da introdução de distorções nos sinais em relação ao transporte de sinais digitalizados. Neste contexto, nesta tese são investigadas técnicas de processamento de sinais para multiplexação e demultiplexação de sinais em frequência para emprego na BBU e RRU. Estas técnicas são avaliadas em relação a sua complexidade e na distorção que os sinais sofrem. Também são avaliadas as distorções nos sinais causadas pela transmissão no fronthaul, para o qual é proposto um procedimento de estimação da relação sinal-ruído do fronthaul. A relação sinal-ruído é aplicada para o cálculo de uma pré-ênfase para aplicar nos sinais antes da transmissão. As técnicas são avaliadas através de simulações e experimentos de transmissão em link ótico. Os resultados são mostrados através de medições, cálculos das distorções dos sinais, e da complexidade dos algoritmos avaliados.

  • ALLAN BARBOSA COSTA
  • O USO DE METODOLOGIAS ATIVAS PARA O ENSINO – APRENDIZAGEM DE SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES

  • Data: 03/07/2020
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  • As universidades vêm buscando adotar metodologias de ensino ativo em sua estrutura curricular, como o Project and Problem Based Learnig (P2BL), juntamente com o uso de ferramentas de simulação nas aulas, as quais facilitam o processo de ensino e aprendizagem, não só para os alunos de engenharias, mas todos os alunos que necessitem de recursos visuais mais detalhados para o entendimento da problemática abordada. Nesse sentido, este trabalho propõe o uso e desenvolvimento de uma ferramenta computacional para planejamento de Redes de Comunicações sem Fio para auxílio no ensino de disciplinas de Engenharia da Computação, Sistemas de Informações , Engenharia de Telecomunicações e Engenharia Elétrica, usando as técnicas de Realidade Virtual e a literatura especializada e consolidada da área, para a concepção de cenários arbitrários associados a modelos de radiopropagação que simulam o comportamento do sinal em diferentes cenários, na primeira fase outdoor e na segunda fase indoor. São considerados no simulador os tipos de antenas com seus ganhos respectivos, sua polarização e diferentes alturas, a frequência de operação do sistema, a potência do transmissor e os equivalentes parâmetros na unidade móvel. Dessa maneira, é possível criar cenários outdoor nesta versão e, cenários indoor e outdoor nas versões futuras para execução da simulação utilizando alguns dos modelos de propagação definidos na literatura. Dessa forma, tem-se a visualização tridimensional da área de cobertura, intensidade do sinal recebido em determinada região do cenário, área de sombra, entre outros, em um ambiente totalmente virtual.

  • ANDRE DE OLIVEIRA FERREIRA
  • SISTEMA FOTOVOLTAICOEÓLICO DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA COM CONEXÃO E CONTROLE POR MEIO DE UM CONVERSOR c.c.-c.c. DE DUAS ENTRADAS

  • Data: 30/06/2020
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  • Neste trabalho, um sistema de bombeamento de água eólico-fotovoltaico de pequeno porte é modelado e analisado através de simulações computacionais. No sistema proposto, o gerador fotovoltaico e o gerador eólico são conectados através de um conversor CC-CC de duas entradas, cuja saída é diretamente acoplada a uma moto-bomba CC. O conversor CC-CC de duas entradas torna opcional a utilização de um banco de baterias, e atua nas correntes drenadas das fontes de energia simultaneamente ou individualmente para operá-las em pontos desejados de suas curvas características. As simulações demonstram bom desempenho do sistema, que é viável de ser implementado na prática e pode ser usado em regiões remotas ou onde for necessário.

  • LUCAS DE SOUSA PACHECO
  • MOBILITY AND CLOUD MANAGEMENT IN WIRELESS HETEROGENEOUS 5G NETWORKS

  • Data: 30/06/2020
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  • Mobility management is a key area to ensure connectivity and the continuity of the services consumed by mobile users. This dissertation analyzes how the next generation of 5G ultra-dense networks will pave the way for the distribution of video in vehicular networks (VANETs), which will be composed of a heterogeneous ultra-dense infrastructure, joining existing wireless communication technologies to obtain greater spectral efficiency. A handover algorithm, called HoVe, is the mais contribution of this work. HoVe is an algorithm based on multiple criteria for video distribution on ultra-dense 5G VANETs. The simulation results show HoVe’s efficiency in providing videos with 19 % higher quality than state-of-the-art algorithms, improving the package delivery rate by at least 30%. This work studies a particular case of VANETs that benefits from computing at the edge of the network, the case of Autonomous Connected Vehicles, or CAVs. Edge and mist computing are emerging solutions for remote data processing for autonomous vehicles, offering higher computational power, as well as the low latency required by autonomous driving. This work also proposes the MOSAIC algorithm for service migration and resource management for communication between layers and between layers in edge and fog computing. Simulation results show the efficiency of the proposed algorithm in terms of latency, migration failures, and network throughput.

  • ULISSES WEYL DA CUNHA COSTA
  • ESTRATÉGIA FUZZY PARA PLANEJAMENTO DE REDES DE ACESSO CENTRALIZADA NA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS RADIO SOBRE FIBRA

  • Data: 19/06/2020
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  • A rede 5G chegaram e são capazes de mudar paradigmas nas áreas de conectividade, manutenção, escalabilidade e disponibilidade. Seu objetivo é garantir que os usuários possam permanecer on-line com seus dispositivos em qualquer momento e em qualquer lugar. Diante disso, as soluções para redes centralizadas estão se tornando atraentes, pois são gerenciáveis e de baixo custo. Nestas condições, o uso de técnicas de computação, como lógica fuzzy, beneficia a supervisão e o planejamento de redes, otimizando e controlando recursos, além de gerenciar o sistema. No entanto, o planejamento de uma rede centralizada tende a suscitar desafios nos setores ópticos localizados entre o centro de telecomunicações e a estação base. Tecnologias como rádio sobre fibra estão sendo examinadas para atender às demandas do mercado de fronthaul, apesar de apresentarem muitos outros desafios. Por esse motivo, neste estudo, adotamos uma estratégia inteligente para determinar de maneira equilibrada que sinais de rádio sobre fibra devem ser alocados no setor óptico. Essa estratégia é implementada usando lógica difusa e pode ser usada na tomada de decisões para planejar o futuro das redes centralizadas. Os resultados mostram que é possível trazer equilíbrio entre o gasto na implantação e o desempenho do sistema.

  • MARCELINO LOPES CORREA DA SILVA JUNIOR
  • APRIMORAMENTO DE NANOANTENAS PLASMÔNICAS PARA CÉLULAS SOLARES ORGÂNICAS

  • Data: 05/06/2020
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  • Atualmente, sistemas fotovoltaicos orgânicos possuem desempenho com níveis de desenvolvimento bastante distintos, tais dispositivos convertem a luz solar em eletricidade a partir de semicondutores orgânicos que constituem a camada ativa desses dispositivos que, geralmente, são constituídos por derivados do fulereno e polímeros conjugados, tendo a eficiência aumentada a partir do uso de nanoantenas de prata sobre essa camada. Neste estudo, foi realizada a otimização dos parâmetros geométricos de nanoantenas e da célula solar unitária através do método dos elementos finitos, com a análise feita na célula solar orgânica periódica constituída de um bloco refletor e de uma nanoantena cilíndrica formada pelo metal nobre prata, e a camada ativa formada pelo material P3HT:PCBM, cuja representação das características físicas desses materiais foram modelados a partir da interpolação de resultados experimentais. As configurações estruturais das nanoestruturas plasmônicas e o desempenho do dispositivo foram monitorados a partir das propriedades fotofísicas do sistema, e conforme demonstrado a partir de novos modelos geométricos de nanoantenas e de um arranjo de nanoantenas formado pela nanoantena tronco de cone convexo junto com uma nanoantena piramidal, houve uma solução melhor para diferentes ângulos de incidência de luz em comparação com única nanoantena. A localização das nanoanenas também foi analisada para o estudo do comportamento da absorção na camada ativa. Por conseguinte, constatou-se um aumento médio na eficiência de absorção dessa célula solar orgânica, tanto para polarização transversal magnética quanto para transversal elétrica, em comparação com o uso da nanoantena convencional na faixa de comprimento de onda de (300:800) nanômetros.

  • LUIZ CLÁUDIO LOBO DA SILVA JÚNIOR
  • MITIGAÇÃO DE VARIAÇÕES DE TENSÃO EM UMA INDÚSTRIA CERVEJEIRA USANDO BANCO DE CAPACITORES FIXOS E CHAVEADOS

  • Data: 04/06/2020
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  • MITIGAÇÃO DE VARIAÇÕES DE TENSÃO EM UMA INDÚSTRIA CERVEJEIRA USANDO BANCO DE CAPACITORES FIXOS E CHAVEADOS

  • FÁBIO FERREIRA RIBEIRO
  • DESIGN DE ANTENAS PLANARES PARA APLICAÇÕES EM 60 GHZ

  • Data: 29/05/2020
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  • DESIGN DE ANTENAS PLANARES PARA APLICAÇÕES EM 60 GHZ

  • LUCAS DE LIMA BASTOS
  • SID - SISTEMA DE IDENTIFICAÇÃO DUPLA DE USUÁRIOS DE DISPOSITIVOS VESTÍVEIS ATRAVÉS DOS SINAIS DE FOTOPLETISMOGRAMA E DE ELETROCARDIOGRAMA

  • Data: 28/05/2020
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  • Com o crescimento da e-health, os dispositivos vestíveis destacaram-se devido à sua praticidade e conforto na detecção dos dados pessoais. Dispositivos vestíveis em e-Health fornecem acesso de fácil uso, bem como um retorno de informações para o usuário. Em geral, esses dispositivos possuem uma variedade de sensores que capturam várias informações do ambiente e do usuário. As informações mais populares coletadas por smartwatches e pulseiras é sobre a medição de batimentos cardíacos, passos, oxigenação e fotopletismografia (PPG) e eletrocardiograma (ECG). Cada processo com sensores tem ruídos, ondas eletromagnéticas e movimentos que podem interferir ao identificar, analisar e verificar o indivíduo. A partir disso, a filtragem é um passo indispensável em qualquer processo. A identificação é dividida em etapas, e o principal e essencial é a filtragem porque é onde o pré-processamento começa. Esses dispositivos vestíveis dependem de dispositivos móveis para autenticação do usuário. Se o usuário precisar de validação, ele recorrerá a métodos tradicionais em outros equipamentos que possuem sensores de reconhecimento, como íris, rosto ou impressões digitais. Para superar esses problemas, esta dissertação é dividida em duas etapas. A primeira trata do pré-processamento do sinal (captação e filtragem). Segunda etapa trata do modelo de autenticação de pessoas a partir de sinais fotopletismografia (PPG) e eletrocardiograma (ECG)

  • BRUNO SANTANA DE ALBUQUERQUE
  • UTILIZAÇÃO DE MÉTODOS ATIVOS NA TRANSFORMAÇÃO DE UM PRÉDIO UNIVERSITÁRIO EM UM EDIFÍCIO DE ENERGIA ZERO: ESTUDO DE CASO DA BIBLIOTECA CENTRAL

  • Data: 06/05/2020
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  • Esta trabalho propõe uma avaliação energética da transformação de um edifício universitário em um Edifício de Energia Zero (EEZ), por meio da utilização de métodos ativos, como os sistemas fotovoltaicos (SF), e apresenta sua aplicação na forma de um estudo de caso. O objetivo deste estudo foi analisar o balanço energético entre a carga da Biblioteca Central da UFPA, o SF, o sistema de distribuição e o sistema de armazenamento, visando a autonomia energética da carga. Os resultados se apresentaram satisfatórios para os diferentes cenários criados pela variação da carga, de acordo com o calendário da universidade, e pela intermitência da geração fotovoltaica, devido à variação da fonte solar. O uso do sistema fotovoltaico permitiu gerar o suficiente para suprir maior parte da carga do edifício, porém apenas 53% dessa energia seria capaz de beneficiar o edifício, pois o excedente gerado foi utilizado para o atendimento de outras cargas da universidade. Dessa forma, a utilização do sistema de armazenamento a permite um maior aproveitamento da energia do SF gerada na edificação.     

  • CAMILO LELIS ASSIS GONCALVES
  • DETECÇÃO E RASTREAMENTO DE COMPONENTES DE VAGÕES FERROVIÁRIOS UTILIZANDO REDES NEURAIS CONVOLUCIONAIS E RESTRIÇÕES GEOMÉTRICAS

  • Data: 27/04/2020
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  • O projeto de sistemas de inspeção automática para a inspeção de componentes de vagões de trem e linhas ferroviárias que podem provocar o descarrilhamento de vagões é um fator crucial para o aumento de produtividade e segurança em ambientes industriais. Propomos  um método para a detecção e rastreamento de componentes  de vagões de trem de mineração utilizando um detector baseado em Redes Neurais Convolucionais e Deep Learning. Em nossos experimentos, nosso foco foi em detectar a chamada “super estrutura” do vagão, mas a técnica pode ser facilmente estendida para a detecção de outros componentes.

  • FRANCISCO EGUINALDO DE ALBUQUERQUE FÉLIX JÚNIOR
  • CIÊNCIA DE DADOS APLICADA EM DADOS PÚBLICOS: ESTUDOS DE CASO ACERCA DA PREVIDÊNCIA SOCIAL BRASILEIRA

  • Data: 17/04/2020
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  • A Ciência de Dados trata-se de uma área interdisciplinar relacionada a análise de dados, a qual, objetiva a extração de conhecimento e possíveis tomadas de decisão acerca de problemáticas especificas. Essa temática apresenta uma tendência evolutiva nos últimos anos devido, principalmente, a grande quantidade de dados não processados gerados cotidianamente, estimulando pesquisadores e empresas a realizarem estudos e análises cada vez mais complexas, propiciando avanços científicos nos mais variados campos, bem como, provendo vantagens competitivas às corporações. Nesse contexto, os dados abertos governamentais, por necessitarem recorrentemente de pré-tratamentos e métodos computacionais para processamento acerca dos seus conjuntos de dados, apresentam-se como potenciais fontes de informações a serem exploradas na ótica de Ciência de Dados, possibilitando o desenvolvimento de estratégias cada vez mais eficientes e otimizadas em gestão pública. Diante disso, e aliado as recentes discussões relacionadas a reforma na previdência social brasileira, essa dissertação apresenta dois estudos de caso referentes a análises no sistema previdenciário nacional. O primeiro estudo utilizou os microdados referentes aos censos demográficos de 2000 e 2010, disponibilizados pelo IBGE, propondo avaliar a participação que as aposentadorias e pensões possuem na desigualdade de renda da população nos anos avaliados acerca dos estados e municípios brasileiros. Para isso, foi aplicada a metodologia de decomposição do índice de Gini nesta parcela de benefícios, dividindo-os em categorias, até um salário mínimo e acima de um salário. Os resultados mostram que, embora os benefícios analisados contribuam para a concentração de renda no Brasil, a parcela correspondente até um salário mínimo contribui para a desconcentração da renda, e aquela acima de um salário contribui para a concentração, sendo um padrão repetitivo em todo o território nacional. Por outro lado, o segundo estudo propôs uma avaliação dos impactos que a reforma da previdência, proposta pela PEC 06/2019, causaria acerca das concessões dos benefícios de aposentadoria entre o período de 1995 a 2016. Para tal, foi desenvolvida uma estrutura de \textit{Data Warehouse} responsável por armazenar os microdados disponibilizados pela CPI da Previdência. Dessa forma, aplicando estratégias para processamento em lotes de dados e informações disponibilizadas pelo IBGE e AEPS, foram simuladas as regras previstas pela reforma acerca das aposentadorias concedidas no intervalo de tempo analisado. Após a simulação, observou-se que a PEC 06/2019 dificultaria o acesso aos benefícios, na qual, aproximadamente 83,28\% das aposentadorias não haveriam sido concedidas se a mesma já estivesse em vigor desde 1995.

  • DAIYUKI MAIA FUJIYOSHI
  • MODELOS FDTD PARA ANÁLISE DE SISTEMAS DE ATERRAMENTO: DISPERSÃO DO SOLO UTILIZANDO APROXIMADOR DE PADÉ E IONIZAÇÃO DO SOLO CONSIDERANDO MÚLTIPLOS ESTÁGIOS E RESPECTIVAS RESISTIVIDADES RESIDUAIS

  • Data: 03/04/2020
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  • Dois modelos FDTD (Finite-Difference Time-Domain) para solos dispersivos e ionizados, respectivamente, são propostos para representar realisticamente as respostas transitórias dos sistemas de aterramento. O modelo para solos dispersivos é desenvolvido inserindo a dependência da condutividade e permissividade elétrica com a frequência na equação de Maxwell-Ampère através do aproximador de Padé para o termo σ+jωε. A partir disso, são obtidas equações de atualização explícitas para o método FDTD. Ainda, para validar o modelo de solos dispersivos, foram realizados testes experimentais em sistemas de aterramento. No modelo FDTD para solos não lineares, são modeladas quatro fases para a ionização do solo: sem ionização, presparking (primeiro estágio da ionização), sparking (segundo estágio da ionização) e desionização. Mecanismos identificados experimentalmente na literatura para ionização da água são associados com as fases de presparking e sparking da ionização do solo. Com base nisso, deduziu-se que a ionização fraca do gás (fase de presparking) presente dentro das bolhas produzidas devido aplicação de correntes elevadas e a ionização da solução aquosa (fase de sparking) ocorre durante o processo de ionização no solo. Uma função matemática é proposta para representar o crescimento suave da condutividade elétrica em um ponto do solo durante a fase de sparking. Também, sugere-se que, quando os efeitos associados ao crescimento limitado da quantidade de cargas livres e suas mobilidades restritas são consideradas, a resistividade residual deve ser adotada não somente na fase de presparking, mas também durante o estágio de sparking. O modelo FDTD para solos ionizados é validado através da reprodução numérica de experimentos publicados na literatura. Os resultados obtidos através dos modelos FDTD desenvolvidos neste trabalho apresentaram excelente concordância com os respectivos resultados experimentais.

  • RAMON CRISTIAN FERNANDES ARAUJO
  • SISTEMA PARA CLASSIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE DESCARGAS PARCIAIS EM BOBINAS ESTATÓRICAS DE HIDROGERADORES USANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS E MAPAS PRPD

  • Data: 31/03/2020
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  • Neste trabalho, são propostos uma metodologia e um sistema de classificação de múltiplas fontes de descargas parciais (DPs) em enrolamentos estatóricos de hidrogeradores, utilizando Redes Neurais Artificiais (RNAs). A base de dados é composta de mapas PRPD (Phase-Resolved Partial Discharges) provenientes de medições de DP online de hidrogeradores operando em ambiente real. No trabalho, são propostas as seguintes contribuições: (i) desenvolvimento de nova métrica de desempenho de classificadores, que remove o viés introduzido por distribuições heterogêneas das classes de saída na base de dados; (ii) desenvolvimento de novos atributos extraídos dos padrões PRPD, objetivando facilitar a tarefa de reconhecimento utilizando menos variáveis; (iii) nova técnica de filtragem de padrões PRPDs, os quais são tratados como imagens; e (iv) rejeição de padrões inválidos, contendo apenas ruídos. Tais contribuições foram desenvolvidas ao longo do trabalho considerando dois cenários, de diferentes graus de complexidade. No primeiro, realizou-se o reconhecimento de padrões com uma única fonte de DP, ainda não utilizando a filtragem supramencionada. Atributos baseados no conceito de projeção de imagens são extraídos dos PRPDs, e utilizados como entrada das RNAs para treinamento. Taxas de acerto acima de 94% foram obtidas pela melhor RNA. No segundo cenário, os PRPDs apresentam múltiplas fontes de DP simultâneas. A técnica de filtragem desenvolvida foi aplicada para remoção de ruídos e separação dos múltiplos tipos de descargas. A tarefa de classificação foi decomposta em problemas menores, cada qual solucionado por uma RNA treinada com atributos de entrada específicos. Taxas de acerto globais em torno de 90% foram obtidas para as classes de DP. Por fim, a metodologia também foi validada mediante reconhecimento de DPs em tempo real na Usina Hidrelétrica de Tucuruí, sem quaisquer intervenções manuais.

  • DAYNARA DIAS SOUZA
  • AVALIAÇÃO DE MODOS GUIADOS EM CABOS DE COBRE PARA TRANSMISSÃO DE DADOS EM TERABIT POR SEGUNDO

  • Data: 27/03/2020
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  • As tecnologias baseadas em cobre têm usando cabos de par trançado e coaxial como linhas de transmissão, ou seja, explorando o modo TEM (Transversal Eletromagnético) para transmitir dados. No entanto, o uso de frequências cada vez mais altas aumenta drasticamente a atenuação do modo TEM, limitando o alcance e a taxa de dados alcançável do sistema. Por outro lado, recentemente foi proposta uma nova abordagem para explorar as capacidades de transmissão desses cabos: usar seus modos guiados de ordem superior. Esses modos de ordem superior são TE (Transversal Elétrico) ou TM (Transversal Magnético) e surgem quando os comprimentos de onda associados às frequências de operação são menores que as dimensões da seção transversal do cabo. Ao utilizar cabos de pares trançados como guias de onda foi previsto a possibilidade de alcançar taxas de transmissão da ordem de Terabit por segundo, assumindo que o modelo do modo guiado de superfície de um único de fio condutor nu, conhecido como linha de Sommerfeld, descreve adequadamente a atenuação dos modos guiados de ordem superior de um par trançado. No entanto, é evidente que o modelo de Sommerfeld não é apropriado, pois os pares de um cabo de cobre exibem uma estrutura física muito mais complexa. Este trabalho investiga a propagação de vários modos guiados em cabos de pares trançados, a partir de simulações numéricas no software HFSS, considerando características construtivas reais, como trançamento do par e materiais do condutor e isolante. A utilização dos modos guiados de ordem superior em cabos coaxiais também é avaliada. Com base nos resultados obtidos também é determinada a taxa de dados agregada de cada cabo usado como um guia de ondas via capacidade de Shannon. Os resultados mostram que há por volta de 20 modos de propagação disponíveis em cada cabo até 300GHz. Os resultados de taxa de dados mostram que, para 10 metros, é possível alcançar mais de 1Tbps em apenas um par trançado, até 3Tbps em um cabo de quatro pares trançados e mais de 0,5Tbps em um cabo coaxial.

  • LENO RODRIGUES MARTINS
  • DISPOSITIVOS BASEADOS EM CRISTAIS FOTÔNICOS BIDIMENSIONAIS E TEORIA DE MODOS ACOPLADOS PARA COMPONENTES FOTÔNICOS COM SIMETRIA MAGNÉTICA

  • Data: 26/03/2020
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  • Neste trabalho são propostos dois novos dispositivos para sistemas de comunicações, consistindo de uma junção em T de três guias de onda baseados em um cristal fotônico 2D com rede quadrada. Um guia de onda é a porta de entrada, enquanto os outros dois atuam como portas de saída. O primeiro componente pode cumprir três funções: pode desligar as duas portas de saída; pode ser usado como um divisor de 3 dB da potência de entrada; e, pode ativar qualquer uma das duas portas de saída. A mudança do regime de operação é conseguida através da variação de um campo magnético DC que magnetiza um ressonador de ferrite localizado na interseção entre os guias de onda. Já o segundo componente realiza a circulação de sinais eletromagnéticos, sendo realizado um estudo comparativo de funcionamento nos modos de ressonância dipolo e quadrupolo. Além disso, foi desenvolvida uma abordagem baseada na teoria de modos acoplados temporal para a análise e o projeto de componentes eletromagnéticos com baixa simetria, a qual foi aplicada no estudo de um circulador W.

  • BRENDA PENEDO TAVARES DE SOUSA
  • ACOPLAMENTO DE MODOS GUIADOS EM CABOS DE PARES TRANÇADOS UTILIZANDO ANTENAS COM SIMETRIA RADIAL NO CENÁRIO TERABIT DSL

  • Data: 26/03/2020
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  • O desenvolvimento dos padrões de transmissão de dados e tecnologias de acesso sempre vem atrelados com a necessidade de suprir altas taxas de dados. Dessa forma, tecnologias já implantadas, como por exemplo o sistema DSL (Digital Subscriber Line) que utiliza pares trançados para transmissão, vem se ajustando para conseguir atender essa crescente demanda de dados. Entretanto, os pares trançados, assim como todos os meios físicos de propagação nos sistemas DSL, são utilizados como linha de transmissão, utilizando o modo transversal eletromagnético (TEM). Entretanto, as limitações físicas do par trançado como linha de transmissão impedem que o sistema alcance velocidades na faixa de Terabit por segundo. Então, recentemente, a utilização dos pares trançados como guia de ondas, como alternativa ao modo de linha de transmissão, já é objeto de estudo e traz consigo a possibilidade de aumentar ainda mais a taxa de dados nessa infraestrutura disponível. Porém um dos desafios para esta implementação é o acoplamento dos modos guiados no par trançado, que são estruturas muito complexas comparadas aos guias de onda mais utilizados. Neste cenário, esta dissertação tem como objetivo avaliar o acoplamento do sinal radiado entre uma antena com propagação radial e o cabo de par trançado, analisando qual estrutura de antena é mais compatível com o cabo de par trançado. Considerando que nem a estrutura do par trançado como a do cabo de pares trançados tem um modelo analítico fechado para o comportamento do campo eletromagnético nessas estruturas, todos os resultados foram obtidos a partir de simulações numéricas no software HFSS (High Frequency Structure Simulator), em termos do parâmetro de espalhamento da antena e da intensidade de campo elétrico no par trançado. Com esses parâmetros, foi possível avaliar a eficiência de acoplamento entre a antena e o guia de onda, assim como avaliar o guiamento do sinal e prever a taxa de transmissão disponível aos usuários. Nessas avaliações, destacou-se o acoplamento da estrutura da antena com o cabo de pares trançados blindados que chegou a níveis de até 78,85 % em  frequências de 0,3 THz, além de que confirmou-se que apesar da utilização desses cabos para transmissão de dados não ser tão eficaz quanto é mostrada na literatura, ainda sim é viável, uma vez que foi mostrado a partir das simulações numéricas que o guiamento do sinal ao longo de sua estrutura é possível.

  • SANDIO MACIEL DOS SANTOS
  • Data Science Aplicado a Dados Abertos do Governo Federal: Estudos de Caso sobre a Economia dos Municípios Brasileiros

  • Data: 13/03/2020
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  •    O processo de análise de dados nos últimos anos obteve bastante destaque no cenário brasileiro a partir da concessão da Lei 12.527/2011, a qual garante o acesso à informação pública, o que permite uma melhor transparência dos gastos públicos para a sociedade. Aliado à isso, inúmeras discussões surgirão em torno aos dados previdenciários brasileiros, como por exemplo: reforma da providencia social. A partir desse contexto de dados abertos e públicos são discutidos dois estudos de casos a respeito dos dados do governo brasileiro. Em ambos os estudos de casos são aplicadas técnicas de Data Science , pois esta apresenta características de interdisciplinaridade durante o seu processo de análise de dados. Além disso, o Data Science é uma técnica de fácil aplicação em diferentes áreas do conhecimento. Assim, o primeiro estudo de caso visa a utilização de análise estatísticas para evidenciar os se benefícios previdenciários pagos (aposentadorias, pensões, benefícios e textitetc.) pelos municípios apresentam o mesmo impacto financeiro entre as cinco grandes regiões do Brasil (Centro Oeste, Nordeste, Norte, Sudeste e Sul) entre 2010 a 2017. Os resultados obtidos nessa análise apontam que municípios que possuem populações entre 10 a 20 mil habitantes, exibem o maior deficit nas contas em relação ao valores arrecadados e transferidos. O segundo estudo de caso visa a utilização do modelo de previsão STVAR para estimar o comportamento do ciclo econômico do município de São Paulo através das variáveis de despesa, receita e PIB. A avaliação do modelo usa a função resposta a impulso é utilizada para mensurar o comportamento do ciclo econômico após um choque exógeno.

  • IGOR WENNER SILVA FALCAO
  • HEURÍSTICA PARA PROVISIONAMENTO DINÂMICO DE RECURSOS DE HARDWARE EM REDES HÍBRIDAS DE ACESSO VIA RÁDIO CONSIDERANDO O EFEITO DE MARÉ

  • Data: 06/03/2020
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  • O aumento no volume de serviços e aplicações móveis, além do crescimento acelerado das demandas de acesso sem fio, representam desafios significativos para a próxima geração de redes móveis, a quinta geração (5G). Esse aumento no volume de aplicações é reflexo do crescente número de dispositivos que estão conectados à rede, consumindo de maneira desordenada e gerando alta carga de dados. Outro ponto de grande impacto no comportamento do fluxo de dados é a migração diária em larga escala de pessoas nos centros urbanos, causando o chamdo Efeito de Maré. Este promove a flutuação espaço-temporal do tráfego ao longo do dia, causando um problema para o controle e gerenciamento da rede. O fenômeno de marés provoca ainda outras adversidades, dentre elas há a baixa eficiência no uso dos recursos de hardware, o desbalancemento de carga, a subutilização de recursos e a ociosidade de capacidade de rede. Com base nestas informações e considerando o conhecimento dos operadores de serviços sobre mobilidade de assinantes, dados do movimento de usuários da cidade de Nova York foram extraídos através de uma LBSN (Location-Based Social Network). Considerando a alta demanda de tráfego esperada para o 5G e os problemas oriundos do Efeito de Maré na arquitetura de rede atual, nesta dissertaçaõ é proposta uma heurística com duas abordagens de provisionamento de recursos de hardware (uma baseada na taxa de transferência agregada e outra no número de usuários conectados). Os resultados apontam que o provisionamento de rede atendeu à variabilidade do tráfego do cenário utilizado, minimizando a Probabilidade de Usuário Bloqueado, maximizando a eficiência da Unidade de Banda Base (BBU) e quantificando as Small Cells (SCs) necessárias para atender à demanda dos usuários.

  • ALEX BARROS DOS SANTOS
  • A machine learning framework for ECG biometric systems

  • Data: 28/02/2020
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  • With the new environment of IoT and the deployment of 5G networks, a huge amount of data will be generated. New applications will be created and others will be completely redesigned. In this sense, the demand for health services has increased due to a society greater concern with health and, also, the price decreasing for the acquisition of wearable devices. Moreover, the applications require more data protection and privacy, so, biometrics has become one of the main mechanisms for protecting information used by users in all kid of systems and applications. This work investigates the use of an ECG signal in biometrics systems and the machine learning techniques that could be used in this application. This new signal is an alternative not only to increase current safety standards by providing the individual's continuous authentication but also to assess health with cardiac monitoring already well established in medicine by evaluations. To advance in this area, this dissertation is proposing a framework to build a composed data set from different data sources. Defining techniques for extracting signal considering mobile applications and design a structure that allows the use of ECG as a biometric signal in a scalable and heterogeneous environment considering different machine learning techniques such as Support Vector Machine, Random Forest and Neural Networks.

  • EWERTON CRISTHIAN LIMA DE OLIVEIRA
  • PROPOSTA DE UM FRAMEWORK PARA IDENTIFICAÇÃO DE SISTEMAS DINÂMICOS MULTIVARIADOS NÃO LINEARES

  • Data: 27/02/2020
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  • As técnicas de identificação de sistemas dinâmicos são algoritmos de extrema importância para a geração de modelos matemáticos e computacionais capazes de representar a dinâmica de sistemas e processos presentes em diversos âmbitos da sociedade, como: processos industrias; automóveis; produção de alimentos; veículos aeroespaciais; sistemas biológicos e etc. Identificar esses sistemas, que em geral possuem mais de uma variável de entrada e saída (sistemas multivariados) e também são não lineares, é de grande importância para a ciência e para a engenharia no que tange ao desenvolvimento de novas técnicas de controle, monitoramento de falhas e previsão de estados de operação desses mecanismos. Todavia, identificar sistemas MIMO (Multiple Input Multiple Output) não lineares é uma tarefa complicada, tanto devido à dificuldade de se implementar os algoritmos clássicos para a resolução deste problema, quanto ao fato de que sistemas não lineares requerem modelos complexos para a representação de sua dinâmica de maneira satisfatória. Visando resolver este problema, este trabalho propõem um framework capaz de realizar tanto a identificação de sistemas dinâmicos multivariados não lineares no modelo fuzzy TSK, que representa de maneira simples o acoplamento das variáveis envolvidas na identificação, quanto a seleção do vetor regressor usado no modelo. O framework é testado e comparado com uma RNA e o modelo de Hammerstein-Wiener na identificação de duas plantas industriais MIMO não lineares: Reator Contínuo de Tanque Agitado (CSTR); Secador Industrial. A comparação das três técnicas é feita com base nos índices de Erro Quadrático Médio () e Variance Accounted For (), além da análise de resíduos entre os dados observados e estimados. Os resultados mostraram que o framework proposto obteve o melhor desempenho em 80% das estimações de saídas das duas plantas multivariadas com base nos dois índices, e também alcançou o melhor desempenho em 60% dos casos na análise residual da identificação das plantas.

  • NAGIB COELHO MATNI NETO
  •  Fuzzy C-Means Based Gateway Placement Algorithm for LoRaWAN

  • Data: 27/02/2020
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  • Low Power Wide Area Network (LPWAN) technologies recently gained interest from the research and industrial community. Internet of Things (IoT) devices communicate directly with gateways, which act as bridges towards a central network server and the Internet. In this context, it is important to study how to place multiple gateways in an area considering Quality of Service, Capital expenditure (CAPEX), and operational expenditure (OPEX) requirements. This is because network planning and optimization are considered to be significant issues that impact on the application performance, CAPEX, and OPEX. In this paper, we propose an optimal LoRa gateway placement (PLACE). It considers the Gap statistics method to find the number of LoRa gateway, which is used to compute the gateway placement using the Fuzzy C-Means algorithm. Simulation results show that PLACE reduced in 36% the CAPEX and OPEX compared to the grid and random gateway placement, while keeps a similar Packet Delivery Ratio.

  • VITOR DOS SANTOS BATISTA
  • ANÁLISE DE DESEMPENHO DE METAHEURÍSTICAS APLICADAS AO PROBLEMA DE RESTAURAÇÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO

  • Data: 20/02/2020
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  • Nos últimos anos diversas meta-heurísticas foram utilizadas para solucionar o problema de restauração de Sistemas de Distribuição de Energia (SDE) de forma eficiente. Dentre elas destaca-se o Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo por Tabela (AEMT), que juntamente com a utilização da Representação Nó-Profundidade (RNP), trouxeram um grande avanço na área pois a RNP sendo utilizada como estrutura de dados é possível realizar modificações na topologia do SDE sem perder a radialidade e restabelecer o fornecimento de energia para todas as cargas desligadas após a falta. Devido a falta de exploração de outras metaheurísticas que utilizam a RNP como estrutura de dados, este trabalho visa realizar uma análise de desempenho comparando o AEMT com outras três meta-heurísticas, a Busca Tabu, Colônia de Abelhas e Estratégias evolutivas. A análise foi realizada em 3 SDEs com 84, 119 e 135 barras e foram simuladas 3 faltas em cada sistema.

  • CRISTIANO BRAGA DE OLIVEIRA
  • MODELAGEM NUMÉRICA E ANALÍTICA DE ESTRUTURAS PERIÓDICAS PLANARES DE GRAFENO NA FAIXA DE THz

  • Data: 19/02/2020
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  • Quatro estruturas baseadas em grafeno na região de terahertz são analisadas. As estruturas propostas são dois filtros eletromagnéticos formados por dois discos (ou dois anéis) de grafeno coaxiais colocados em lados opostos de um substrato dielétrico e duas estruturas de discos de grafeno magnetizados de raio r = 3µm (ou de raio R = 30μm) sobre um substrato dielétrico. As estruturas de grafeno e de grafeno magnetizado propostas foram modeladas numericamente no software comercial HFSS e calculadas analiticamente empregando a Teoria Temporal de Modos Acoplados (TCMT). Os resultados das modelagens numéricas e dos cálculos analíticos foram comparados através dos parâmetros de transmissão e reflexão, onde mostraram uma boa concordância para ambos os casos. Para as estruturas de dois filtros eletromagnéticos outros parâmetros foram analisados, como o acoplamento entre os dois discos (ou anéis) e o controle dinâmico da estrutura através da variação do potencial químico μc na modelagem numérica, onde ambos mostraram a conciliação das simulações com as equações calculadas pela TCMT. A resposta em frequência das estruturas propostas são analisadas e discutidas no decorrer desta tese

  • JONATHAN MUNOZ TABORA
  • IMPACTO DAS DIRTORÇÕES  HARMÔNICAS DE TENSÃO NA TEMPERATURA E DESEMPENHO DE MOTORES ELÉTRICOS CLASSES IE1, IE3 E IE4

  • Data: 19/02/2020
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  • A introdução de novas tecnologias, assim como a melhoria de materiais e processos, contribuiu para acelerar o crescimento da eficiência dos motores elétricos de indução (Induction Motors, IM). Atualmente no mercado é possível observar o funcionamento de IM das classes de IE3 e IE4, bem como menores eficiências, da mesma forma que propostas para IM classe IE5 estão sendo desenvolvidas. Esta dissertação visa mostrar o impacto das harmônicas de tensão de 2ª, 3ª, 5ª e 7ª ordem, na temperatura e desempenho de motores elétricos classes IE2, IE3 e IE4, sendo o último um motor híbrido de imãs permanentes e gaiola de esquilo (Line Start Permanent Magnet Motor, LSPMM´s). As medições foram divididas em duas etapas, primeiro alimentando cada um dos motores com tensões sem distorção e logo inserindo cada uma das harmônicas de forma individual e combinada em porcentagens de 2% até atingir um 25%. Os resultados mostraram que melhores classes de eficiencia apresentam melhoras consideráveis em relação a consumo, temperatura e ruído, porém mostrando também características não lineares, com foi o caso do motor híbrido classe IE4. Também é presentado como a presença de harmônicas individuais nos motores elétricos, resulta na aparição de outras harmônicas, de acordo com a porcentagem de distorção presente. Finalmente e visando prever a variação da temperatura em relação à porcentagem de distorção, modelos que representassem esse comportamento foram criados, os quais presentam boas estimações da variação da temperatura e a porcentagem de distorção inserida no motor.

  • MAYRA MOURA MOREIRA
  • TRANSPORTE ELETRÔNICO VIA TUNELAMENTO EM SISTEMAS 1D E QUASI-1D COM ELETRODOS DE CARBONO

  • Data: 19/02/2020
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  •             A pesquisa na área da nanotecnologia e nanoeletrônica tem despertado muito interesse no âmbito científico e, principalmente nas últimas décadas muitos esforços foram feitos com o objetivo de alcançar o desejado controle em nı́vel atômico e molecular sobre os processos industriais, como fabricação/design de dispositivos moleculares, miniaturização e/ou flexibilidade de equipamentos eletrônicos. Dentro dos estudos nesses campos de pesquisa destacam-se os alótropos de carbono como, por exemplo, os nanotubos de carbono (NTC), que são estruturas cilı́ndricas obtidas a partir do enrolamento de uma folha de grafeno e o carbyne, que é formado por uma cadeia linear de átomos de carbono. Tais estruturas apresentam grande diversidade de aplicações devido às suas propriedades eletrônicas. Assim, este trabalho, tem como proposta realizar uma investigação teórica de transporte eletrônico via tunelamento através de junções moleculares unidimensionais (1D). A primeira junção consiste de um átomo central de sódio na região central e fios de carbyne como eletrodos. A segunda é uma junção quasi-unidimensional (quasi-1D) e é composta por eletrodos de nanotubos de carbono de parede única (NTCPUs) fechados nas extremidades e novamente um átomo de sódio na região central, sendo que em ambos os sistemas (1D e quasi-1D) não há ligação efetiva entre o átomo central e os eletrodos. Para obter os resultados foi empregada a Teoria do Funcional da Densidade combinada com o formalismo da Função de Green de Não-Equilı́brio. Os resultados obtidos como: curva de corrente-tensão, condutância diferencial, transmitância, densidade de estados e canais de condução, mostram que o átomo de sódio afeta significativamente as propriedades de transporte eletrônico e a comparação dos resultados obtidos para as junções estudadas com os dos sistemas 1D e quasi-1D sem o átomo de sódio na região central podem ratificar tais resultados. Logo, os resultados mostram que as propriedades de transporte são afetadas diretamente pela geometria molecular dos sistemas e tal fato pode auxiliar na fabricação de futuros dispositivos moleculares.

  • ALAN MARCEL FERNANDES DE SOUZA
  • USO DE TÉCNICAS DE APRENDIZADO DE MÁQUINA PARA EXTRAÇÃO DE CONHECIMENTO E MODELAGEM DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ALUMÍNIO PRIMÁRIO

  • Data: 14/02/2020
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  • A produção de alumínio primário é realizada em diversas fábricas ao redor do mundo. Com os avanços tecnológicos nas últimas décadas, o alto poder de armazenamento e de processamento de dados tem permitido solucionar problemas que anteriormente eram considerados extremamente difíceis. Nesse sentido, um novo paradigma surge: a indústria 4.0, que é baseada em processos inteligentes, gestão integrada, energia gerenciada, alto padrão e qualidade. Muitos são os desafios que permeiam a indústria 4.0, dentre eles há as técnicas de aprendizado de máquina, que facilitam a interpretação de dados, permitindo criar modelos que emulam o comportamento do sistema produtivo com alta precisão e encontrar padrões escondidos no imenso conjunto de dados. Esta qualificação de doutorado propõe modelos baseados em técnicas de aprendizado de máquina (Redes Neurais Artificiais, vários algoritmos de aprendizado) e aprendizado profundo (Redes de Memória de Longo Prazo) para emular o comportamento da temperatura, alumina fluoretada e concentração de alumina de um forno de redução de alumínio primário a partir de várias entradas, utilizando dados reais. Além disso, realizou-se agrupamento de fornos com comportamentos semelhantes com o objetivo de aumentar a precisão dos modelos mencionados. Os resultados apontam os modelos baseados em Redes de Memória de Longo Prazo são de 20 a 25% mais precisos que aqueles baseados em Redes Neurais Artificiais. Adicionalmente, verificou-se que os agrupamentos realizados não melhoram significativamente a precisão dos modelos. Ainda é necessário mais testes para confirmar essa afirmação. É importante mencionar que uma extensa revisão da literatura foi feita através de uma revisão sistemática que considerou centenas de trabalhos científicos que abordam modelagem na área de produção de alumínio primário.

  • RAMZ LUIZ FRAIHA LOPES
  • ABORDAGEM MULTIOBJETIVO OUTDOOR PARA POSICIONAMENTO DE ESTAÇÕES RÁDIO BASE E MODELO HÍBRIDO APLICADO À AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO HUMANA À RADIAÇÃO NÃO-IONIZANTE

  • Data: 07/02/2020
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  • Este trabalho apresenta uma ferramenta multiobjectivo para o planejamento de serviços de telecomunicações. Esta ferramenta faz uso de uma modelagem de rádio propagação discreta baseada no classificador “K-vizinhos mais próximos” (K-Nearest Neighborhoods – KNN). O modelo leva em consideração atributos diferentes do ambiente considerado no cálculo da perda de propagação. No caso desta tese, o estudo foi realizado nas dependências da Universidade Federal do Pará, representando um ambiente tipicamente amazônico. Para a concepção do modelo, campanhas de medição foram realizadas em três diferentes frequências: 521MHz, 2100 MHz, e 2600 MHz. O estudo do desvanecimento do sinal nessas frequências foi realizado objetivando a generalização de frequências possíveis para inclusão no modelo. Testes para as frequências de 700 MHz, 1800 MHz e 2400 MHz foram realizados para mostrar a adequação do polinômio obtido na generalização das frequências. O modelo foi aplicado em dois cenários para otimização do posicionamento das estações rádio base (ERB) em estudo. Para o cálculo do posicionamento ótimo das ERBs adotou-se um critério de importância de cada ponto do cenário considerado, baseado na classificação a priori do ambiente estudado. O modelo proposto foi aplicado em dois cenários, ilustrando os resultados através de um mapa de cor da potência recebida em cada ponto. Em comparação com dados de potência recebida nas campanhas de medições executadas na região, as estimativas de cobertura obtidas com a ferramenta proposta apresentam resultados significativamente melhores, ilustrando um cenário futuro com um serviço mais eficiente no território estudado.

  • PALINE ALVES SARAIVA
  • IMPLANTAÇÃO DE SISTEMAFOTOVOLTAICO DE BAIXO CUSTO EM ARQUITETURA DE RÁDIO CENTRALIZADA

  • Data: 31/01/2020
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  • A crescente demanda por maiores taxas de dados e melhor qualidade de ser-viços de Internet tem resultado em altos investimentos em infraestrutura de redesmóveis por parte das operadoras. Neste contexto, a Arquitetura de Rádio Centralizada (CRA) é uma solução promissora que baseia-se na centralização, compartilhamento e melhor alocação de recursos de rede, resultando em reduzidos custosde implantação e operação, quando planejada de forma apropriada. Ainda que osbenefícios da CRA sejam numerosos, essa redução de custos também pode ser potencializada por meio da adoção de fontes de energias alternativas. Uma das opções para isso é o aproveitamento da energia solar, por meio de sistemas fotovoltaicos, noqual adota-se o dimensionamento de seus componentes básicos, tais como, painéis e inversores. No entanto, uma das principais barreiras para a utilização concreta detal sistema é seu elevado custo de implantação, o qual não pode ser negligenciado.Diante disso, a disposição adequada de tais equipamentos por meio de abordagensde otimização, considerando a demanda energética da CRA, representa um desafioa ser superado. Para isso, este trabalho propõe uma estratégia de minimização docusto de implantação de um sistema fotovoltaico, por meio da redução do quantitativo de inversores, o qual é formulado como um problema de Programação LinearInteira (ILP), com o intuito de reduzir ainda mais os custos relacionados à CRA.A partir dos resultados, evidencia-se que a técnica de otimização utilizada, implicana redução do Custo Total de Propriedade (TCO) do sistema fotovoltaico, bemcomo, na sustentabilidade ambiental por meio da redução das emissões de dióxidode carbono (CO) na atmosfera

  • CARMELA SOUZA OLIVEIRA
  • SISTEMAS FOTOVOLTAICOS APLICADOS EM CENÁRIO DE REDE 5G

  • Data: 31/01/2020
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  • Com a implantação da próxima geração de redes móveis, é estimado um significativo aumento no consumo de dados e, analogamente, um substancial impacto no consumo energético. Com este cenário, é interessante pensar em fontes alternativas que possam suprir essa demanda energética e adicionalmente mitigar maiores impactos ambientais. Com base nesta perspectiva econômica e ambiental, este trabalho propõe a utilização de um sistema fotovoltaico como estratégia para a potencialização do consumo de energia de forma menos agressiva ao meio ambiente. Os experimentos realizados avaliam a viabilidade da proposta a partir da implantação em duas arquiteturas RAN (Radio Access Network) que podem ser empregadas à nova geração (5G). Os resultados demonstram a viabilidade financeira na implantação de estruturas fotovoltaicas, quando comparada a fontes convencionais de geração de energia.

  • PATRIK COELHO LOPES
  • ANÁLISE COMPARATIVA DE NANOANTENAS PLASMÔNICAS NO MODO DE RECEPÇÃO PARA A APLICAÇÃO EM NANOCIRCUITO ÓPTICO

  • Data: 30/01/2020
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  • Neste trabalho, é feito um estudo para os diferentes casos de nanoantenas ópticas. As nanoantenas consideradas são: dipolo, dipolo-espira, espira isolada e bastão-espira, inicialmente é feita a analise para o modo de transmissão para a obtenção de parâmetros importantes para o estudo das nanoantenas, como impedância de entrada, coeficiente de reflexão, eficiência de radiação, diagrama de ganho. Em seguida para a analise no modo de recepção, as nanoantenas são excitadas por uma onda plana linearmente polarizada, variando a direção de polarização. Onde a potência recebida pela carga versus frequência e o campo elétrico próximo é investigada para os quatro casos. Em seguida é apresentada a aplicação de um nanocircuito óptico, que é composto por uma nanoantena espira circular de recepção conectado a uma linha de transmissão óptica bifilar (OTL – Optical Transmission Line) em um lado, e um dipolo no seu terminal. Nesse caso, uma onda plana é a fonte e o campo próximo são investigados, também é feita para modo de comparação a analise do nanocircuito óptico de forma separada para os casos do dipolo e espira conectadas pela OTL com uma carga, a potência recebida pela carga versus frequência é calculada variando a direção de polarização da onda plana. E por fim para obtenção de resultados mais próximos de aplicações realísticas é aplicado uma sonda de abertura com um feixe gaussiano focalizado no nanocircuito. As análises numérica serão realizadas pelo Método dos Elementos Finitos (FEM – Finite Element Method).

  • DANIELE MOURA DE QUEIROZ
  • UMA PROPOSTA DE ARQUITETURA DE BIG DATA PARA DETECÇÃO DE FAKE NEWS

  • Data: 24/01/2020
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  • Nos últimos anos, uma grande quantidade de informações tem sido veiculada através da internet, especialmente em mídias sociais, proporcionando uma maior facilidade na obtenção de conhecimentos sobre diversos temas, mas tornando as pessoas suscetíveis a informações falsas que podem acarretar danos variados. A disseminação destas informações falsas tornou difícil detectar fontes de notícias confiáveis, aumentando a necessidade de ferramentas computacionais que sejam capazes de auxiliar na identificação da confiabilidade do conteúdo digital. Ademais, estimativas indicam que a quantidade de dados digitais produzida por dia atinge o valor de mais de um milhão de gigabytes, dentre os quais 79% consistem em dados não estruturados.  Essa quantidade massiva de dados gerados diariamente em alta velocidade e com diferentes tipos de formatos tais como textos, imagens, vídeos e áudios, torna a análise destes dados um grande desafio. Emerge, assim, o conceito de Big Data, definido, sobretudo, pelo volume, variedade e velocidade. Com o advento das tecnologias de Big Data, é possível utilizar uma gama de ferramentas e técnicas para armazenar, processar e analisar, de maneira eficiente, o massivo volume de dados, de forma a contribuir com a investigação da credibilidade de notícias divulgadas e compartilhadas por meio da internet. Neste trabalho discutimos a importância do Big Data para o combate à fake news, pautado em um apropriado enquadramento conceitual e tecnológico, e apresentamos uma proposta de arquitetura de Big Data para armazenamento, processamento e análise de grandes conjuntos de dados, objetivando auxiliar na investigação da veracidade de notícias. Para tanto, foram realizados experimentos utilizando uma massa de dados contendo formatos distintos, ou seja, dados estruturados e não estruturados, extraídos a partir de fontes de notícias e formando um corpus composto por notícias falsas e verdadeiras. Essa massa de dados foi armazenada em um cluster Hadoop, utilizando o sistema de arquivos distribuído denominado HDFS (Hadoop Distributed File System). O processamento do corpus ocorreu através do modelo de programação MapReduce e a classificação das notícias foi realizada através da biblioteca Mahout. Os resultados preliminares produzidos pelo desenvolvimento deste estudo revelam uma arquitetura capaz de armazenar, processar e analisar Big Data no contexto do combate à fake news.

  • GABRIEL FELIPE DA SILVA BARROS
  • DISPOSITIVO NÃO RECÍPROCO DE QUATRO PORTAS BASEADO EM GRAFENO COM RESSONADOR ANEL-ELÍPTICO PARA APLICAÇÕES THZ

  • Data: 21/01/2020
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  • Um novo tipo de circulador de quatro portas é sugerido e analisado neste trabalho. A seção transversal dos componentes apresenta uma estrutura com três camadas consistindo de grafeno, sílica e silício. O plano da figura do circulador consiste de um ressonador circular de grafeno e quatro guias de onda conectados a ele. O ressonador de grafeno é magnetizado normalmente em seu plano por um campo magnético externo DC. O princípio físico do dispositivo é baseado na ressonância dipolar do ressonador de grafeno magnetizado. Foi investigado a influência de diferentes paâmetros sobre as características do circulador. Usamos a Teoria de Modos Acoplados para comprovar os cálculos numéricos obtidos através de simulações computacionais, o dispositivo obteve isolamento aproximado de -17 dB e perdas de inserção de -3 dB com frequência central de 4.55 THz com o campo magnético DC de polarização de 1 T, onde a frequência central pode ser controlada alterando a energia de Fermi do Grafeno.

  • THIAGO LIMA DE OLIVEIRA
  • CIRCULADOR DE QUATRO PORTAS BASEADO EM UM RESSONADOR ELÍPTICO DE GRAFENO NA REGIÃO TERAHERTZ

  • Data: 20/01/2020
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  • Um novo tipo de circulador de quatro portas baseado em grafeno para a faixa de frequência terahertz é proposto e analisado neste trabalho. Constituído de dois guias de onda paralelos acoplados lateralmente a um ressonador magnetizado em forma de disco. A secção transversal dos componentes apresenta uma estrutura com três camadas consistindo de grafeno, dióxidos de silício e silício. O ressonador de grafeno é magnetizado normalmente em seu plano por um campo magnético  externo DC. O princípio físico do dispositivo é baseado na ressonância dipolar do ressonador de grafeno magnetizado. Foi investigado a influência de diferentes parâmetros sobre as características do circulador. Simulações numéricas demonstram o isolamento de -15 dB, perdas de inserção em torno de -2,5 dB e 5,7% de largura de banda com a frequência central de 5.03 THz. O campo magnético DC de polarização é 0,8 T. A frequência central do circulador pode ser controlada mudando a energia de Fermi do grafeno.

2019
Descrição
  • RAIMUNDO JOSE SANTOS MOTA
  • PROJETO E SÍNTESE DE SUPERFÍCIE SELETIVA DE FREQUÊNCIAS PARA O PADRÃO IEEE 802.15.3C VIA TÉCNICA DE OTIMIZAÇÃO HÍBRIDA MULTIOBJETIVO DE ALTA PRECISÃO

  • Data: 19/12/2019
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  • Neste trabalho é apresentada uma técnica de otimização híbrida Bioinspirada que associa uma General Regression Neural Network (GRNN) ao Multiobjective Bat Algorithm (MOBA), para projeto e síntese de Frequency Selective Surfaces (FSS) objetivando sua aplicação no sistema de comunicação de dados por difusão de ondas milimétricas, especificamente, no padrão IEEE 802.15.3c. O dispositivo projetado consiste em arranjos planares de metalizações (patches), na forma geométrica de losango, dispostos sobre substratos RO4003. A FSS proposta neste estudo apresenta operação com característica de banda ultra larga, a FSS patch losango projetada é capaz de cobrir a faixa de 40.0 GHz a 70.0 GHz, ou seja, largura de banda de 30.0 GHz e ressonância em 60.0 GHz. As frequências de corte inferior e superior, referentes a matriz de espalhamento do coeficiente de transmissão, dado em decibéis (dB), foram obtidas no limiar de corte em –10dB, para controle da banda de operação do dispositivo.

  • FLAVIA PESSOA MONTEIRO
  • ESTIMAÇÃO DO IMPACTO DE MÚLTIPLAS CARGAS NÃO-LINEARES NA DISTORÇÃO HARMÔNICA DE TENSÃO NA REDE ELÉTRICA DE DISTRIBUIÇÃO UTILIZANDO MEDIÇÕES DE CORRENTE TRUE RMS

  • Data: 19/12/2019
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  • Atualmente, para analisar impactos harmônicos na tensão em um ponto de interesse em razão de várias cargas não lineares, a literatura recomenda a realização de campanhas de medição simultâneas e sincronizadas em todos os pontos suspeitos com o uso de analisadores de qualidade de energia de alto custo que geralmente não são de fácil acesso para os clientes e muitas vezes também não são para as concessionárias de energia elétrica. Para superar essa problemática, este artigo propõe um método para avaliação do impacto harmônico devido a várias cargas não lineares na distorção harmônica de total de tensão usando apenas os valores de corrente true RMS da carga que já estão disponíveis em todas as instalações dos clientes. A metodologia proposta é baseada na técnica da Árvore de Regressão usando o indicador de Importância da Permutação, que é validado em dois estudos de caso usando dois sistemas elétricos diferentes. O primeiro estudo de caso é ratificar o uso da Importância da Permutação para medir o fator de impacto de cada carga não linear em um cenário controlado, o sistema de teste de barramento IEEE-13, usando a simulação ATP (Alternative Transient Program). O segundo é aplicar a metodologia a um sistema real, um Advanced Measurement Infrastructure System (AMI) implantado em um campus de uma universidade brasileira, utilizando medidores de baixo custo com apenas medições de corrente true RMS. Os resultados alcançados demonstraram a viabilidade da aplicação da metodologia proposta em sistemas elétricos reais, sem a necessidade de investimentos adicionais em analisadores de qualidade de energia de alto custo.

  • TIAGO DOS SANTOS GARCIA
  • ANÁLISE DE NANOENLACES ÓPTICOS SEM FIO COMPOSTOS POR NANOANTENAS PLASMONICAS YAGI-UDA E DIPOLO

  • Data: 17/12/2019
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  • Neste trabalho é feita uma análise teórica comparativa de nanoenlaces ópticos sem fio, formados por nanoantenas plasmônicas Yagi-Uda e dipolo. A análise numérica é realizada pelo Método dos Momentos linear, onde a potência de transmissão e o campo elétrico próximo são investigados e otimizados para os nanoenlaces dos tipos Yagi-Uda/Yagi-Uda, Yagi-Uda/dipolo e dipolo/dipolo. Alguns resultados também foram obtidos pelo Método dos Elementos Finitos. Os resultados mostram que todos os três enlaces podem operar com boas potências de transmissão em diferentes pontos de frequência, variando a impedância da carga da antena receptora.

  • MARLON JOHN PINHEIRO SILVA
  • ESTUDO COMPARATIVO DE TÉCNICAS DE INTELIGÊNCIA DE ENXAME NA REDUÇÃO DA ORDEM DE SISTEMAS DINÂMICOS LINEARES

  • Data: 17/12/2019
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  • A redução de ordem de modelos tem se mostrado um problema bastante recorrente e diversas técnicas surgiram ao longo dos anos, quando, do ponto de vista do projeto de controladores, se tornou inadequada a elaboração e construção destes, visto o alto grau de redundância, que sistemas físicos reais de grande porte podem possuir. No âmbito da matemática determinística, muitos trabalhos, já consagrados na literatura, se propuseram a resolver tal problemática. Recentemente, técnicas que envolvem métodos metaheurísticos em um espaço de busca pré-determinado, utilizando Inteligência de Enxames, vêm sendo utilizados com bastante êxito e tem se mostrado uma nova ferramenta como solução. Com base neste contexto, este trabalho apresenta a compreensão do problema sob o ponto de vista da teoria de sistemas lineares; realizando um estudo comparativo entre as Inteligências de Enxames: Firefly Algorithm, enxame de partículas (PSO do inglês - Particle Swarm Optimization) e SFLA (do inglês - Shuffled Frog Leaping Algorithm).

  • FILIPE CAVALCANTI FERNANDES
  • MAPA AUTO-ORGANIZÁVEL PROBABILÍSTICO PARA CLASSIFICAÇÃO DE PADRÕES DE DESCARGAS PARCIAIS EM HIDROGERADORES

  • Data: 16/12/2019
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  • A maneira mais utilizada para avaliação da condição da isolação estatórica em hidrogeradores é o monitoramento de descargas parciais (DPs). Neste trabalho, é apresentado um sistema de classificação de padrões de DPs usando uma nova abordagem para redes auto-organizáveis denominada  Mapa Auto-organizável Probabilístico. Foram combinadas diversas técnicas da literatura para pré-processamento e visualização dos padrões. Propõe-se uma metodologia que obtém as fronteiras de separação no mapa  que maximizam a acurácia e determinam de forma automática as probabilidades a cada tipo de padrão  de Dp apresentado ao sistema .

  • FABRÍCIO PINHO DA LUZ
  • ANÁLISE COMPARATIVA DO DESEMPENHO DA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO EM REDES DE FIBRAS ÓPTICAS

  • Data: 13/12/2019
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  • Este trabalho aborda o uso de métodos para tratamento da dispersão em fibras ópticas, mostrando a eficácia da utilização para um melhor resultado do Fator de qualidade (Q. Factor) e da taxa de erro de bit (Min. Ber) na transmissão de dados por redes de fibras ópticas. Desse modo, esta dissertação tem por objetivo fazer uma análise do desempenho de uma das técnicas de Pós-compensação em sistemas Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Densa, baseado em redes ópticas passivas (DWDM-PON) com 16 canais e 100GHz de espaçamento para uma taxa de transmissão de dados de 10Gbps através do método de Pós-compensação de dispersão; propõe a utilização de técnicas de dispersão, a de Pós-compensação e a de dispersão Cromática na transmissão de dados por fibras ópticas com utilização de fibras compensadoras de dispersão (DCF) para um melhor resultado do fator de qualidade (Q-Factor) e da taxa de erro de bit (Min Ber). A metodologia aplicada teve base em levantamentos bibliográficos de trabalhos na mesma linha de pesquisa sobre métodos de tratamento dos efeitos não lineares, em especial o de dispersão em fibras ópticas; em seguida foi feita a modelagem da rede óptica no software OptiSytem da Optiwave Corporation para implementação das simulações dos métodos utilizados para tratamento da dispersão em fibras ópticas. Concluiu-se, a partir do estudo de três sistemas de compensação de dispersão, onde uma ligação DCF foi utilizada para esse fim, que os valores do fator Q e do BER foram comparados e analisados a uma taxa de transmissão de 10 Gb/s; que o fator Q e o OSNR para o sistema de compensação de simétrica (mista) eram os maiores, sendo considerado o melhor esquema de compensação de dispersão entre os três apresentados neste estudo.

  • RAIMUNDO CLAUDIO SOUZA GOMES
  • SMARTLVGRID - UMA PLATAFORMA APLICADA À CONVERGÊNCIA SMART GRID DE CIRCUITOS LEGADOS DE BAIXA TENSÃO

  • Data: 12/12/2019
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  • SMARTLVGRID - UMA PLATAFORMA APLICADA À CONVERGÊNCIA SMART GRID DE CIRCUITOS LEGADOS DE BAIXA TENSÃO

  • BRUNO RAMOS ZEMERO
  • METODOLOGIA PARA O PROJETO PRELIMINAR DE EDIFÍCIOS UTILIZANDO OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO BASEADA NA SIMULAÇÃO DE DESEMPENHO

  • Data: 11/12/2019
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  • O consumo de energia em edifícios tem um grande impacto energético e ambiental em todo o mundo. O projeto arquitetônico tem um grande potencial para resolver esse problema, porque o envelope do edifício exerce influência sobre o desempenho geral do sistema, mas essa é uma tarefa que envolve muitos objetivos e restrições. Nas últimas duas décadas, estudos de otimização aplicados à eficiência energética de edifícios ajudaram projetistas a escolher as melhores opções de projeto. No entanto, ainda há uma falta de abordagens de otimização aplicadas ao estágio inicial de projeto, que é o estágio mais influente para a eficiência energética do edifício ao longo de todo o seu ciclo de vida. Portanto, esta tese apresenta um modelo de otimização multiobjetivo para auxiliar os projetistas no projeto preliminar do edifício, por meio do algoritmo PAES (Pareto Archived Evolutionary Strategies) com o EnergyPlus Simulator acoplado, para avaliar as soluções. O processo de busca é executado por um matriz binária onde os componentes do matriz evoluem ao longo das gerações, juntamente com os outros componentes do edifício. A metodologia visa encontrar soluções ótimas com o menor custo construtivo associado à maior eficiência energética. No estudo de caso, foi possível simular o processo de utilização do modelo de otimização e analisar os resultados em relação a: Desempenho econômico, Desempenho ambiental, Desempenho energético, Desempenho térmico, Usabilidade e Precisão, provando que a ferramenta serve como suporte no projeto de construções. As soluções ótimas atingiram uma média de 50% de economia de energia em relação ao consumo típico, redução de 50% nas emissões operacionais de CO2 e retorno do investimento em menos de 3 anos nos quatro diferentes climas.

  • TIAGO DE SOUZA ARAUJO
  • DESIGN E AVALIAÇÃO DE UM JOGO SÉRIO PARA REABILITAÇÃO MOTORA

  • Data: 10/12/2019
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  • A área de reabilitação fisioterapêutica visa sempre melhorar a qualidade de vida dos pacientes, porém o processo de tratamento fisioterapêutico pode ser considerado tedioso e cansativo. Considerando essa problemática, os Jogos Sérios se apresentam como ferramenta de auxilio no processo de recuperação de pacientes submetidos a tratamentos fisioterapêuticos, os quais utilizam a realidade virtual como elemento motivador no processo de recuperação do paciente. O presente trabalho apresenta o processo de design e avaliação de um jogo sério voltado para reabilitação motora o qual foi avaliado por profissionais e pacientes e apresentou resultados relevantes nos critérios de facilidade de aprendizagem, eficiência, nível de inconsistências, satisfação do usuário e facilidade de memorização através da utilização da System Usability Scale (SUS). Foi utilizado também o instrumento Serious Exergame Utility - Questionnaire (SEU-Q) para avaliação da percepção de utilidade do Jogo Sério proposto, o qual ajudou a identifiar importantes aspectos relacionados aos benefícios do seu uso

  • IURY DA SILVA BATALHA
  • ANÁLISE E MODELAGEM EM LARGA ESCALA PARA AS FREQUÊNCIAS 8, 9, 10 E 11 GHz EM AMBIENTES INDOOR
  • Data: 06/12/2019
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  • Pesquisas recentes sobre propagação e modelagem de canais em larga escala mostram que podem ser usadas frequências acima de 6 GHz para a nova geração de comunicações móveis (5G). Este trabalho realiza uma pesquisa detalhada que inclui campanhas de medições utilizando antenas direcional do tipo horns com co-polarização (V-V e H-H) e polarização cruzada (V-H) em linha de visão (LOS) e obstrução de linha de visão (OLOS) situações entre o transmissor e o receptor. As campanhas foram realizadas em um corredor e em um laboratório de informática localizado na Universidade Federal do Pará (UFPA). Os dados de medição foram utilizados para ajustar os modelos de predição de perda de trajetória de propagação de rádio, através do método do erro quadrático médio mínimo (MMSE) para as frequências de 8, 9, 10 e 11 GHz. Os parâmetros determinados por meio desta técnica são: expoente de perda de trajetória (PLE), expoente de polarização cruzada XPD, efeitos de sombreamento e expoente de perda de trajetória para perdas de parede. O desvio padrão médio, desvio padrão ponto a ponto, CDF e histogramas são incluídos como métricas e avaliação estatística. As aproximações em relação aos modelos de perda de trajetória em larga escala para frequências de 8, 9, 10 e 11 GHz mostram uma convergência com os dados medidos, devido ao método empregado para a otimização do MMSE para determinar os parâmetros do modelo

  • JORGE ANTONIO MORAES DE SOUZA
  • APLICAÇÃO DE FANETS E CA-MARKOV PARA CAPTURA DE IMAGENS PARA ESTUDO DE USO E COBERTURA DA TERRA EM PROJETOS DE ASSENTAMENTOS NA AMAZÔNIA

  • Data: 06/12/2019
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  • Projetos de assentamentos de reforma agrária são uma das medidas adotadas pelo governo na tentativa de criar um relacionamento sustentável com a natureza. Como a área de assentamento cobre mais de 77.483.317,86 hectares da Amazônia Legal, é essencial compreender as causas da degradação ambiental para apoiar medidas de proteção ambiental. Examinamos o uso combinado de cadeias de Markov e autômatos celulares (CA-Markov) para prever cenários de mudanças no uso e cobertura da terra (LULC), especialmente no que diz respeito à degradação da floresta nativa localizada nas áreas de assentamentos. Diferentemente da literatura investigada, este trabalho propõe uma metodologia inovadora que difere da usual de CA-Markov. Ele usa cadeias de Markov para análise temporal, enquanto o CA lida com a análise espacial. Os aspectos de tempo e espaço são observados pela cadeia de Markov e servem como base para a função de transição do CA, enquanto permitem à metodologia menos subjetividade na definição de regras de transição do autômato. Além do uso de imagens de satélite, Flying Ad-hoc Network (FANET) podem ser utilizadas para complementar informações da região de estudo, nos casos em que a cobertura de nuvens é muito intensa. Por esse motivo, e para encontrar o melhor caminho de comunicação entre os drones, este trabalho também propõe um algoritmo de roteamento baseado em sistema Fuzzy. Com o uso de CA-Markov, foi possível notar que há um declínio acentuado das áreas de floresta localizadas nos assentamentos considerados, ao longo dos anos, levando a um desmatamento extremo em 2026, a uma taxa mais rápida do que a previsão média na Amazônia. Da mesma forma, a emissão de CO2e para a região considerada também foi observada e o resultado é que a emissão é muito superior à média da Região Amazônica. Em relação ao protocolo de roteamento proposto, o mesmo aprimorou o processo de descoberta de rotas, levando em consideração o RSSI, o nível de mobilidade e, em particular, a autonomia de vôo. Quando comparado a algoritmos clássicos como OLSR e AODV, o algoritmo proposto obteve um ganho de 176% em relação ao primeiro e 60% em relação ao segundo.

  • JEAN CARLOS AROUCHE FREIRE
  • ANÁLISE DE DESEMPENHO DE ALGORITMOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE SEQUÊNCIAS REPRESENTANDO FALTAS DO TIPO CURTO-CIRCUITO EM LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA.

  • Data: 05/12/2019
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  • A manutenção da qualidade de energia em sistemas elétricos de potência depende do tratamento dos principais distúrbios que possam surgir em sua geração, transmissão e distribuição. Dentro deste contexto, muitos estudos vêm sendo desenvolvidos com o objetivo de realizar a detecção e classificação de faltas do tipo curto-circuito em sistemas elétricos através da análise do comportamento do sinal elétrico. Os sistemas de classificação de faltas em linha de transmissão podem ser divididos em dois tipos: sistemas de classificação on-line e pós-falta. No cenário pós-falta as sequências do sinal a serem avaliadas para a classificação possuem comprimento (duração) variável. Na classificação de sequências é possível utilizar classificadores convencionais tais como Redes Neurais Artificiais, Support Vector Machine, K-nearest Neighboors e Random Forest. Nestes casos, o processo de classificação geralmente requer um pré-processamento das sequências ou um estágio de front end que converta os dados bruto em parâmetros sensíveis para alimentar o classificador, o que pode aumentar o custo computacional do sistema de classificação. Uma alternativa para este problema é a arquitetura de classificação de sequências baseada em quadros (FBSC - Frame Based Sequence Classification). O problema da arquitetura FBSC é que esta possui muitos graus de liberdade na concepção do modelo (front end mais classificador) devendo este ser avaliado usando conjunto de dados completo e uma metodologia rigorosa para evitar conclusões tendenciosas. Considerando a importância do uso de metodologias para classificação de faltas do tipo curto-circuito eficientes e principalmente com baixo custo computacional,este trabalho apresenta os resultados do estudo desenvolvido de análise do algoritmo KNN-DTW (K-Nearest Neighbor) associado a medida de similaridade Dynamic Time Warping (DTW) e do algoritmo HMM (Hidden Markov Model) para a tarefa de classificação de faltas. Estas duas técnicas permitem o uso direto dos dados sem a necessidade de utilização de front ends, além de possuírem a capacidade de poder tratar séries temporais multivariadas e de tamanho variável, que é o caso das sequências de sinais para o caso pos-falta. Para desenvolvimento dos dois sistemas propostos para classificação foram utilizados dados simulados de faltas do tipo curto-circuito oriundos da base de dados pública UFPAFaults. Para comparação de resultados com metodolologias já apresentadas na literatura para o problema, foi também avaliada, para o mesmo banco de dados, a arquitetura FBSC. No caso da arquitetura FBSC, diferentes front ends e classificadores foram utilizados. A avaliação comparativa foi realizada a partir da medida de taxa de erro, custo computacional e teste estatísticos. Os resultados satisfatórios alcançados demonstram a aplicabilidade das duas técnicas propostas para o problema de classificação de faltas do tipo curto-circuito.
  • JOSE DE SANTANA FIEL
  • CLASSIFICAÇÃO DE ELETROENCEFALOGRAMAS EPILÉTICOS EM ESTADO DE REPOUSO COM APLICAÇÃO DE CLASSIFICADORES LINEARES E UM ATRIBUTO DERIVADO DA DENSIDADE ESPECTRAL DE POTÊNCIA

  • Data: 04/12/2019
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  • Milhões de Brasileiros são acometidos com a Epilepsia. O diagnóstico de pacientes com epilepsia é fundamental para o início do tratamento adequado. No entanto, o diagnóstico depende da avaliação visual da atividade elétrica neuronal, registrada pelo eletroencefalografia (EEG) por neurofisiologistas. Por conta disso, esse processo é demorado, podendo demandar dias de registros contínuos de EEG, o que torna o diagnóstico oneroso. Assim, a presente dissertação propõe uma metodologia de identificação automática do EEG de sujeitos epilépticos. O método pode ser aplicado em registros de EEG de curta duração com o paciente em estado de repouso. O sistema proposto combina a utilização de um atributo extraído da densidade espectral de potência dos sinais de EEG e de algoritmos de aprendizado de máquina. O atributo usado é uma estimativa da conectividade funcional entre pares de canais de EEG e é denominado debiased weighted phase-lag index. Os algoritmos usados para classificação foram a análise discriminante linear (LDA) e as máquina de vetores de suporte (SVM). Os sinais de EEG foram adquiridos durante o estado interictal, ou seja, fora do período convulsivo e não apresentavam atividade epileptiforme. Registros de 11 pacientes epilépticos e 7 sujeitos saudáveis foram usados para testar o método. Os dois algoritmos usados atingiram seus desempenhos máximos, 100 % de acurácia e área sob a curva característica de operação do receptor (AUROC) unitária, quando um vetor de características com 190 atributos foi usado como entrada. Os resultados obtidos demonstram a eficácia do sistema proposto, dada a alta capacidade de segregação dos grupos.

  • FLAVIO MENDES DE BRITO
  • AVALIAÇÃO DE TÉCNICAS DE COMPRESSÃO DE SINAIS PARA O FRONTHAUL

  • Data: 27/11/2019
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  • A crescente demanda de dados das redes móveis motivou a criação e evolução de arquiteturas objetivando suprir tais requisitos de transferência. Para suprir estes requerimentos, diversos desafios precisam ser vencidos e, entre eles, destaca-se a transferência de dados no link entre a Base Station Unit (BBU) e a Remote Radio Head (RRH). Conhecido como fronthaul, este link necessita de alta velocidade na transferência de informações e um método para aumentar a taxa consiste na compressão de dados. Portanto, este trabalho teve como objetivo a avaliação de diferentes técnicas utilizadas na compressão de dados no fronthaul. Inicialmente, verificou-se a eficiência de alguns quantizadores tais como o quantizador escalar (SQ), vetorial de duas dimensões (VQ) e a Trellis Coded Quantization (TCQ). Para aumentar a compressão, o codificador Huffman foi utilizado. Outra análise consistiu na combinação destes quantizadores com resampling, Block Scaling e codificação Huffman. Em ambas análises, verificou-se que o sistema utilizando TCQ como quantizador obteve a melhor relação entre Error Vector Magnitude (EVM) e custo computacional, oferecendo uma EVM inferior ao quantizador escalar e um custo computacional inferior ao quantizador vetorial.

  • LUAN ASSIS GONCALVES
  • UMA ANÁLISE DO USO DE INFORMAÇÕES MULTIESCALA NO MAPEAMENTO DA PSNR PARA PONTUAÇÃO PERCEPTUAL

  • Data: 18/11/2019
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  • A previsão da qualidade visual é crucial nos sistemas de imagem e vídeo. As métricas de qualidade de imagem com base no erro quadrático médio prevalecem no campo, devido à sua simplicidade matemática, mesmo que não se correlacionem bem com a percepção visual humana. As últimas realizações na área sustentam que o uso de redes neurais convolucionais (CNN) para avaliar a qualidade visual perceptual é uma tendência clara. Resultados em outras aplicações, como detecção de desfoque e  remoção de chuva, indicam que a combinação de informações de diferentes escalas melhora o desempenho da CNN. No entanto, até onde sabemos, a melhor maneira de incorporar informações em várias escalas na caracterização da qualidade visual ainda é uma questão em aberto. Assim, neste trabalho, investigamos a influência do uso de informações em várias escalas para prever a distorção da imagem. Especificamente, propomos uma rede densa de fluxo único que estima um parâmetro espacialmente variante de uma métrica de qualidade a partir da imagem de referência. O método proposto alcançou uma redução de 36,37% e 69,45% para o número de parâmetros e FLOPs, respectivamente, e seu desempenho é comparado com as abordagens concorrentes usando um banco de dados público de imagens.

  • MARCELO SOUSA COSTA
  • IMPACTO TÉCNICO E ECONÔMICO DA INTEGRAÇÃO DE UMA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE ALTA CAPACIDADE EM UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO COM REGULADORES DE TENSÃO EM CASCATA

  • Data: 14/11/2019
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  • Esta dissertação analisa o impacto técnico e econômico de uma geração distribuída em um sistema de distribuição composto por dois alimentadores com dois reguladores de tensão em cascata em cada, tratando-se de um estudo de caso nos alimentadores PR-09 e PR-11, ambos em 34,5 kV da Subestação Paragominas da distribuidora Centrais Elétricas do Pará – CELPA. Em resumo, trata-se da avaliação do impacto técnico e econômico nos consumidores e distribuidora, decorrente da operação de uma geração distribuída (GD) de 12,5 MVA na presença de dois reguladores de tensão (RTs) em cascata.

    Redes de distribuição com a presença de geração distribuída de grande porte pode submeter o RT a cenários de reversão fluxo de potência ativa que, dependendo dos modos de controle "Fluxo Bidirecional Ativo até o Limite Oposto" e "Fluxo Inverso por Cogeração", resultam em situações anormais, podendo levar o regulador de tensão a perder sua capacidade de regulação, dependendo do ajuste empregado no controle eletrônico do RT, como consequência, os consumidores podem ser submetidos a subtensão ou sobretensão severa. Este fenômeno, no qual o regulador de tensão perde a capacidade de controlar a tensão na barra desejada, é conhecido como condição de runaway. Além disso, GDs de grande porte, dependendo da sua localização no sistema de distribuição, podem provocar sobretensões críticas. Algumas ações podem sem realizadas para reduzir ou mitigar este efeito, como realizar a reconfiguração dos alimentadores, alterações do setpoint de Regulador de Tensão e modificação do modo de operar da Geração distribuída. A avaliação econômica foi feita para todos os cenários operativos estudados, sendo importante para mostrar, além do impacto técnico, o impacto financeiro para os clientes e distribuidora.

  • VANDERSON GERALDO ARANHA DA SILVA
  • MANUTENÇÃO PREDITIVA EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA UTILIZANDO REGISTROS DE DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS INTELIGENTES (IEDs)

  • Data: 08/11/2019
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  • Hoje, as empresas de geração e transmissão de energia elétrica são remuneradas pelas disponibilidades de suas funções de transmissão (FTs) e não mais por aquilo que é gerado e transmitido no Sistema Interligado Nacional (SIN). Diante desse contexto, cada vez mais, esforços são envidados pelas empresas geradoras e transmissoras de forma que desligamentos intempestivos não ocorram, ou sejam evitados. Além das perdas de receitas quando de desligamentos intempestivos ocorrem no sistema, as empresas são submetidas a um rígido processo de fiscalização por parte dos órgãos reguladores, como o Operador Nacional do Sistema e a Agência Nacional de Energia Elétrica. Investimentos em tecnologia estão permitindo novos rumos para a operação e manutenção dos equipamentos de potência, uma vez que dispositivos de alta capacidade de processamento de dados estão viabilizando técnicas otimizadas de manutenção preditiva baseadas na proteção, no controle e no monitoramento das grandezas elétricas do sistema elétrico, além da garantia da velocidade e segurança nas informações. Os dispositivos eletrônicos inteligentes (Intelligent Electronic Devices – IEDs) são sistemas multiprocessados com hardware e software que trabalham continuamente com medições de grandezas elétricas, proteção, comando, controle, monitoramento e possuem memórias robustas para gravar listas de eventos e formas de onda dos sinais analógicos em tempo real. Nesse trabalho serão abordados casos reais em que desligamentos de FTs foram evitados a partir das análises das listas de eventos e oscilografias, o que permite a empresa se antecipar ao problema, ter a melhor tomada de decisão e reduzir de forma significativa as suas perdas financeiras no processo de operação e manutenção do seu sistema elétrico.

  • VANESSA CASTRO REZENDE
  • METODOLOGIA PARA A CLASSIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE DOENÇAS EM PLANTAS UTILIZANDO REDES NEURAIS CONVOLUCIONAIS

  • Data: 07/11/2019
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  • As redes neurais convolucionais são uma das técnicas de aprendizado profundo que, devido ao avanço computacional dos últimos anos, alavancaram a área de visão computacional ao possibilitar ganhos substanciais nos mais variados problemas de classificação, principalmente aqueles que envolvem imagens digitais. Tendo em vista as vantagens na utilização dessas redes, diversas aplicações para a identificação automática de doenças de plantas foram desenvolvidas com o objetivo de fornecer uma base para o desenvolvimento de assistência especializada ou ferramentas de triagem automática, contribuindo para práticas agrícolas mais sustentáveis e maior segurança na produção de alimentos. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo propor uma metodologia para a classificação de múltiplas patologias referentes a diversas espécies de plantas tendo como insumo uma base de dados composta de imagens digitais de doenças em plantas. Inicialmente, essa metodologia envolveu etapas de tratamento das imagens da base de dados de doenças em plantas para possibilitar que estivessem aptas a serem entradas nos modelos de redes convolucionais selecionados (VGG16, RestNet101v1, ResNet101v2, ResNetXt50 e DenseNet169), assim como a geração de dez novas bases, a partir da base de referência, com dimensões de 32×32, 40×40, 48×48, 56×56 e 64×64, variando entre as 50 e 66 classes com maior representatividade, com o intuito de submeter os modelos a situações diversas. Após o treinamento dos modelos, um estudo comparativo foi conduzido com base em métricas de classificação amplamente utilizadas na área de aprendizagem profunda, como a acurácia no teste, f1-score e área sob a curva. A fim de atestar a significância dos resultados obtidos, foi realizado o teste estatístico nãoparamétrico de Friedman e dois procedimentos post-hoc, que demonstraram que a ResNetXt50 e a DenseNet169 obtiveram resultados superiores quando comparadas a VGG16 e as ResNets de 101 camadas. Em suma, a metodologia proposta neste estudo se mostrou eficiente no que tange a criação de um método para a identificação automática de patologias em plantas, podendo ser útil no que tange o diagnóstico precoce das doenças.

  • PAULO AUGUSTO SHERRING DA ROCHA JUNIOR
  • PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE CONTROLE NUMÉRICO COMPUTADORIZADO: TRAJETÓRIAS SUAVES ATRAVÉS DA LIMITAÇÃO DE SNAP

  • Data: 31/10/2019
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  • O Controle Numérico Computadorizado (CNC) é uma tecnologia composta por diversos blocos, dentre os quais se encontra o bloco de Planejamento de Trajetória, responsável pela geração de perfis de referência que alimentam as malhas de controle de posição. A necessidade por Planejamento de Trajetória advêm das restrições mecânicas inerentes a qualquer planta na qual a tecnologia CNC seja aplicada. Os limites operacionais da máquina devem ser respeitados, com o objetivo de evitar e mitigar diversos problemas, como: perda de precisão, desgaste prematuro dos elementos de máquina e vibração excessiva. Este trabalho propõe uma nova técnica de geração de trajetórias suaves em tempo real baseadas em uma plataforma de sistema embarcado. Um algoritmo de trajetórias limitadas em jerk e snap é proposto, de modo a atingir perfis contínuos e suaves de movimento em arquivos tradicionais de Controle Numérico. A técnica proposta lida com linhas e arcos. Um algoritmo local de mescla de trajetórias, aplicável ao método proposto, também é apresentado. O algoritmo proposto foi implementado na plataforma embarcada BeagleBone Black - baseado na tecnologia System-On-Chip -, e testado com uma máquina-protótipo router de três graus de liberdade. Foi realizada uma comparação do método proposto contra os algoritmos tradicionais de sete segmentos e aceleração trapezoidal, tanto em termos do desempenho como da sua viabilidade computacional considerando as restrições de tempo real. Resultados de simulação e experimentais são apresentados e demonstram a efetividade do método proposto em gerar perfis limitados em velocidade, aceleração, jerk e snap, para três dimensões. Observou-se redução do erro ERM em até 8.2% e 22.38% quando comparados aos métodos e sete segmentos e ao de aceleração trapezoidal, respectivamente. Ao estudar o erro em ângulos retos, o método proposto produziu erros em área de até 24% e 80% menores quando comparados aos métodos e sete segmentos e ao de aceleração trapezoidal, respectivamente.

  • JAHYRAHÃ LEAL DOS SANTOS CRUZ
  • AUGMENTAÇÃO ESTOCÁSTICA COM HORIZONTE DE PREDIÇÃO DE LONGO ALCANCE BASEADA NO PID PARA UM SISTEMA MULTIVARIÁVEL

  • Data: 25/10/2019
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  • Esta pesquisa objetivou investigar e projetar um sistema de controle baseado na Augmentação Estocástica com horizonte de predição de longo alcance (AEHPLA), a qual consiste na junção das características de um controlador linear com um controlador preditivo estocástico, resultando em um sistema de controle mais robusto com características preditiva, linear e estocástica. Para aplicação da Augmentação Estocástica, o sistema de controle escolhido, foi o controlador PID digital, o qual, resulta em um controlador aumentado com horizonte de predição, em que este será comparado com o controlador PID digital. Ambos os controladores foram testados em um processo de bancada, por simulação, que representa a dinâmica de um helicóptero, sendo este denominado Helicóptero 2DOF (H2DOF), fabricado pela empresa Quanser. O H2DOF é um sistema multivariável que foi descentralizado por meio da transformação espaço de estado para função de transferência, gerando dois sistemas SISO, um para o ângulo de arfagem e outro para o ângulo de guinada, de forma que, na descentralização foi considerado que a influência do acoplamento é modelada como uma perturbação interna do sistema. A vantagem desta técnica é reduzir a complexidade do sistema multivariável, por meio dos algoritmos de controle que serão simplificados. Além disso, para descentralização é necessário o emparceiramento da melhor entrada com a melhor saída, em que este é realizado por meio do método Relative Gain Array (RGA). Para a comprovação da eficiência do sistema de controle baseado na AEHPLA, testes por simulação foram realizados no ambiente de programação do Matlab: testes de perturbação de carga na saída, perturbação de carga na entrada, perturbação Gaussiana, variação da ponderação do esforço de controle e mudança de referência do tipo degrau. Em que, todos os testes foram avaliados, por meio dos índices de desempenho e robustez. De modo que, em todos os testes o sistema de controle baseado na AEHPLA obteve o melhor resultado se comparado com o controlador PID.

  • PEDRO FERREIRA TORRES
  • DESENVOLVIMENTO E MODELAGEM DE UMA NANORREDE DE DISTRIBUIÇÃO EM CORRENTE CONTÍNUA EM BAIXA TENSÃO COM SISTEMAS DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDOS

  • Data: 23/10/2019
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  • O conceito de minirredes de distribuição em corrente contínua vem ganhando espaço na academia e na indústria no que diz respeito ao desenvolvimento de aplicações de redes de distribuição com grande inserção de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia. A adoção de um sistema de distribuição em corrente contínua facilita a integração de fontes como a geração fotovoltaica e eólica e de sistemas de armazenamento como baterias, uma vez que estas tecnologias operam intrinsecamente em corrente contínua. Neste sentido, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma nanorrede de distribuição em corrente contínua instalada no laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará. A rede desenvolvida é composta por três sistemas de geração FV e armazenamento em bancos de baterias e três bancos de carga majoritariamente resistiva, distribuídos ao longo dos 200 m de rede de topologia em anel, em um barramento de 24 Vcc. Foram desenvolvidas duas metodologias de simulação capazes de reproduzir o comportamento operacional da nanorrede em condições estáticas e dinâmicas, possibilitando a avaliação do desempenho da rede ao longo de um dia de operação. Apresenta-se ainda ensaios com medições em pontos estratégicos da rede a fim de avaliar o comportamento do sistema mediante condições especificas de funcionamento, normais e em contingência. Os resultados obtidos atestam a capacidade da nanorrede em atender as cargas de maneira confiável, desde que respeitando as limitações do sistema de geração e armazenamento de energia implementados. Além disso, verificou-se que as características relativas à topologia do controlador de carga utilizado são benéficas à qualidade da energia para o porte e topologia da rede desenvolvida.

  • LORENA DOS REIS MORAES
  • ESTRUTURA COMPETITIVA DE REDES NEURAIS AUTOASSOCIATIVAS APLICADAS AO PROCESSO DE IDENTIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS EM SISTEMAS DE MONITORAMENTO NÃO-INTRUSIVO DE CARGAS.

  • Data: 23/10/2019
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  • Os ambientes residenciais são responsáveis por uma grande parte do consumo de energia elétrica, sendo que é bastante relevante o auxilio para tomada de decisão dos consumidores, com o objetivo de se buscar uma maior eficiência energética. Para o consumidor é importante ter conhecimento sobre a sua fatura mensal de consumo de energia de tal forma que o mesmo possa identificar nestas os seus períodos de maior consumo assim como os equipamentos de maior consumo. O monitoramento não intrusivo de cargas (NILM) surge exatamente como uma técnica capaz de auxiliar os consumidores com informações a respeito do consumo individual dos equipamentos, trazendo assim informações que os tornem capaz de tomar iniciativas para redução do seu consumo e aumento da eficiência energética.

                     Em um sistema NILM quatro etapas são fundamentais: a aquisição de dados agregados através do sensor único, a detecção de eventos liga/desliga dos equipamentos a partir da carga agregada, a extração de características dos sinais desagregados e a identificação de equipamentos a partir das características extraídas do sinal desagregado.

     No contexto de sistemas NILM, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma nova metodologia para reconhecimento de equipamentos elétricos em ambiente residencial empregando uma estrutura competitiva de Redes Neurais Auto-Associativas. Para o desenvolvimento da metodologia foram utilizados três bancos de dados públicos contendo dados de carga de diversos equipamentos elétricos. Os bons resultados alcançados, com a metodologia aplicada para o reconhecimento de 7 equipamentos em cada cenário, indicam que a metodologia proposta é capaz de executar de forma satisfatória a tarefa de reconhecimento de equipamento, podendo então contribuir para o desenvolvimento  de sistemas de monitoramento não intrusivo que atendam as demandas do mercado.

  • LUANA GONCALVES
  • AVALIAÇÃO DE IMAGENS DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA SUBMETIDAS A CODIFICAÇÃO COM PERDAS USANDO REDES BAYESIANAS

  • Data: 21/10/2019
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  • Dado que imagens médicas subsidiam o diagnóstico clínico, o desenvolvimento de métricas para avaliação automática de qualidade de tais imagens se tornou de grande importância na atualidade para preservar a informação original após a realização de operações de compressão, realce e transmissão digital.  Os dados de experimentais de referência, usados no desenvolvimento de métricas, devem revelar os aspectos de interesse para uma dada aplicação. A maioria das métricas de qualidade visual são desenvolvidas a partir de experimentos que refletem a opinião de usuários comuns sobre a qualidade de cenas naturais. Experimentos especificamente concebidos para avaliação da qualidade clínica de imagens médicas em que especialistas tomam parte são raros. As contribuições deste trabalho são: a proposta de uma metodologia para aquisição de dados subjetivos para avaliação de imagens, voltada para a caracterização dos critérios de qualidade utilizados por especialistas na fase de pré-laudo; e o desenvolvimento de uma métrica baseada em redes Bayesianas para avaliação da qualidade clínica. Ambas contribuições consideram a avaliação de imagens de tomografia computadorizada de crânio.

  • JULIO CESAR REIS DA SILVA
  • TRANSPORTE ELETRÔNICO ENTRE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS

     

  • Data: 11/10/2019
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  • Um dos grandes desafios da atualidade é a manipulação efetiva da eletrônica na escala nanométrica. Essa ideia foi iniciada por Aviram e Ratner em 1974 na criação de um diodo retificador unimolecular. A partir de então, investigações importantes têm se destacado em modelagem teórica de transporte eletrônico, com o intuito de se estudar a relação de dependência da estrutura da ponte molecular com as propriedades eletrônicas das ligações realizadas com os eletrodos, e desta forma construir um dispositivo eletrônico funcional. Assim, o trabalho de pesquisa realizou um estudo teórico das propriedades eletrônicas em junções de única molécula de Au, submetida em uma ponte molecular e pontos quânticos, através de análise das curvas características de Corrente-Tensão, Condutância diferencial-Tensão, Transmitância – Energia e Tensão, Densidade dos Estados do Dispositivo em função da Energia e Autocanais de Condução. Para tanto, usou-se a Teoria do Funcional da Densidade combinada a Função de Green de Não-Equilíbrio via pacotes de Softwares livres Siesta e Transiesta. Os resultados indicam a presença de muitos entrelaçamentos de regiões de probabilidades de transporte eletrônico, com certas diferenciações, gerando principalmente mudanças com estes que possuem pontos quânticos. Por fim, estes dispositivos eletrônicos de Au apresentaram vários indícios para outras pesquisas com outros tipos de materiais envolvidos nas mesmas ideias centrais de mudança de geometria com pontes moleculares e pontos quânticos para o controle de cargas e geração de novos fenômenos.


    Artigos Relecionados com a defesa da Dissertação:

    REIS-SILVA, J.C.; FERREIRA, D.F.S.; LEAL, J.F.P; DEL NERO, J.; Enhancing and optimizing electronic transport in biphenyl derivative single-molecule junctions attached to carbon nanotubes electrodes. Solid State Communications, 252, 46-50 (2017). DOI: 10.1016/j.ssc.2017.01.015

    S. M. Corrêa; D. F. S. Ferreira; M. R. S. Siqueira; J. C. Reis-Silva; J. F. P. Leal; C. A. B. da Silva Jr; J. Del Nero. Investigation of electronic transport under mechanical strain in a molecular junction composed of a polyyne bridge connected to SWCNT electrodes. Physical Chemistry Chemical Physics, 19 (33), 22078-22087 (2017). DOI:10.1039/C7CP03080K


  • ARILSON GALDINO DA SILVA
  • MODELO DE PREVISÃO HIDROLÓGICA UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS: UM ESTUDO DE CASO NA BACIA DO RIO XINGU – ALTAMIRA-PA

  • Data: 10/10/2019
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  • O conhecimento acerca da amplitude do transbordamento dos leitos fluviais é extremamente necessário para determinação das áreas de risco. A cidade de Altamira-PA, localizada às margens do rio Xingu, vem sofrendo com casos extremos de cheias que tendem a provocar inundações, resultando em severos prejuízos para a sua população. Considerando o problema, este trabalho apresenta a proposta de um sistema de previsão de nível mensal do Rio Xingu baseado em Redes Neurais Artificiais Perceptron de Múltiplas Camadas. Para o desenvolvimento do sistema foram utilizados dados de precipitação na bacia e sub-bacias do Rio Xingu, e informações de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) do período de 1979 a 2016. Os resultados satisfatórios obtidos demonstram a grande aplicabilidade das Redes Neurais Artificiais para o problema de previsão de cheias.

  • FATIMA PRISCILA ARAUJO TEIXEIRA
  • ANÁLISE DA COEXISTÊNCIA ENTRE SISTEMAS 5G E SERVIÇOS FIXOS NA FAIXA DE ONDAS MILIMÉTRICAS

  • Data: 07/10/2019
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  • Esta dissertação tem como objetivo analisar o impacto de interferência que um sistema 5G possa causar em um sistema legado de serviço fixo ponto-a-ponto na faixa de 26 GHz e, dessa forma, obter uma distância de proteção mínima para que estes sistemas possam operar sem interferir em outro. Para obtenção destes resultados, foram realizadas simulações utilizando o método de Monte Carlo. Foram avaliados o impacto da interferência co-canal da rede 5G sobre o serviço fixo, considerando diferentes parâmetros, como altura de antenas Fs, número de células, ganho de antena FS e número de usuários. Nos resultados obtidos, a topologia de rede tri-setorizada de 7 células, combinada com altura de FS de 60 m, foi a que apresentou o maior impacto na distância de proteção necessária, enquanto outros parâmetros como ganho e potência tiveram impacto moderado. Estes resultados implicam que a coexistência será possível quando todos os parâmetros apropriados forem aferidos para cada caso em questão. Outra contribuição desta dissertação é a disponibilização de um modelo de coexistência no simulador SEAMCAT, que possa auxiliar novos cenários para análise de coexistência.

  • DIORGE DE SOUZA LIMA
  • ANÁLISE MAGNÉTICA E MECÂNICA EM TRANSFORMADORES SOB CORRENTES DE ENERGIZAÇÃO E ENERGIZAÇÃO SOLIDÁRIA

  • Data: 01/10/2019
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  • O transformador de potência é um dos equipamentos mais importantes no sistema elétrico de potência, permitindo a viabilidade da conexão dos centros geradores aos centros consumidores, mesmo estando a longas distâncias. O seu funcionamento de forma confiável e contínuo é de fundamental importância para a manutenção do serviço estando sujeitos a vários tipos de perturbações que podem acarretar em falhas. Nesta perspectiva, a realização de estudos do comportamento dinâmico dos enrolamentos de transformadores por meio de simulações computacionais, tem sido amplamente utilizada para avaliar de forma segura e precisa o seu funcionamento. Portanto, neste documento é apresentada a metodologia para investigação em um transformador de potência de 50 MVA por meio do método de elementos finitos para análises em regime permanente e no domínio do tempo. Com isso, o estudo foi realizado por meio de acoplamentos (circuito-eletromagnético-mecânico). Na primeira análise (estudo do circuito), utilizou-se do software ATPDraw para obter o comportamento da corrente de inrush e energização solidária durante a energização do banco de transformadores. Por conseguinte, no software ANSYS MAXWELL foram realizados os estudos eletromagnéticos. Para isso, um modelo em 3D próximo ao real foi utilizado (levando em consideração as características da laminação do núcleo e dos enrolamentos, sendo alguns destes em formato de discos). Com isso, são apresentados como resultados o comportamento da indução magnética e das forças eletromagnéticas nos enrolamentos do equipamento. Por fim, no software ANSYS STRUCTURAL foram realizados os estudos estruturais (mecânicos). Ainda, da mesma forma como anteriormente, foi utilizado um modelo em 3D próximo ao real, apresentando como resultados o comportamento da deformação total no enrolamento, o estresse mecânico sofrido e o grau de segurança durante a ocorrência da energização. Os estudos em regime permanente foram considerados três condições de operação: condição nominal, energização solidária e corrente de inrush. Para a condição nominal, utilizou-se dos dados de placa do equipamento, para a condição de energização (energização solidária e corrente de inrush) foi utilizado a maior amplitude obtida durante a simulação. Ressalta-se que para a análise no domínio do tempo, somente a condição da corrente de inrush foi analisada, tanto pelo elevado custo computacional exigido quanto por ser a pior condição constada na análise em regime permanente.

  • HUGO RODRIGUES DE BRITO
  • FORMULAÇÃO ANALÍTICA PARA ESTUDO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO ATIVAS CONSIDERANDO A PRESENÇA DE REGULADORES DE TENSÃO

  • Data: 26/09/2019
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  • Reguladores de tensão (RTs) localizados em alimentadores radiais de média tensão têm participação recorrente em diversas estratégias de mitigação dos impactos da interconexão de unidades de geração distribuída (GD). Entretanto, análises expeditas de parâmetros característicos de redes de distribuição ativas não costumam considerar o efeito das comutações de tape dos RTs em seus equacionamentos. Esta dissertação propõe uma formulação analítica para avaliar a influência desses dispositivos, baseada na adaptação matemática de equações clássicas da literatura. O aparato teórico deduzido diz respeito à variação de tensão ao longo da linha, ao requerimento de potência reativa, às perdas elétricas do sistema e à capacidade de hospedagem de GDs. A proposta é validada via estudos comparativos em um sistema-teste simples, bem como em um alimentador rural extenso de 34,5 kV que inclui dois RTs em conexão cascata e uma GD de elevada penetração em sua extremidade. O Open Distribution Simulator Software (OpenDSS) é utilizado para fins de modelagem e simulações de fluxo de carga convencional e de séries temporais. Os resultados evidenciam os méritos da formulação desenvolvida na correta estimação de parâmetros de redes de distribuição ativas com a presença de RTs, o que caracteriza uma melhoria em relação às ferramentas convencionais para estudos preliminares de integração de GDs.


  • THIAGO LIMA SARMENTO
  • COMPARISON OF SATELLITE TRACKING TECHNIQUES IN INCLINED ORBIT

  • Data: 26/09/2019
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  • Este trabalho implementa técnicas de rastreio de satélites em órbita inclinada e compara seus  desempenhos com outras técnicas, descrevendo funcionamento e implementando em ambiente de simulação e em um sistema de controle real para gerar a avaliação de desempenho de cada uma. Uma das técnicas investgadas é o aprendizado por reforço ("reinforcement learning"). O rastreio de satélites em órbita inclinada é de suma importância para as telecomunicações que utlizam este tpo de enlace, permitndo a manutenção da comunicação de forma automátca e aumentando a vida útl dos serviços de satélites nesta situação. Os algoritmos amplamente utlizados em rastreio, tanto na literatura quanto em equipamentos comerciais, tem como resultado estmações ou predições da posição do satélite e não sua posição real, e requerem um estudo das característcas específcas da região onde a estação base está localizada. A complexidade e investmentos na técnica de rastreio variam de acordo com o compromisso assumido na instalação da antena e sistemas de controle, sendo necessária a comparação dos métodos existentes antes de sua implementação. O trabalho desenvolve o ambiente necessário para simular a comunicação por satélite, desde sua recepção até a movimentação da antena, para analisar o desempenho da técnica em diferentes situações controladas. Também são apresentados resultados reais da implementação das técnicas em um sistema de controle de antenas real.

  • VALERIA MONTEIRO DE SOUZA
  • PRÉ-DESPACHO ÓTIMO DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA PARA MELHORIA DA OPERAÇÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO COM PRESENÇA DE REGULADORES DE TENSÃO NO MODO BIDIRECIONAL

  • Data: 25/09/2019
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  • Os sistemas de energia elétrica têm sido significativamente alterados nos últimos anos devido à crescente integração de Geração Distribuída (GD) em suas redes. Entretanto, apesar das vantagens identificadas em se aumentar o uso de GDs, a modificação do caráter passivo dessas redes incorre em diversos impactos. Para que esses sistemas possam ter suas características de segurança, confiabilidade e robustez asseguradas, diversos estudos têm sido desenvolvidos para mitigar os problemas detectados provocados por esse tipo de geração e maximizar seus benefícios. Nesse contexto, é realizado, nesta dissertação, um estudo de integração de um Produtor Independente de Energia (PIE) em um alimentador rural extenso localizado no estado do Pará, o qual possui reguladores de tensão (RTs) em cascata e apresenta a possibilidade de manobra de rede com um alimentador vizinho. Com a conexão do PIE, os RTs desse alimentador podem ter seu fluxo de potência ativa invertido tanto pela potência injetada pela GD quanto pela reconfiguração topológica da rede, deixando-os sujeitos a perderem sua capacidade de controle com a ocorrência da condição de runaway. Sendo assim, os cenários operativos possíveis, com diferentes configurações dos RTs e considerando curvas de carga reais, foram analisados utilizando simulações realizadas no OpenDSS (Open Distribution Simulator Software). A partir da avaliação desses resultados, foi proposta uma estratégia de pré-despacho ótimo da GD do PIE visando não apenas evitar que a condição de runaway ocorra, como também contribuir para a garantia de níveis adequados de tensão e preservação da confiabilidade da rede na qual ele será integrado. Os testes de desempenho da estratégia confirmaram sua viabilidade como ferramenta de mitigação dos impactos causados por GDs de alta penetração em redes de distribuição reconfiguráveis que possuem RTs.

  • SUZANE ALFAIA DIAS
  • Uma estratégia para Alocação Eficiente de Recursos Móveis Utilizando Sistema Fuzzy para um Esquema de Planejamento e Provimento de QoS.

  • Data: 25/09/2019
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  • Com o crescimento dos dados móveis e as rápidas tendências de urbanização, haverá uma densidade extremamente alta de links de counicação sem fio nas cidades, sendo assim os usuários esperam um ambiente onde possam ter acesso à internet aos seus dispositivos a qualquer hora e local. Devido a problemas no CAPEX/OPEX, uma implantação de small cells não é uma estratégia ecnômica em cenários  de tráfego de dados intenso, desta forma, a utilização de UAVs para melhorar a cobertura e o desempenho da rede torna-se viável. A fim de Qualidade de Serviço da rede, foi proposto um sistema computacional para realizar tomada de decisão que recebe como entrada informações da rede como vazão, taxa de perda de pacote e atraso, e retorna a qualidade de rede para aquele tipo específico de aplicação. O sistema como um todo verifica a necessidade ou não do uso de Veículos Aérios Não Tripulados (UAVs) para melhorar a qualidade da rede e a cobertura da área de maior demanda. De outra forma, os UAVs permanecem na estação base. Através do método proposto houve melhorias na Qualidade de Serviço (QoS) da rede, permitindo uma perda de pacotes e no atraso, e um aumento na vazão.

  • ANA LAURA PINHEIRO RUIVO MONTEIRO
  • DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA OTIMIZAÇÃO DE CÁLCULO LUMINOTÉCNICO DE INTERIORES BASEADO EM ALGORITMO GENÉTICO

  • Data: 17/09/2019
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  • Existe no mercado uma grande quantidade de lâmpadas e luminárias que apresentam características próprias, como a quantidade de lúmens e vida útil de lâmpadas. Deste modo, há várias combinações possíveis de lâmpadas e luminárias que podem ser empregadas como solução para adequar a iluminação de um determinado ambiente interno. O que irá diferenciar cada solução será o custo de investimento e o tempo de retorno financeiro. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta que fornece ao usuário a possibilidade de realizar estudos luminotécnicos para qualquer ambiente interno comercial, considerando múltiplos cenários e seguindo as normas estipuladas pela NBR ISO/CIE 8995-1:2013. Os estudos são realizados de forma otimizada através da execução de um Algoritmo Genético, o qual tem como função objetivo a minimização do tempo de retorno financeiro do investimento das lâmpadas e luminárias, que serão necessárias para o alcance de iluminância do ambiente. Para o desenvolvimento da ferramenta foram utilizadas planilhas eletrônicas associadas a linguagem de programação Python e o PyCharm, como ambiente de desenvolvimento. Utilizou-se o método dos Lúmens para dimensionamento luminotécnico, técnica de regressão linear simples para estimar a tarifa de energia elétrica para um período de 10 anos e Valor Presente Líquido juntamente com o payback descontado, para análise de retorno financeiro das soluções geradas pela ferramenta. A ferramenta desenvolvida foi aplicada em quatro cenários distintos do edifício do Centro de Excelência em Eficiência Energética da Amazônia (CEAMAZON). Foram encontradas soluções válidas para todos os cenários, ou seja, um rápido payback, levando em consideração o investimento inicial, o consumo anual e a manutenção, quando houver. As melhores soluções foram simuladas pelo software DIALux como auxílio na projeção da distribuição das luminárias nos ambientes. Os aspectos descritos nesse trabalho mostram a funcionalidade e aplicabilidade dessa ferramenta, visando dar suporte ao usuário no planejamento de dimensionamento de projetos luminotécnicos, tendo sido alcançado o objetivo estabelecido, mostrando-se funcional e efetivo.

  • HUGO RIVIERE SILVA MORAES
  • Aplicação de Redes Neurais Profundas ao Diagnóstico de Faltas Incipientes em Transformadores

  • Data: 11/09/2019
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  • Este trabalho apresenta os resultados obtidos da pesquisa de aplicação de Redes Neurais Profundas para o problema de diagnóstico de faltas incipientes em transformadores baseado na análise dos gases dissolvidos em óleo (DGA). Dois modelos são propostos utilizando Redes Neurias Autocodificadoras Empilhadas e redes Neurais Convolucionais. Para o desenvolvimento do sistema foi utilizada a base de dados TC10 de equipamentos faltosos inspecionados em serviço e usada para a publicação da norma IEC 60599.

  • ALLAN RODRIGO ARRIFANO MANITO
  • Estimação das Parcelas de Contribuição de Cargas Não Lineares na Distorção Harmônica de Tensão de um Barramento de Interesse do Sistema Elétrico de Potência utilizando Rede Neural Artificial

  • Data: 06/09/2019
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  • Apresenta-se neste trabalho uma metodologia para estimar a contribuição de cargas não lineares na distorção de tensão de um barramento de interesse do sistema elétrico de potência. A estimação é realizada através da construção de um modelo com base em redes neurais artificiais (RNA), em que a entrada do modelo é constituída pelas correntes harmônicas provenientes das cargas não lineares que compõem o sistema em estudo, e a saída da RNA corresponde aos valores de tensão harmônica no barramento sob estudo, para a mesma frequência harmônica. O estudo é realizado para cada ordem harmônica individualmente e os dados necessários para a construção do modelo bem como para validação dos resultados são obtidos a partir de campanhas de medição sincronizadas e por meio de simulação computacional, através de estudos de fluxo de carga harmônico. A partir de comparações dos resultados de referência via simulação computacional com os resultados obtidos via modelo neural, é observado que a metodologia desenvolvida é capaz de classificar corretamente o grau de impacto de cargas não lineares na distorção de tensão em uma barra de interesse do sistema elétrico.

  • FABRICIO MENEZES MARES
  • VALIDAÇÃO DE DIFERENTES MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS NA PREVISÃO DE DESEMPENHO DE GERADORES FOTOVOLTAICOS

  • Data: 04/09/2019
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  • Dentre os dispositivos que garantem a geração de energia elétrica através do processo de conversão fotovoltaica, destaca-se o módulo fotovoltaico, o qual é unidade básica (elementar) de um sistema fotovoltaico. A revisão da literatura revelou que existem “inúmeros” modelos matemáticos utilizados com o fim de prever o desempenho de módulos. Entretanto, de uma forma geral, todos eles podem ser classificados em duas categorias: modelos de potência e modelos baseados nos circuitos equivalentes da célula/módulo fotovoltaico. Portanto, neste trabalho foram selecionados ao todo 14 modelos, sendo 11 destes de potência, 2 baseados em circuitos equivalentes e 1 que é a composição de ambos, porém todos com o objetivo de estimar a potência máxima (Pmp), uma vez que esta reflete o ponto operacional almejado em um determinado sistema. O processo avaliativo dos modelos selecionados foi feito a partir de duas abordagens estatísticas: a descritiva, também referida como tradicional; e a comparativa, que busca relacionar as estimativas versus os valores medidos e admitidos como referência. Para isso, foram utilizados 4 módulos fotovoltaicos diferentes, porém de uma mesma tecnologia (policristalina), medidos experimentalmente utilizando um sistema de monitoramento instalado na área de testes do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE/UFPa). As avaliações estatísticas permitiram identificar os modelos mais aderentes, tanto em termos de precisão como de exatidão. Entretanto, é importante ressaltar que isso não é suficiente para determinar um único melhor modelo, pois dependendo dos objetivos de aplicação, pode ser que o esforço seja um fator determinante, ou até mais importante que a própria acurácia do mesmo. Portanto, além das avaliações estatísticas, ao fim deste trabalho apresenta-se uma classificação ordinal dos modelos aqui aplicados, considerando uma relação de compromisso estabelecida entre precisão, exatidão e esforço.

  • RODRIGO RODRIGUES PAIVA
  • SUPERFÍCIE SELETIVA DE FREQUÊNCIAS INTELIGENTE BASEADA EM GRAFENO

  • Data: 02/09/2019
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  • Neste trabalho, desenvolve-se uma formulação baseada no método diferenças finitas no domínio do tempo e na técnica exponencial matriz para modelagem de folhas de grafeno. Aplica-se a referida formulação para modelar superfícies seletivas de frequências (FSS) propostas neste trabalho, cuja célula unitária possui dois elementos de grafeno. A partir da mudança dos valores de potencial químico destes elementos, a estrutura pode operar com bandas de rejeição única ou dupla, reconfiguráveis. Propõe-se, portanto, uma FSS inteligente.

  • VICTOR HENRIQUE RODRIGUES CARDOSO
  • Sensor Óptico de Curvatura Baseado em Técnica de Descasamento de Diâmetro de Núcleo Aplicado para Medição de Escoamento

  • Data: 02/09/2019
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  • Recentes avanços e reduções de custos em dispositivos ópticos impulsionaram um grande interesse em sensores baseados em fibra óptica aplicados para medir parâmetros físicos e mecânicos. Diversas pesquisas demonstraram as grandes vantagens dos sensores ópticos como baixo custo, compatibilidade, imunidade à interferência eletromagnética, aplicabilidade e sua versatilidade como sensores de temperatura, vibração, campo magnético, curvatura, entre outros em comparação aos sensores convencionais. A ampla versatilidade dos sensores ópticos permite a medição da curvatura com grande aplicabilidade como sensor de fluxo de fluídos e monitoramento de Monitoramento Estutural da Saúde (SHM - Structural Health Monitoring). Nestes casos, o sensor de medição em tempo real é crucial para a quantificação de dados estruturais, a fim de fornecer a confiabilidade dos resultados.

    Esta Dissertação tem como objetivo o estudo da propagação de potência óptica na estrutura baseada em técnica de descasamento de diâmetro de núcleo, Monomodo-Multimodo-Monomodo-Multimodo-Monomodo (SMSMS _ Singlemode-Multimode-Singlemode-Multimode-Singlemode) com curvatura visando aplicação como alternativa de baixo custo, fácil fabricação e aceitável sensibilidade para medição de escoamento em tubulações. As duas seções multimodo presentes no sensor atual como acoplador e reacoplador de modos de núcleo de casca, e a seção monomodo ao meio age como elemento de sensoriamento. A estrutura foi analisada por meio de medidas experimentais e simulações numéricas. Foram feitas análises experimentais para medição de curvatura e para medição de escoamento. Em ambas o sensor  gera padrões de interferência quando é curvado. A modelagem numérica foi feita utilizando o método de propagação de feixe por diferenças finitas por meio do uso do software BeamProp 9.0 da empresa RSoft TM. Resultados demonstram que aplicabilidade como sensores de curvatura e medição de escoamento é viável.

  • VICTORIA YUKIE MATSUNAGA DE OLIVEIRA
  • Alocação ótima de geração distribuída em redes de distribuição utilizando algoritmo híbrido baseado em Cuckoo Search e Algoritmo Genético

  • Data: 02/09/2019
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  • Esta tese de doutorado propõe um novo algoritmo Cuckoo Search (CS) chamado Cuckoo-GRN (Cuckoo Search with Genetically Replaced Nests), que incorpora benefícios do algoritmo genético (GA) no algoritmo CS. O método proposto trata os ninhos abandonados do CS de maneira mais eficiente, substituindo-os geneticamente. Isto melhora significativamente o desempenho do algoritmo, estabelecendo o equilíbrio ideal entre a diversificação e a intensificação de busca. O novo algoritmo é utilizado para otimizar a localização e o dimensionamento de unidades de geração distribuída em um sistema de distribuição, a fim de minimizar as perdas de energia ativa, melhorando a estabilidade da tensão do sistema e o perfil de tensão. Alocações de uma ou mais unidades de geração distribuída são consideradas. O algoritmo proposto é extensivamente testado em funções matemáticas de benchmark, bem como nos sistemas de distribuição de 33 e 119 barras. Os resultados da simulação mostram que o Cuckoo-GRN pode levar a uma melhora substancial de desempenho em relação ao algoritmo CS original e a outras técnicas atualmente conhecidas na literatura, não apenas em termos de convergência, mas também de precisão da solução.

  • ERICK MELO ROCHA
  • IDENTIFICAÇÃO EM MALHA FECHADA PARA CONTROLE TOLERANTE A FALTA PASSIVO APLICADO A UM SISTEMA INDUSTRIAL DE BOMBEAMENTO HIDRÁULICO

  • Data: 30/08/2019
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  • Este trabalho investigação e propõe metodologias para detecção de faltas em plantas industriais equipadas com sistemas de controle operando em malha fechada. O controle por realimentação reduz a sensibilidade do sistema em malha fechada para variações na planta. Dessa forma, a detecção de faltas em sistemas operando em malha fechada é desafiadora devido. Em vista disso, é proposto neste trabalho o uso de uma ferramenta para estimação da função de transferência de malha aberta a partir de dados obtidos em malha fechada, com o objetivo de estimar modelos paramétricos para investigação de faltas. A técnica investigada é uma adaptação do Método de Dois Estágios, o qual desdobra o processo de identificação em malha fechada em duas etapas sequenciais de identificação em malha aberta. Na primeira etapa, é identificada uma aproximação da função sensibilidade complementar para o sistema em malha fechada. Subsequentemente, uma aproximação da função sensibilidade é estimada a partir das estimativas obtidas para a função sensibilidade complementar. Utilizando-se técnicas de identificação paramétrica, uma estimativa do sinal de entrada descorrelacionado do ruído é obtida. Isso permite obter um modelo razoavelmente preciso da planta em malha aberta. Resultados de estudos de computacionais são apresentados e discutidos visando evidenciar os pontos fracos e fortes da estratégia proposta.

  • KAYT NAZARE DO VALE MATOS
  • Contribuição do Controle Secundário de Tensão Aplicado a um Parque Eólico Composto de Aerogeradores DFIG à Estabilidade de Tensão de Longo-Prazo

  • Data: 30/08/2019
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  • Esta tese investiga o uso do controle secundário de tensão (CST) em um parque eólico composto de geradores de indução duplamente alimentados (DFIG) e seus efeito na estabilidade de tensão de longo-prazo. Primeiramente, o desempenho do CST aplicado ao parque eólico é comparado com o caso em que somente é utilizado o controle primário de tensão (CPT). Uma análise detalhada é conduzida através de simulações no domínio do tempo, considerando regimes de velocidade de vento alta e baixa, limites variáveis de controles dos aerogeradores, cargas estática e dinâmica, bem como o modelo dinâmico do limitador de sobre corrente (OEL) e do comutador de tap sob carga (OLTC). Baseando-se nos resultados, o uso do CST em um parque eólico composto de aerogeradores DFIG pode postergar o colapso de tensão do sistema de potência. Além disso, uma situação adversa foi obtida mostrando que o CST pode levar o conversor do lado da rede (GSC) do DFIG a absorver uma quantidade significativa de potência reativa da rede elétrica e perder a capacidade de injetar reativos na rede. Para resolver este prolema, são propostas duas estratégias de controle auxiliares inseridas na malha de controle do GSC para impedir o fluxo inverso de reativos no GSC, bem como forçar o fornecimento de potência reativa para o sistema através do GSC. Os resultados indicam a eficácia das estratégias de controle auxiliares em postergar o colapso de tensão e aumentar a margem de estabilidade de tensão do sistema.

  • MARCUS VINICIUS DE OLIVEIRA DIAS
  • 5G MIMO AND LIDAR DATA FOR MACHINE LEARNING: MMWAVE BEAM-SELECTION USING DEEP LEARNING

  • Data: 29/08/2019
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  • Sistemas de comunicação modernos podem explorar o crescente número de dados de sensores usados atualmente em equipamentos avançados e reduzir o overhead associado à configuração de links. Além disso, a crescente complexidade das redes sugere que o aprendizado de máquina, como redes neurais profundas, pode ser utilizado efetivamente para melhorar as tecnologias 5G. A falta de grandes conjuntos de dados dificulta a investigação da aplicação de aprendizado profundo na comunicação sem fio. Este trabalho apresenta uma metodologia de simulação (RayMobTime) que combina uma simulação de tráfego de veículos (SUMO) com um simulador de ray tracing (Wireless InSite), para gerar canais que representem cenários 5G realísticos, bem como a criação de dados de sensores LIDAR (Blensor). O conjunto de dados criado é utilizado para investigar técnicas de beam selection de veículo para infra-estrutura usando ondas milimétricas em diferentes arquiteturas, como arquitetura distribuída (uso das informações de apenas um veículo selecionado e processamento de dados no veículo) e arquiteturas centralizadas (uso de todas as informações presentes fornecidas pelos sensores em um dado momento, processando na estação radio base).

    Os resultados indicam que redes neurais profundas convolucionais podem ser utilizadas para beam selection sob uma estrutura de classificação de top-K. Além disso, os resultados apontam que uma arquitetura distribuída baseada em LIDAR fornece desempenho robusto independentemente da taxa de penetração de veículos, superando outras arquiteturas, bem como pode ser usada efetivamente para detecção de visada direta com precisão razoável.

  • MARCOS VINICIUS SADALA BARRETO
  • Investigação e Desenvolvimento de um Framework para Testes de Estratégias de Controle Automático Visando Melhoria de Desempenho em Servidores Web Apache

  • Data: 29/08/2019
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  • Neste trabalho são relatados e discutidos os resultados de um estudo com o objetivo de desenvolver um ambiente de computação adequado para realizar controle de feedaback para melhoria de desempenho dos sistemas Apache Web Server. A abordagem proposta fornece resposta a solicitações HTTP e faz intervenções nos valores dos parâmetros disponíveis para controlar o sistema em malha fechada. Os parâmetros para atuação de controle são MaxRequestWorks e KeepAliveTimeout, enquanto as variáveis de processo controladas são o recurso de memória do computador e a porcentagem de tempo de uso do processador. As ferramentas desenvolvidas não são intrusivas no sentido de que não modificam o código-fonte do servidor da Web ou do sistema operacional. Os resultados dos testes experimentais, usando a identificação do sistema e o controle do PI, mostram que a melhoria do desempenho pode ser obtida durante a resposta transitória.

  • DERCIO MANUEL MATE
  • COMPRESSÃO DE SINAIS EM SISTEMAS DE RÁDIO SOBRE FIBRA DIGITAL PARA REDES FRONTHAUL

  • Data: 23/08/2019
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  • A introdução de tecnologias como Carrier Aggregation (CA), Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) e Coordinated Multipoint (CoMP), visando melhorar a capacidade dos sistemas móveis de banda larga, aumenta o desafio para implantação do Mobile fronthaul devido à limitação da capacidade da infraestrutura, para suportar altas taxas de transmissão. Uma abordagem usada para lidar com a limitação da capacidade do frontahul é a compressão do sinal transmitido. Várias técnicas vêm sendo desenvolvidas para compressão do sinal no fronthaul e, a maioria dessas técnicas comprimem o sinal transmitido em banda base. Neste trabalho é desenvolvida uma técnica de compressão, para cenários específicos dos sistemas Rádio-sobre-Fibra digital configurados para transmissão do sinal em frequência intermediária. Esta técnica usa informações sobre o estado de canal de rádio (Channel state information), para controlar a compressão do sinal no fronthaul. Os resultados das simulações com a técnica desenvolvida demonstram a sua capacidade para reduzir o erro de quantização, permitindo a transmissão de sinais com modulação de 64 QAM, usando resoluções menores (até 4 bits por amostra) no quantizador. Portanto, taxas de compressão de 2:1, nos dados úteis, e um EVM próximo a zero são alcançados. Além disso, a técnica de compressão desenvolvida supera as técnicas μ-Law e A-Law, demonstrando tempos de execução dentro do limite de latência esperado nos sistemas 5G (1ms). Por fim, o desempenho da rede fronthaul é avaliado experimentalmente em um enlace ótico de 20 km, considerando cenários com e sem compressão do sinal.

  • WIRLAN GOMES LIMA
  • SÍNTESE DE SUPERFÍCIES SELETIVAS DE FREQUÊNCIA MULTICAMADAS VIA OTIMIZAÇÃO BIOINSPIRADA

  • Data: 23/08/2019
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  • A análise de dispositivos eletromagnéticos via softwares computacionais, geralmente, demanda alto custo computacional e elevado tempo de processamento. Às vezes, para atender certos objetivos de projeto, encontrar os parâmetros estruturais ótimos podem levar dias ou até mesmo semanas quando feitos pelo método da tentativa e erro e se buscam respostas precisas em estruturas de alta complexidade. Neste cenário, as ferramentas de computação bioinspiradas (BIC) são fortes aliadas em economia de tempo, custo computacional e, consequentemente, de dinheiro. Para intensificar o poder e a eficiência dessas ferramentas, métodos híbridos têm sido desenvolvidos, nos quais redes neurais trabalham juntamente com algoritmos de otimização a fim de obter resultados ainda mais satisfatórios. Nesse contexto, este trabalho apresenta a utilização de dois modelos híbridos de otimização bioinspirada multiobjetiva para o projeto e síntese de superfícies seletivas de frequência (FSS) multicamadas. Inicialmente, é feita uma investigação eletromagnética das estruturas do tipo patch que irão compor a FSS multicamadas, sendo elas uma espira triangular e um losango sólido impressos em substrato de fibra de vidro (FR-4), através de simulações computacionais via software CST® Micro Wave Studio, cuja técnica numérica utilizada é a das integrais finitas (FIT). São projetados 3 filtros com características distintas: o primeiro filtro deve apresentar uma frequência de ressonância em 10 GHz e uma largura de banda de 8 GHz; o segundo filtro deve ter frequências de corte inferior e superior iguais a 8 GHz e 12 GHz, respectivamente, atuando como um rejeita-faixa, refletindo completamente a banda X e; o terceiro filtro, por ter uma resposta dualband, deve ter uma frequência de corte superior referente à primeira banda igual a 8 GHz e uma frequência de corte inferior referente à segunda banda igual a 12 GHz, atuando como um passa-faixa, permitindo a transmissão da banda X e refletindo parte das bandas adjacentes. Os valores de frequência de corte e largura de banda foram obtidos a um limiar de -10 dB.  O processo de síntese consiste em sintonizar os objetivos das estruturas inseridos na função custo dos algoritmos de otimização. A modelagem das estruturas é realizada por uma rede neural de regressão geral (GRNN) e o processo de otimização é realizado pelos algoritmos, sendo eles o algoritmo genético multiobjetivo (AG Multi) e algoritmo de busca cuco multiobjetivo (MOCS). Os resultados obtidos pelos métodos híbridos são simulados pelos softwares comerciais CST® e Ansoft DesignerTM HFSS para validação dos modelos, já que utilizam técnicas numéricas diferentes, sendo elas a técnica das integrais finitas e método dos elementos finitos, respectivamente. Observou-se boa concordância entre os resultados simulados, evidenciando a redução no tempo de processamento das estruturas, além de mostrar que o modelo GRNN-AG Multi se sobressaiu em relação ao GRNN-MOCS, sendo esse o mais eficiente para a otimização de FSS multicamadas.

  • RAPHAEL BARROS TEIXEIRA
  • ANÁLISE DE SISTEMAS NÃO-LINEARES E SÍNTESE DE OPERADORES INVERSOS POR SÉRIES DE VOLTERRA DIAGONAIS

  • Data: 22/08/2019
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  • ANÁLISE DE SISTEMAS NÃO-LINEARES E SÍNTESE DE OPERADORES INVERSOS POR SÉRIES DE VOLTERRA DIAGONAIS

  • PEDRO DOS SANTOS BATISTA
  • Controle de fatiamento de rede usando aprendizado por reforço e redes orientadas a conteúdo para redes móveis

  • Data: 21/08/2019
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  • A evolução das atuais redes móveis 4G, as 5G, tem como um dos objetivos suportar aumento de tráfego e ao mesmo tempo diminuir o custo, assim otimização na entrega de conteúdo é importante para essa nova rede; um outro aspecto é que 5G tem a ambição de ser uma rede altamente adaptável, isto é, ela deve ser confiável o suficiente para ser utilizada em automação industrial e ao mesmo tempo barata o suficiente para ser usada em serviços de banda larga. Nesse contexto, essa tese estuda dois aspectos do 5G, o primeiro é o emprego de redes orientadas a conteúdo para melhorar a eficiência de entrega de conteúdo multimídia em serviços de banda larga móvel; o segundo é o desenvolvimento de um agente que utiliza aprendizado por reforço como um facilitador para as novas redes altamente configuráveis, as quais podem se tornar um desafio para serem entendidas e configuradas manualmente. Nessa tese, investigamos ICN porque ele é um dos tópicos mais promissores para a internet do futuro. O ICN tem como objetivo circunver vários problemas do atual protocolo de internet, dentre eles, uma entrega de conteúdo mais eficiente. Dado significativa taxa de crescimento de transmissão de vídeos em redes móveis, é sensível avaliar como as redes 4G/5G podem se beneficiar de ICN. Existem muitos trabalhos que avaliam o emprego de ICN em redes fixas e para o núcleo das redes móveis. Menos atenção tem sido dedicada ao emprego de ICN nas redes de acesso a rádio (RAN) ou ICN-RAN, a qual tem um plano de usuário baseado em vários protocolos orientados a conexão. Para se beneficiar totalmente de ICN, as redes móveis devem usa-lo também na RAN, não somente no núcleo. Esse trabalho descreve o emprego de ICN na RAN de redes móveis de quarta e quinta geração, e também apresenta uma bancada de testes que permite o desenvolvimento de provas de conceitos usando ICN-RAN em 4G. Os resultados indicam, por exemplo, que a avaliação de diversas funcionalidades de ICN podem ser realizadas, mas que a falta de aceleradores de hardware e código otimizado limitam a taxa de bit que pode ser alcançada em tempo real. No contexto de adaptação da rede, a tecnologia mais promissora é o fatiamento da rede. Fatia de rede pode ser entendida como parte da rede que é personalizada para determinados serviços. Os requisitos de cada serviço são impostos pelo inquilino, o qual adquire fatias do provedor de infraestrutura. O provedor de infraestrutura 5G tem que otimizar a utilização de seus recursos, costumeiramente essa utilização é aumentada ao admitir fatias, porém, os recursos na infraestrutura são finitos e admitir todas as fatias pode aumentar o risco de violação em acordos de prestação de serviços, o que implica em multas que podem diminuir o lucro. Nessa tese, é investigado o uso de um agente treinado por aprendizado por reforço que aprende como aumentar o lucro do provedor de infraestrutura. Isso é possível se o agente entender qual a combinação de fatias produz o maior lucro. Assim, apresentamos um agente baseado em redes neurais que aprende as consequências da admissão de fatias na rede baseado no inquilino e no seu perfil de utilização de recursos, aprendendo assim, a balancear os benéficos da admissão em contraste com os custos de gerenciamento de recursos e orquestração.

  • RODRIGO VEIGA DA SILVA
  • Regulação de tensão e frequencia em microredes ilhadas com veículos elétricos e geração distribuida utilizando otimização por enxame de partículas

  • Data: 16/08/2019
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  • Regulação de tensão e frequencia em microredes ilhadas com veículos elétricos e geração distribuida utilizando otimização por enxame de partículas

  • JOÃO VICTOR COSTA CARMONA
  • MODELAGEM DA PERDA DE QUALIDADE DE VIDEOS H.264 EM REDES SEM FIO CONSIDERANDO PERDAS DE PSNR E DE FRAMES

  • Data: 16/08/2019
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  • As aplicações multimídia vêm crescendo bastante nos últimos anos, novas aplicações como jogos online, teleconferência, vídeo sob demanda e telefonia IP são algumas. Porém percebe-se um destaque maior de consumo relacionado ao streaming de vídeo em altas resoluções sobre redes de comunicações sem fio, principalmente por conta da proliferação de dispositivos móveis e aumento significativo das redes de acesso, que tornam mais cômodo e fácil o provimento a essas informações. Assim, como consequência imediata desse tipo de tráfego, surge a necessidade de investimentos em técnicas e mecanismos que proporcionem ao usuário final a qualidade e satisfação desejadas diante de um conteúdo de alta resolução. Este trabalho visa realizar a modelagem de perda de qualidade de vídeos, através da análise de desempenho de diversas resoluções, especificamente padrões em HD e UHD, em 720p, 1080p e 2160p. Nesse sentido, uma estratégia de avaliação probabilística de perda de qualidade em redes sem fio é realizada, através de uma Naive Bayes, analisando a inter-relação entre as inferências geradas pelo grupo de métricas alvo. Dessa forma, analisa-se fatores como perda de PSNR, perdas de frames I, P, B e Total (para o codec H.264), em função da perda de pacotes

  • JORGE EVERALDO DE OLIVEIRA
  • ESTRUTURAS PHOTONIC BAND GAP EM ANTENA DE MICROFITA COM APLICAÇÕES EM MICROONDAS E TERAHERTZ

  • Data: 16/08/2019
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  • Neste trabalho estamos analisando as simulações de duas antenas de microfita. A primeira é uma antena utiliza o material cerâmico Niobato de Bismuto (BiNbO4) dopado com Pentóxido de Vanádio (V2O5) no substrato. O patch da antena foi projetado com linha de alimentação indentada para facilitar o casamento de impedâncias e o substrato com furos de ar foi colocado apenas por baixo do patch para diminuir ainda mais as perdas. A segunda é uma nanoantena com Patch de Grafeno na faixa de Terahertaz e substrato PBG (Photonic Band Gap), com rede triangular, e furos nas seguintes configurações de altura h1, h2 e h3. Na altura h1 o substrato é perfurado totalmente, enquanto que nas alturas h2 os furos serão feitos de cima para baixo até a metade do substrato e a altura h3 é a antena com substrato perfurado de baixo para cima até a metade do substrato. Portanto são criadas três antenas nessas geometrias utilizando uma rede de furos triangular. A disposição dos furos no substrato dielétrico, constituem a estrutura PBG, para aumentar o desempenho e a eficiência dessas antenas, extinguindo ondas de superfície no substrato de antenas de microfita. A geometria adotada melhora ainda parâmetros das antenas como por exemplo a eficiência e a largura de banda. Os Softwares Comerciais HFSS e CST foram utilizados para as simulações das antenas. Após as etapas da simulação numérica foram obtidos os resultados dos parâmetros desses dispositivos. A primeira antena (rede periódica com substrato cerâmico) obteve perda de retorno de -36,21 dB, para uma frequência de ressonância de 10,26 GHz, com largura de banda de 2,18 GHz .  Nas simulações das antenas de microfita com Patch de Grafeno a antena h3 obteve dupla banda de transmissão com potencial químico do grafeno de 0,3 eV.

  • DAIMAM DARLAM ZIMMER
  • Dispositivos de controle e não recíprocos nas faixas de sub-THz e infravermelho baseados em cristais fotônicos bidimensionais

  • Data: 05/07/2019
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  • O presente trabalho investigou as possibilidades de novos dispositivos para a integração em circuitos que operem na faixa do sub-terahertz. Estes dispositivos são baseados na tecnologia de cristais fotônicos. Os componentes desenvolvidos são constituídos de cilindros dielétricos de arseneto de gálio (AsGa), formando uma rede quadrada. O primeiro dispositivo é uma chave (switch). Seu funcionamento baseado na orientação de um modo dipolo, que surge no ressoador magneto-óptico pela excitação na cavidade ressonante por um sinal eletromagnético, que entra por uma das portas do dispositivo. A geometria desse dispositivo consiste de dois guias de onda formam um ângulo de 90º. O dispositivo possui dois estados, um estado onde há transmissão de sinal (estado on) e um estado onde ocorre o bloqueio do sinal (estado off ), sendo a transição entre os mesmos controlada a partir da variação de um campo magnético DC externo H0 aplicado no ressoador magneto-óptico. A chave apresenta largura de banda de 8%, com perdas de inserção de -2 dB e isolação de -59 dB. O segundo dispositivo apresenta a função de isolador, dispositivo que permite a propagação do sinal eletromagnético em um sentido (forward) e bloqueia o sinal que se propaga no sentido oposto (backward). A funcionalidade e baseada no princípio da ressonância ferromagnética (RFM), proveniente do cilindro de ferrite localizado no centro das estruturas e submetido a aplicação de um campo magnético DC externo constante H0 = 2700KA/m. O isolador possui seu guia de onda alinhado e conectados a uma cavidade ressonante composta por um stubs. O cilindro de ferrite está localizado na região de junção entre a cavidade e o guia de onda. As reflexões no interior da cavidade ressonante do dispositivo, combinadas ao sinal incidente, dão origem no interior do cilindro de ferrite magnetizada uma distribuição de campo que se assemelha àquela de vórtices eletromagnéticos. Os cálculos numéricos realizados mostram que na faixa de 0,105–0,109 THz, o dispositivo apresenta perdas de inserção menores que -1 dB e isolamento -22 dB. Apresentando largura de banda de 0, 8 GHz para operação em torno da frequência central 0,1066 THz. O terceiro dispositivo é um divisor de potência que apresenta seus guias de onda formando um T, com o diferencial de possuir um ressoador de calcogeneto Ge2Sb2Te5 que faz o controle do dispositivo pela variação do índice de refração. Um sinal eletromagnético excita no interior do ressoador um modo quadrupolo para o estado amorfo estado onde ocorre a transmissão e o modo dipolo no estado cristalino situação que gera o estado de isolamento do dispositivo. O dispositivo apresenta perda de inserção menores que -3,4 dB e isolamento de -50 dB, para operação na faixa de 0,105–0,1085 THz.

  • VITORIA ALENCAR DE SOUZA
  • Compressão de Sinais para fronthaul de  Redes CRAN usando  Algoritmo Evolutivo

  • Data: 28/06/2019
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  • As redes de acesso por rádio centralizado apresentam-se como uma potencial alternativa para a próxima geração de telefonia celular, pois são capazes de prover grandes taxas de dados e permitem a redução dos gastos estruturais e operacionais na rede. A arquitetura centralizada implementa o conceito de fronthaul, mas aponta o desafio para aumento da capacidade de transmissão de dados nesses enlaces. Desta forma o estudo de técnicas de compressão de sinais digitais apresenta-se como uma alternativa para reduzir o custo de implantação das redes de acesso por rádio centralizado. Este trabalho investiga o uso de  métodos de quantização vetorial na compressão de amostras complexas de sinais de LTE em banda-base. Propõe-se o uso de Algoritmos Genéticos no treinamento de dicionários sub-ótimos para o processo de quantização vetorial com objetivo de reduzir os erros impostos neste processo e consequente aumento na capacidade do fronthaul.  Resultados mostraram que o algoritmo de compressão proposto permite redução de taxas de dados em fronthaul associados a erros aceitáveis. Demonstrou-se   muito eficaz visto que consegue comprimir as taxas de dados de  3 a 12 vezes,  com erros de aproximadamente 1% a  2% , respectivamente, comprovando-se a efetividade do método de treinamento de livros código de LTE no downlink das redes de acesso por rádio centralizado.

  • THIAGO MOTA SOARES
  • Estimador de Estado Harmônico Trifásico Incorporando Saturação de Transformadores

  • Data: 28/06/2019
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  • Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um estimador de estado harmônico trifásico voltado para sistemas de distribuição energia que incorpora o efeito da saturação de transformadores nos níveis de distorção harmônica. Esse estimador de estado harmônico determina o módulo e o ângulo de fase da tensão nodal e da corrente injetada de uma rede de distribuição por meio do método dos mínimos quadrados ponderados, no qual a resolução do sistemas de equações normais baseia-se na decomposição em valores singulares. A cada iteração do algoritmo de estimação de estado, a corrente injetada nas barras conectadas aos transformadores de distribuição de uma rede de distribuição sofre uma correção através da adição da corrente de magnetização em cada ordem harmônica de interesse. Além disso, esse trabalho apresenta uma metodologia de criação de pseudo-medição, na frequência fundamental, que torna o sistema completamente observável. Esse algoritmo é capaz estimar satisfatoriamente o estado harmônico de uma rede de distribuição, uma vez que apresenta erros de estimação baixos.

  • JOSE RUBEN SICCHAR VILCHEZ
  • SISTEMA INTELIGENTE DE BALANCEAMENTO DE FASES EM REDES DE BAIXA TENSÃO PARA UNIDADES CONSUMIDORAS MONOFÁSICAS
  • Data: 10/06/2019
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  • SISTEMA INTELIGENTE DE BALANCEAMENTO DE FASES EM REDES DE BAIXA TENSÃO PARA UNIDADES CONSUMIDORAS MONOFÁSICAS
  • FABRICIO ROSSY DE LIMA LOBATO
  • Aprovisionamento Dinâmico de Recursos em Redes Ópticas Elásticas Multiplexadas por Divisão de Espaço considerando Limitações de Camada Física

  • Data: 07/06/2019
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  • Em redes ópticas elásticas (EON), empregando fibra multi-núcleo (MCF) monomodo fracamente acoplado, a diafonia entre os núcleos (XT) pode afetar significativamente o desempenho da rede, particularmente, com o aumento do número de núcleos e o comprimento do rota. Portanto, a nível de rede, o problema de roteamento e atribuição de núcleo e espectro (IA-RSCA) levando em consideração deficiências de camada física é o mais importante em MCF-EON. Nesta tese, uma metodologia de aprovisionamento dinâmico é proposta para resolver de forma independente o problema IA-RSCA levando em conta o PLI. Para alcançar a minimização do impacto de XT, decompõem-se o problema IA-RSCA em dois subproblemas: o subproblema de roteamento de IA e o subproblema de atribuição de núcleo e espectro (IA-SCA). Para a solução de roteamento, um método de pré-computação baseado no k caminhos mais curtos é usado, e uma fase de verificação de deficiência de camada física é realizada levando em consideração a relação sinal ruído óptico requerida. Para o subproblema IA-SCA, o novo algoritmo guloso XT--aware é proposto para minimizar o impacto do XT no desempenho do MCF-EON da seguinte maneira: para cada nova conexão, o nível de potência XT detectada da nova conexão e conexões interferentes em relação ao limite de energia XT de cada conexão é minimizado na média sobre todas essas conexões. Essa minimização é obtida escolhendo o núcleo e o slot de frequência da nova conexão. De modo a ter em conta a extensão de sobreposição espectral das ligações novas e interferentes na potência XT detectada, é introduzido um novo índice de sobreposição de intervalos de frequência. O desempenho do algoritmo proposto é avaliado por meio de simulações computacionais. Os resultados mostram que a probabilidade de bloqueio total e a utilização média da rede alcançada pelo algoritmo proposto são melhores que as obtidas pelas estratégias de priorização central, aleatória e primeira adaptação, para diferentes cenários de nível XT e fragmentação do espectro.

  • SAMARA LEANDRO MATOS DA SILVA
  • Circuladores de grafeno de banda ultralarga para região THz

  • Data: 07/06/2019
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  • Componentes não recíprocos são parte indispensável de muitos sistemas de microondas e ópticos. No futuro, a tecnologia THz também exigirá esses componentes. As publicações existentes mostram que a largura de banda dos circuladores baseados em grafeno na região THz pode ser de 10% a 20% com o uso de estruturas bastante complicadas. O circulador sugerido é formado por uma junção de grafeno com padrão côncavo e três guias de onda simetricamente conectadas a ele. O grafeno é suportado por camadas de SiO2/Si. O comportamento de circulação é baseado na não-simetria do tensor de condutividade do grafeno que aparece devido à magnetização por um campo magnético DC aplicado normalmente ao plano do grafeno. Discutimos os principais parâmetros que definem a largura de banda e sua influência na largura de banda. Os circuladores possuem largura de banda recorde que é duas vezes mais do que os publicados. Demonstramos que o circulador Y pode ter a largura de banda de 42% na faixa de frequência (2,75 THz a 4,2 T Hz), com o isolamento melhor que -15 dB e as perdas de inserção maiores que -2 dB, proporcionadas pela polarização Campo magnético DC 1,5 T e o potencial químico de grafeno 0,15 eV. Para os dois circuladores de 4 portas conseguimos uma largura de banda de 44 % para os mesmo parâmetros físicos.

  • INGRID ARIEL NASCIMENTO CAVALCANTE
  • APRENDIZAGEM PROFUNDA APLICADA A TELECOMUNICAÇÕES: CLASSIFICAÇÃO DE MODULAÇÃO E CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO

  • Data: 31/05/2019
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  • O objetivo deste trabalho é explorar técnicas de Apredizagem Profunda (AP) aplicada à Telecomunicações. AP obtém sucesso comprovado em áreas como Visão Computacional e Detecção de Objetos, torna-se portanto importante investigar a sua aplicação em problemas na área da Comunicação. Sendo assim, dois problemas distintos são examinados, um deles é aplicação de AP juntamente com técnicas de Aprendizado por Reforço (AR) afim de atender requisitos estritos dos sistemas 5G impostos à rede Fronthaul, como parte da arquitetura C-RAN. É realizada a comparação entre métodos de Apredizagem Profunda por Reforço (APR) e métodos tradicionais de Controle de Congestionamento utilizando índices como vazão e latência. Além do controle de congestionamento, AP também é aplicado à Classificação de Modulação (CM), sendo outro problema relevante na área de Comunicações. CM é importante, por exemplo, em Rádios Cognitivos e aplicações militares. Neste trabalho é discutido os benefícios e desvantagens de usar AP como alternativa para MC e revela a sua eficiência em relação a outros métodos de Aprendizado de Máquina.

  • FERNANDO MANOEL CARVALHO DA SILVA SANTOS
  • Avaliação do Impacto da Produção Eólica na Reserva Operativa de Curto e Longo Prazo utilizando Séries Temporais

  • Data: 30/05/2019
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  • É de consenso geral que o aumento da participação da energia eólica na base total de geração de um sistema elétrico conduza a necessidade de serem revistas as metodologias de operação e de planejamento para este sistema, bem como as suas normas e padrões operacionais. A razão principal é que o número de variáveis aleatórias e a complexidade do sistema elétrico aumentam consideravelmente com o acréscimo de energia eólica.A ideia principal desta tese é discutir questões sobre a reserva operativa a partir das perspectivas de curto e longo prazo, quando uma parcela significativa do sistema de geração é composta de energia eólica. Ao modelar e avaliar as incertezas da geração e da demanda (carga), esta tese analisa a relação complicada entre essas variáveis. Além disso, é proposta uma discussão sobre as funções de distribuição de probabilidade da necessidade de reserva, a fim de avaliar o impacto sobre a capacidade de reserva operativa. Isso significa, essencialmente, que serão representados os erros de previsão de potência eólica e de demanda (carga), bem como as saídas forçadas de unidades de geração. As características estocásticas dessas variáveis caracterizam os principais obstáculos associados ao desempenho da reserva operativa em um sistema de energia elétrica. Na verdade, a sub ou sobre previsão que envolve a carga ou a produção/geração do sistema pode levar a efeitos diferentes sobre o balanço/segurança do sistema, principalmente quando a porção de energia eólica é significativa em relação ao total de geração do sistema. As experiências apresentadas e discutidas são realizadas através da utilização da configuração modificada do sistema IEEE-RTS 96 e de uma configuração de planejamento do Sistema de Geração Português (SGP).

  • ANDRÉ LUCAS PINHO FERNANDES
  • Avaliação Técnico Econômica de Alternativas Backhaul e Fronthaul para Arquiteturas de Rádio Centralizado em Cenários 5G Indoor

  • Data: 28/05/2019
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  • A quinta geração (5G) de sistemas de comunicação móvel é o elemento-chave de uma sociedade que está se tornando cada vez mais interconectada e digitalizada. Futuras aplicações em setores sociais e industriais exigirão das redes 5G os mais altos padrões de capacidade, disponibilidade e confiabilidade. Arquiteturas de rádio acesso centralizado (CRA) têm emergido como alternativa de transporte para prover as demandas do 5G, principalmente para o ambiente indoor, onde os usuários passam a maior parte de seu tempo. Tal solução divide a rede de transporte em duas seções, o backhaul e o fronthaul, os quais podem se subdividir em vários níveis de enlaces.  O fronthaul de CRAs é geralmente óptico-metálico para aproveitar a alta capacidade das fibras óticas e a aceitabilidade dos cabos metálicos no mercado de tecnologia da informação (TI). No entanto, tecnologias como o padrão de linha digital de assinante G.(mg)fast e o modo de transmissão fantasma podem garantir aos cabos metálicos elevadas taxas de transmissão em comprimentos curtos.  O backhaul de CRAs deve ser preferencialmente óptico, de forma que redes ópticas passivas (PONs) se tornam uma boa alternativa de backhaul em situações com fronthaul no ambiente indoor, pois podem fornecer grande capacidade com um custo reduzido em comparação a outras arquiteturas de fibra. No entanto, devido a sua natureza ponto a multiponto, PONs podem não atender as demandas de disponibilidade e confiabilidade esperadas para o 5G. A partir deste contexto, neste trabalho é realizada uma análise técnica e econômica para CRAs atendendo o ambiente indoor no contexto 5G, considerando fronthaul óptico-metálico ou totalmente metálico, assim como backhaul PON protegido ou desprotegido. As análises foram realizadas por meio de um conjunto de modelos matemáticos e consideraram um ambiente urbano denso, abordando tanto edifícios isolados quanto uma área contendo dez mil edificações. Os resultados encontrados indicam que a melhor alternativa de fronthaul para uma edificação mediana de um cenário urbano denso é o totalmente metálico, desde que G.(mg)fast e modo de transmissão fantasma sejam usados. Além disso, também indicam que a utilização de esquemas proteção em um backhaul baseado em PON pode atender os requisitos de disponibilidade do 5G a um custo aceitável em cenário urbano denso.

  • MARX MIGUEL MIRANDA DE FREITAS
  • Análise de desempenho de redes de acesso G.mgfast e fronthaul 5G baseado em cabos coaxiais

  • Data: 27/05/2019
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  • Com a expansão da demanda de dados, as tecnologias de acesso atuais podem ficar obsoletas em breve. Estima-se que a partir de 2020 com a chegada da tecnologia 5G e da quinta geração de banda larga fixa, taxas de no mínimo 10 Gbps devem fornecidas aos usuários finais. Além disso, critérios como baixa latência, flexibilidade e economia energética são fatores fundamentais. Mediante  a isto, neste trabalho avalia-se a aplicação dos cabos coaxiais no  fronthaul de redes 5G e em redes de acesso Multi Gigabit G.fast  também conhecidas como G.mgfast, no objetivo de encontrar alta capacidade e eficiência energética. Nesse trabalho será mostrado que taxas de até 40 Gbps podem ser alcançadas em um cabo coaxial RG06 com suporte para 140 antenas atendendo a critérios de transmissão do 3GPP. Além disso, veremos que taxas de dados de até 10 Gbps podem ser alcançadas em cabos RG59, RG06 e RG11 nas redes G.mgfast, porém tendo em mente que existe uma relação ótima entre taxa e potência transmitida. Além disso, um algorítmico de optimização aplicado a cabos coaxiais, bem como um tipo de fronthaul analógico também são propostos.

  • BRENDA VILAS BOAS
  • COMPRESSION OF CHANNEL STATE INFORMATION IN MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT MOBILE SYSTEMS

  • Data: 24/05/2019
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  • Os primeiros testes de redes de quinta geração (5G) de telefonia celular estão sendo feitos em diversas partes do mundo. Vários cenários de uso estão sendo planejados, o que torna necessário a adoção de tecnologias flexíveis e escaláveis para atender seus indicadores de performance. MIMO massivo é uma tecnologia chave para o 5G, pois aumenta a eficiência espectral do sistema. Para explorar as vantagens do MIMO o transmissor precisa ter informações sobre a condição do canal (CSI) de cada equipamento de usuário (UE). O 5G está sendo padronizado para operar em duplexação por divisão de tempo (TDD) e duplexação por divisão de frequência (FDD). Desta forma, os custos de operar MIMO em TDD e FDD devem ser factivéis. Como TDD opera uplink e downlink na mesma frequência, a característica de reciprocidade do canal pode ser usada para extrair o CSI necessário para projetar precodificador ou alocação de usuário, por exemplo. No entanto, FDD não pode explorar reciprocidade do canal. Assim, operar MIMO em FDD é desafiador, pois com o aumento no número de antenas a quantidade de informação a ser repassada ao transmissor se torna impraticável. Desta forma, comprimir CSI de sistemas MIMO FDD é de interesse. Além disso, o uso de vastas faixas de espectro, bandas abaixo de 6 GHz e ondas milimétricas, leva a diferentes características de canal. Também, a proximidade de encapsulamento dos elementos de antena aumentam a correlação espacial do arranjo MIMO. Consequentemente, essa correlação pode ser explorada para prover compressão do CSI. Essa dissertação apresenta uma visão geral sobre compressão de CSI e propõe uma meta heurística que usa codificação por transformada baseada em uma avaliação das transformadas e características do canal.

  • MARCIO NIRLANDO GOMES LOPES
  • Modelagem do potencial de geração de energia hidrelétrica: uma contribuição para o planejamento energético na Amazônia

  • Data: 08/05/2019
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  • A pesquisa apresenta uma metodologia inovadora para prever o potencial de geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos empregando técnicas de inteligência artificial. Uma análise comparativa entre a técnica de deep learning denominada Group Method of Data Handling – GMDH, e redes neurais artificiais com diferentes algoritmos de otimização foram aplicadas para avaliação segundo o estudo de caso para a futura planta de Jatobá, uma usina na bacia do rio Tapajós, estado do Pará, Brasil. A precipitação mensal média nas sub-bacias do rio Tapajós foi usada como dado de entrada para alimentar os modelos desenvolvidos, que convertem o volume de chuva em energia. Os modelos não-físicos empregados mostraram excelente destreza e boa eficiência para simular este processo naturalmente complexo e não-linear, de acordo com os parâmetros estatísticos de avaliação. Também foram realizadas simulações para avaliar o impacto das mudanças climáticas na geração de energia hidrelétrica para a futura usina Jatobá. O modelo GMDH apresentou melhor desempenho entre os demais, destacando-se o seu comportamento durante a estação seca, período crítico para a geração de energia hidrelétrica e que define a energia firme do empreendimento. O sucesso desta abordagem permitirá reduzir incertezas e subsidiar os estudos preliminares para implementação de usinas, assim como simular cenários para apoio ao planejamento, reduzir custos e gerar dados sintéticos para séries temporais de geração de energia cobrindo períodos sem dados observacionais de campo.

  • EDSON KOITI KUDO YASOJIMA
  • Uso de Algoritmo Genético Modificado para Otimização de Funções de Variáveis Reais

  • Data: 26/04/2019
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  • Este trabalho apresenta um Algoritmo Genético modificado que utiliza uma nova operação de crossover (ADX) e um novo método de mutação através do ajuste baseado em correlação (CAM). Ambos os operadores propostos são executados na população do AG, otimizando soluções já existentes e aumentando o poder exploratório do algoritmo através do ajuste correlacional. Heurísticas puramente baseadas em solução oferecem um bom nível de otimização local (intensificação), no entanto, possuem baixo nível de exploração global do espaço de busca. Por outro lado, algoritmo evolutivos oferecem capacidades exploratórias globais melhores. A partir deste pressuposto, os métodos híbridos são vastamente utilizados para otimização de problemas com restrições de variáveis, devido à utilização vantajosa do poder de busca das duas abordagens (baseado em solução e evolutivos). Os métodos propostos neste trabalho aumentaram o poder de exploração e intensificação do algoritmo genéticos utilizado. De acordo com os testes executados, o algoritmo genético modificado apresentado apresentou resultados melhores para a maioria os problemas clássicos de engenharia quando comparados a outros métodos presentes na literatura. Além disso, obteve bons resultados em problemas de robótica e performance mediana quando utilizados com benchmarks propostos no evento CEC’2015.

  • ALEXANDRE FARIAS BAIA
  • Estrutura Competitiva de Redes Neurais Convolucionais Auto-Associativas para Classificação de Arritmias

  • Data: 17/04/2019
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  • Este trabalho apresenta a proposta de dois sistemas automáticos para auxílio à detecção de anomalias em batimentos cardíacos e apoio à decisão médica. Os sistemas foram desenvolvidos para a identificação de arritmia rítmica e arritmias morfológicas a partir de sinais obtidos de um Eletrocardiograma (ECG). Ambos os sistemas são baseados em uma estrutura competitiva de Redes Neurais Convolucionais (CNN) Auto-associativas, sendo que cada rede foi treinada para reconstrução dos sinais apresentados na sua entrada. Para o caso do classificador rítmico, o sistema foi desenvolvido a partir do uso dos sinais do ECG, sem passar por um processo de extração de características, e para o caso do classificador morfológico o sistema se baseou no complexo QRS extraído do sinal de ECG.  Para desenvolvimento e teste dos sistemas foi utilizada a base de dados MIT-BIH Arrhythmia de sinais ECG. Uma acurácia de 88,9% foi alcançada para o Classificador Rítmico e de 81,73% para o Classificador Morfológico, no caso em que se considera a base de testes para avaliação. Os resultados obtidos demonstram a aplicabilidade das estruturas competitivas propostas para o problema de classificação de arritmias.

  • AUREA MILENE TEIXEIRA BARBOSA DOS SANTOS
  • MINERAÇÃO DE DADOS EDUCACIONAIS: UM ESTUDO SOBRE INDICADORES SOCIOECONÔMICOS EM EDUCAÇÃO NO BANCO DE DADOS DO INEP

  • Data: 09/04/2019
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  • A Mineração de Dados Educacionais permite a descoberta de fatores que possibilitam melhorar as propostas educacionais, bem como prever o desempenho dos alunos e os fatores que influenciam o aprendizado. Diante disso, o presente trabalho utiliza a base de dados fornecida pelo INEP, com o objetivo de explicar quais variáveis socioeconômicas influenciam as notas que os alunos obtiveram no teste do Enem 2016, um dos exames de maior importância e com uma elevada quantidade de dados não aproveitados. A técnica PCA foi aplicada e as redes bayesianas foram geradas para analisar o desempenho. Os resultados mostram que renda, escolaridade dos pais e tipo de escola são fortes fatores de influência.

  • NILTON RODOLFO NASCIMENTO MELO RODRIGUES
  • Antenas inteligentes de grafeno para a faixa de terahertz

  • Data: 05/04/2019
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  • Neste trabalho, duas antenas de grafeno são propostas. A primeira antena é um dispositivo de grafeno com controle dinâmico do diagrama de radiação. Este dispositivo é formado por um dipolo de grafeno com dois elementos parasitas de grafeno coplanares. Operando na faixa de frequências de 1,94−2,13 THz, essa antena possui quatro estados de operação que podem ser selecionados pela definição de potenciais químicos específicos, através da aplicação de campo elétrico externo nos elementos da antena. No estado 1, um diagrama de radiação semelhante ao de uma antena dipolo é produzido. Os estados 2 e 3 são caracterizados por diagramas de radiação direcionais. Pela seleção do estado 4, a antena é desligada. Quando considera-se um substrato de dióoxido de silício, com espessura de 1 micrômetro, os potenciais químicos são ajustados a fim de que a antena opere na faixa 1,94−2,15 THz, com mudanças desprezíveis nos quatro diagramas de radiação da antena em relação ao caso sem substrato. A segunda antena consiste em uma antena loop de grafeno com banda de operação reconfigurável. Esta antena é composta por um elemento de grafeno em forma de anel excitado por um fotomixer com emissor baseado em grafeno. Modificando-se o potencial químico do grafeno, o dispositivo pode operar em múltiplas frequências na faixa de THz. O máximo da eficiência total da antena ocorre em frequência próxima à sua frequência de segunda ressonância, na qual a antena apresenta diagrama de radiação semelhante ao de uma antena dipolo. A largura de banda relativa e a faixa de operação deste dispositivo podem ser modificadas de 21,74% (2,05-2,55 THz) a 30,64% (2,57-3,5 THz). É mostrado que a antena loop, na sua segunda frequência de ressonância, opera de maneira compatível com o modelo de array de dipolos pequenos.

    Palavras-chave: Grafeno, Diagramas de radiação de antenas, Dispositivos inteligentes, Reconfigurabilidade,

    Radiação em terahertz.

  • CARLOS ALBERTO OLIVEIRA DE FREITAS
  • Algoritmo Memético Cultural para Otimização de Problemas de Variáveis Reais

  • Data: 29/03/2019
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  • A tecnologia deu grandes passos nos últimos anos, mas os recursos de computação para certas aplicações precisam de otimização para que os custos envolvidos na solução de alguns problemas não sejam altos. Existe uma área muito ampla de pesquisa para o desenvolvimento de algoritmos eficientes para problemas de otimização multimodal, mas os algoritmos culturais multimodais nem sempre são avaliados por testes estatísticos eficientes. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento dos Algoritmos Culturais, com populações evoluídas pelo Algoritmo Genético, quando são utilizadas as heurísticas de busca locais: Busca Tabu, Busca de Feixe, Escalada e Recozimento Simulado. Para realizar a análise, um algoritmo memético foi desenvolvido pela hibridização do algoritmo cultural com as heurísticas de busca local: Busca Tabu, Busca de Feixe, Escalada e Recozimento Simulado, sendo selecionadas uma de cada vez. Os problemas do mundo real costumam ter características multimodais, então as avaliações foram realizadas usando funções de benchmark multimodais, que tiveram seus resultados avaliados por testes não paramétricos. Além disso, o algoritmo memético foi testado em problemas reais de otimização com restrições nas áreas de engenharia. Nas avaliações realizadas, foram encontrados melhores resultados que os da literatura científica pesquisada.

  • ALANA LIMA DE SOUSA
  • ESTIMATIVA DA CAPACIDADE DE HOSPEDAGEM DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO VIA ALGORITMOS GENÉTICOS

  • Data: 29/03/2019
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  • A utilização de fontes de energia próximas aos centros consumidores na forma de Geração Distribuída (GD) vem ganhando destaque no cenário mundial. A alta penetração de GD mudará o paradigma de operação dos sistemas elétricos de tal forma a afetar a qualidade da energia elétrica entregue aos consumidores. A potência ativa injetada pela GD provoca diversas consequências para os sistemas de distribuição, sendo a sobretensão a mais impactante delas. A inversão de fluxo de potência causada pela GD eleva as tensões da rede de distribuição, podendo levar a sobretensões e consequentemente o desligamento da própria GD. Durante a operação com fator de potência unitário da GD, os operadores de distribuição evitam a sobretensão pela redução de potência ativa da GD. É neste cenário que surge o conceito da Capacidade de Hospedagem (CH) da GD, o qual tem o objetivo de estimar a potência máxima injetada pela GD sem comprometer a qualidade da tensão do sistema. Esta dissertação de mestrado estima a capacidade de hospedagem da GD em sistemas de distribuição de média tensão usando Algoritmo Genético (AG), considerando como principal fator limitante o problema da sobretensão. Os testes de desempenho foram realizados nos sistemas IEEE 33 barras e IEEE 69 barras.

  • WILLIAM MOREIRA DE ASSIS
  • Validação Experimental de Modelos Elétricos dos Arranjos de Ensaio de Tensão Residual em Para-raios

  • Data: 22/03/2019
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  • Este trabalho propõe um modelo elétrico para ensaios de tensão residual em supressores de ZnO para formas de onda de padronizadas e não-padronizadas, utilizando modelos de para-raios já consolidados na literatura. O Modelo Proposto foi validado a partir de ensaios realizados no Laboratório de Alta e Extra Alta Tensão da UFPA (LEAT), obtendo resultados de medições de tensão residual  e corrente de descarga. Nos ensaios, o para-raios de tensão nominal 30kVrms submetido a corrente de descarga com formas de onda, que variam de 8µs até 5µs de  tempo de frente de onda e foram utilizados indutores disponíveis no laboratório, para mudar os valores de frente e da cauda das formas de onda impulsivas. Adicionalmente, simulações foram realizadas no software ATP Draw para avaliar a acurácia do modelo para outros tipos de forma de onda, que inicialmente não puderam ser realizados no laboratório. O resultado do modelo foi comparado com os resultados de medição.  O modelo se mostrou satisfatório para todas as formas de onda impulsivas. Os parâmetros do modelo são de fácil determinação, e todas as informações necessárias dos para-raios e do gerador de impulso estão contidas nos manuais e catálogos dos fabricantes.

  • PAULO HENRIQUE GONCALVES BEZERRA
  • Um Protocolo de Roteamento Colaborativo Para Transmissão de Vídeos com Computação em Névoa em Redes Ad Hoc Veiculares

  • Data: 22/03/2019
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  • Redes ad-hoc veiculares (VANETs) desempenham um papel importante na eficiência do tráfego rodoviário, melhorando a segurança e servindo como facilitador de serviços aospassageiros, motoristas e agentes de segurança pública. As recentes melhorias nos protocolos de roteamento e topologias para as redes veiculares vêm contribuindo para permitir melhor escalabilidade, confiabilidade e qualidade da experiência no compartilhamento de informações. Os veículos podem cooperar entre si para transmitir fluxos de vídeo de acidentes ou desastres e fornecer informações visuais com maior precisão da área monitorada neste contexto. Esta tese de doutorado propõe um protocolo de roteamento colaborativo para transmissão de vídeos (CRPV) com computação em névoa em redes ad hoc veiculares para transmitir vídeo. Para decisão de encaminhamento é calculado um indicador que combina os parâmetros de velocidade, localização e ângulo de gravação de cada veículo que realiza a colaboração veicular, para diminuir a troca de vídeos desnecessária na comunicação veículo para veículo. Os resultados das simulações mostram que o protocolo proposto tem um desempenho favorável quando comparados com outros protocolos de roteamento em termos de disponibilidade da comunicação fim-a-fim e Qualidade de Experiência

  • WATERLOO FERREIRA DA SILVA
  • ANÁLISE DOS IMPACTOS HARMÔNICOS NA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO KDD-ESTUDO DE CASO NA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

  • Data: 18/03/2019
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  • ANÁLISE DOS IMPACTOS HARMÔNICOS NA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO KDD-ESTUDO DE CASO NA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

  • THIAGO ANTONIO SIDONIO COQUEIRO
  • Sistema Fuzzy para Decisão de Handover Vertical e Maximização da Vida Útil da Bateria em Redes Multimídia Sem Fio Heterogêneas

  • Data: 15/03/2019
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  • Aplicativos que consomem elevada largura de banda e energia vem aumentando consideravelmente em ritmo acelerado em redes móveis. No entanto, os dispositivos móveis sofrem com a falta de capacidade de bateria suficiente para o uso intensivo/contínuo de tais aplicativos. Em adição, as redes móveis atualmente possuem alto grau de heterogeneidade e compreendem uma grande variedade de redes com diferentes tecnologias, como LTE, Wi-Fi e WiMAX. Portanto, deve haver o necessário tradeoff de garantir que a qualidade da experiência (QoE – Quality of Experience) seja fornecida para os usuários neste cenário, assim como uma estratégia de eficiência energética projetada para estender a vida útil da bateria de dispositivos móveis. Esta tese propõe uma arquitetura inteligente baseado na lógica fuzzy, capaz de fornecer subsídios para apoio à tomada de decisões visando a economizar a energia de dispositivos móveis dentro de uma rede LTE e Wi-Fi integrada. Os experimentos simulados mostram os benefícios e a viabilidade da solução proposta.

  • ANTONIO FERNANDO MARTINS CARDOSO
  • ANÁLISE DE MODELOS, SIMULAÇÕES E ENSAIOS DE IMPULSO EM UM TRANSFORMADOR DE DISTRIBUIÇÃO.

  • Data: 12/03/2019
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  • Na presente dissertação de mestrado foram estudados os fenômenos transitórios, presentes no sistema de energia elétrica, analisando especificamente surtos de tensão derivados da incidência de descargas atmosféricas em linhas de transmissão e distribuição e como essas afetam um dos componentes mais importantes da rede elétrica, o transformador. Um ensaio de alta tensão foi realizado em um transformador de distribuição trifásico com potência de 30kVA, primário interligado em triângulo 13.8kV, secundário em estrela 220 / 127V aplicando-se impulsos de tensão plenos de 100kV e impulsos de tensão reduzidos de 50kV no primário do transformador. Foi adotada a forma de onda fornecida em normas internacionais como padrão para a caracterização de uma descarga atmosférica. Comparando os resultados obtidos com a realização dos ensaios, com modelos apresentados pelo mesmo transformador de distribuição, no software Alternative Transients Program (ATP), observa-se a consistência e precisão destes modelos adotados na representação de transformadores para estudos de alta tensão e frequência, validando assim os mesmos.

  • HUGO MENEZES BARRA
  • PROJETO DE CONTROLADORES ROBUSTO E POR CANCELAMENTO DE PÓLOS, APLICADO A UM RETIFICADOR PARA RECUPERAÇÃO DA CORRENTE DE CARGA NA OCORRÊNCIA DE CURTO-CIRCUITO

  • Data: 28/02/2019
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  • Este trabalho apresenta e discute sobre a implementação de controladores por cancelamento de pólos clássico e robusto para recuperar a corrente após a aplicação de faltas do tipo curto-circuito, além disso outras análises são feitas, tais como o impacto que o curto causa na tensão Vabc, corrente Iabc e como o filtro passivo desenvolvido para mitigar os harmônicos de maior energia deste sistema (que são de 5ª e 7ª ordem) atuam nesta tensão e corrente respectivamente.
    O sistema escolhido é baseado no Cigrée Benchmark (Sood, 2004) e representa um sistema industrial de elevada importância, que é o forno para a fundição de lingotes de alumínio, utilizado em empresas multinacionais, dentre elas, a Hydro Alunorte, portanto esse trabalho visa a ser uma contribuição para empresas industriais, sobretudo na nossa região.
    Os controladores desenvolvidos utilizaram primeiramente a metodologia clássica de PI por cancelamento de polos e o outro visando uma margem de confiabilidade maior na sua utilização, pois é projetado para ser um controlador robusto e que reponde as incertezas da planta que são causadas pelo conjunto de elementos de eletrônica, tais como indutores e resistores.
    Portanto, a planta foi linearizada e a partir da função de transferência da planta intervalar, foi desenvolvido um controlador robusto utilizando os métodos numéricos de Kharitonov e Bhattacharyya, que relacionam o conjunto de polinômios intervalares e as respectivas funções de transferências para a formação de um poliedro onde pode-se escolher o controlador a partir das margens de ganho e de fase estabelecidas pelo projetista, desta forma aumentando-se a confiabilidade do controlador projetado.
    Os resultados obtidos nos testes de simulação mostraram o bom desempenho do controlador projetado, com uma rápida recuperação da corrente, após a falta aplicada. Isso permitiu obter o importante resultado de proporcionar uma operação segura da planta industrial, onde sem o uso do controlador poderia acarretar problemas como acidentes, parada da produção e perda de estabilidade.

  • WAGNER ORMANES PALHETA CASTRO
  • Dispositivos não-recíprocos baseados em grafeno na região de THz

  • Data: 28/02/2019
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  • Quatro novos tipos de dispositivos não-recíprocos baseados em grafeno operando na região de Terahertz, são sugeridos e analisados teoricamente neste trabalho. Sendo dois circuladores de três portas com geometria Y e W e dois divisores de potência com diferentes geometrias.  A seção transversal dos componentes apresenta uma estrutura com três camadas, compostas de grafeno, sílica e silício. Os planos das figuras desses componentes consistem de um ressonador circular de grafeno e guias de ondas conectados a ele. O ressonador de grafeno é magnetizado normalmente em seu plano por um campo magnético DC externo, e o princípio físico de funcionamentos dos dispositivos é baseado na ressonância dipolar do ressonador de grafeno magnetizado. Utilizando a Teoria de Grupos Magnéticos, analisamos as matrizes de espalhamento dos componentes simétricos dos dispositivos. Além disso, para análise dos circuladores, a Teoria de Modos Acoplado Temporal Analítico também foi usada.  Simulações numéricas foram realizadas por um programa computacional de onda completa e os cálculos demonstram níveis de isolamento melhores que – 15 dB, tanto para os circuladores, como para os divisores. O circulador Y apresentou perdas de inserção em torno de - 2,6 dB, largura de banda de 7,4 % na frequência central de 5,38 THz, enquanto que o circulador W demostrou perdas de inserção de – 2 dB, largura de banda de 4,5 % na frequência central de 7,5 THz. Os campos magnéticos DC de polarização nos dois casos foram de 0,45 T e 0,56 T, respectivamente. Os divisores de potência demostraram que a divisão do sinal entre as duas portas de saída é de – 5 dB com banda de frequência de 6% e polarização magnética de 0,8 T.  A influência de parâmetros geométricos e físicos sobre as características dos circuladores é discutida. As bandas de frequência dos dispositivos podem ser controladas dinamicamente, alterando a tensão de polarização aplicada entre a camada de grafeno e o substrato.

  • WALDEIR DE BRITO MONTEIRO
  • Estimação de Crosstalk em Redes C-RAN com fronthaul de Cobre

  • Data: 26/02/2019
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  • A implementação do padrão 5G fará as arquiteturas de rede móveis atuais evoluírem em direção a configurações C-RAN, as quais se caracterizam por concentrar o processamento em uma estação base, de onde o sinal é distribuído para antenas remotas. Para manter uma cobertura uniforme estes sistemas contam com uma densa rede de antenas de baixa
    potência espalhadas por dentro de construções. Essa abordagem aumenta a complexidade do sistema Multi Entrada Multi Saída (do inglês Multi Input Multi Output - MIMO) da rede, o que pode dificultar certas medições que envolvem a participação de equipamentos em ambas as pontas do enlace. Este trabalho apresenta um método para a estimação de Far End Crosstalk (FEXT) e Insertion Loss (IL) que diminui a necessidade de medições em ambas as pontas de enlace, a fim de evitar problemas de sincronização presentes em sistemas MIMO complexos. Comparado com outros métodos com propostas similares, a técnica apresentada consegue aliar uma abordagem mais simples a um menor grau de dependência de medições em duas pontas do enlace, além de servir de complemento a técnicas que conseguem realizar essas medidas, porém em uma faixa restrita de frequências.

  • ANDREY VIANA PIRES
  • ESPALHAMENTO ELETROMAGNÉTICO NO GRAFENO ATRAVÉS DE TRANSFORMADAS DE IMPEDÂNCIA

  • Data: 22/02/2019
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  • Este trabalho apresenta uma análise alternativa do problema de espalhamento de uma folha de grafeno através da Transformada de Impedância. São demonstradas as funções Green, os campos eletromagnéticos e as propriedades da onda superficial plasmônica sobre o grafeno. Os resultados numéricos mostram as distribuições espaciais de campo e análise espectral da onda plasmônica em função das propriedades dos meios, frequência e potencial químico. Os resultados obtidos mostram que a transformada de impedância é adequada para análise de espalhamento em folhas de grafeno devido esta utilizar as autofunções naturais do problema.

  • WELLINGTON VIANA LOBATO JÚNIOR
  • Platoon-based Driving Protocol for Multimedia Transmission over VANET
  • Data: 22/02/2019
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  • Vehicular Ad-hoc NETworks (VANETs) allow users, services, and vehicles to share information, and will change our life experience with new autonomous driving applications. Multimedia will be one of the core services in VANETs, and are becoming a reality in smart environments, ranging from safety and security traffic warnings to live entertainment and advertisement videos. However, VANETs have a dynamic network topology with short contact time, which leads to communication flaws and delays, increasing packet loss and decreasing the Quality of Experience (QoE) of transmitted videos. To cope with this, neighbor vehicles moving on the same direction and wishing to cooperate should form a platoon, where platoon members act as a relay node to forward video packets in autonomous VANETs. This master’s dissertation introduces a Game Theory approach for Platoon-based driving (GT4P) for video dissemination services in urban and highway VANET scenarios. GT4P encourages the cooperation between neighbor vehicles by offering reward (money or coupon) for vehicles participating in the platoon. In this sense, GT4P establishes a platoon by taking into account vehicle direction, speed, distance, link quality, and travel path, which reduces the impact of vehicle mobility on the video transmission. Simulation results confirm the efficiency of GT4P for ensuring video transmissions with high QoE support compared to existing platoon-based driving protocols.

  • JOSE MARIA DA SILVEIRA GOMES
  • Uma Análise Sócio-demográfica da Incidência de Hanseníase na Amazônia Legal brasileira: Abordagem baseada em Redes Bayesianas

  • Data: 08/02/2019
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  • O trabalho tem como objetivo analisar a associação da incidência da doença Hanseníase em relação aos indicadores do desenvolvimento humano, habitação e nível de renda, considerando os municípios da Amazônia Legal brasileira em relação ao Brasil. Estudo ecológico, baseado em dados obtidos sobre os casos de Hanseníase no Brasil no ano de 2010, disponibilizados pelo Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN) através do Departamento de Informática do SUS (DATASUS) e os indicadores socioeconômicos através da base da Pesquisa de Domicílios do Censo Demográfico do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE e componentes do Índice de Desenvolvimento Humano Municipal, referentes à educação e renda foram obtidos a partir da plataforma de consulta Atlas do Desenvolvimento Humano no Brasil, também adotando como referência o ano de 2010. A metodologia combina as etapas da mineração de dados com a análise da distribuição espacial. Para municípios da Amazônia legal brasileira, a probabilidade de apresentar alta taxa de incidência de Hanseníase é de 65,7%; esse valor cai para 13,1% quando o espa&cce