Analytical efficiency evaluation of a network mobility management protocol for Intelligent Transportation Systems

One of the major concerns in an Intelligent Transportation System (ITS) scenario, such as that which may be found on a long-distance train service, is the provision of efficient communication services, satisfying users' expectations, and fulfilling even highly demanding application requirements, such as safety-oriented services. In an ITS scenario, it is common to have a significant amount of onboard devices that comprise a cluster of nodes (a mobile network) that demand connectivity to the outside networks. This demand has to be satisfied without service disruption. Consequently, the mobility of the mobile network has to be managed. Due to the nature of mobile networks, efficient and lightweight protocols are desired in the ITS context to ensure adequate service performance. However, the security is also a key factor in this scenario. Since the management of the mobility is essential for providing communications, the protocol for managing this mobility has to be protected. Furthermore, there are safety-oriented services in this scenario, so user application data should also be protected. Nevertheless, providing security is expensive in terms of efficiency. Based on this considerations, we have developed a solution for managing the network mobility for ITS scenarios: the NeMHIP protocol. This approach provides a secure management of network mobility in an efficient manner. In this article, we present this protocol and the strategy developed to maintain its security and efficiency in satisfactory levels. We also present the developed analytical models to analyze quantitatively the efficiency of the protocol. More specifically, we have developed models for assessing it in terms of signaling cost, which demonstrates that NeMHIP generates up to 73.47% less signaling compared to other relevant approaches. Therefore, the results obtained demonstrate that NeMHIP is the most efficient and secure solution for providing communications in mobile network scenarios such as in an ITS context.

Development of catalytic methane reforming systems integrating hydrogen selective PdCu membrane modules

En la presente tesis doctoral se ha estudiado la integración del proceso de producción de hidrógeno con su purificación mediante el empleo de membranas selectivas de hidrógeno. La producción de hidrógeno se realiza empleando catalizadores no convencionales de níquel soportado sobre magnesia y alúmina en un reactor catalítico. Se analiza la actividad de los catalizadores y la producción de hidrógeno mediante distintos procesos con metano como son la oxidación parcial catalítica (OPC), OPC húmeda y reformadoLa purificación de hidrógeno se realiza en un módulo provisto de una membrana selectiva de hidrógeno de PdCu depositado en un soporte poroso cerámico. Una vez optimizada su preparación mediante deposición no electrolítica se caracterizan. Para ello se determina su permeabilidad a distintas temperaturas y realizando ciclos térmicos en atmósferas inerte y de hidrógeno, que puede fragilizar el metal. Una vez preparados los catalizadores y las membranas se integran los dos sistemas y se determinan los parámetros de operación óptimos como la presión de la línea de alimentación y el caudal de gas de arrastre en el módulo de membrana. Ambos parámetros se optimizan para lograr la máxima recuperación de hidrógeno en el módulo de membrana. Por últimos se realizan ensayos completos de producción y purificación, que permiten observar el rendimiento del sistema y también el efecto que los compuestos de la mezcla compleja alimentada a las membranas tienen en su comportamiento. Para concluir la integración de procesos se realizan ensayos añadiendo azufre de forma que el sistema sea más similar al proceso real. Esto permite también analizar el efecto del azufre tanto en los catalizadores como en las membranas.

Arquitectura de Comunicaciones para Sistemas Ciber-Físicos Basada en OPC UA

[ES]Los sistemas Ciber-Físicos (Cyber-Physical Systems – CPS) son dispositivos que integran computación, control y comunicaciones. Actualmente se puede encontrar este tipo de sistemas en áreas tan diversas como la industria aeroespacial, automotriz, procesos químicos, infraestructura civil, etc. Entre las arquitecturas de comunicación empleadas en estos dispositivos, OPC UA se consolida como la más adecuada. OPC Unified Architecture es la nueva generación de tecnología propuesta por OPC Foundation para transmitir datos en bruto e información pre procesada entre los niveles de producción y los sistemas de planificación de producto de la empresa. Mediante OPC UA se puede disponer de toda la información deseada para cualquier aplicación y usuario autorizados, en cualquier instante y en cualquier lugar. En este proyecto se pretende desarrollar una arquitectura basada en OPC UA sobre CPSs para el acceso a datos de producción. Para ello se partirá de arquitecturas basadas en PC empotrados y redes de comunicación industriales.