O processo de bolonha na web semântica

O Processo de Bolonha, cujo propósito visa a construção de um Espaço Europeu do Ensino Superior, tem como um dos seus objectivos promover a mobilidade de estudantes. A adopção do Processo de Bolonha requer uma abordagem que agilize a mobilidade dos estudantes, à luz da legislação actualmente em vigor. Neste âmbito, destaca-se a interoperabilidade entre sistemas de gestão académica na área de investigação da Web Semântica. Esta dissertação propõe um modelo de representação flexível que integra conhecimento sobre o estudante e sobre os cursos que frequentou ou pretende frequentar: (1) Registo Académico do estudante relativo a competências adquiridas designadamente no decorrer de uma qualificação, frequência de unidades curriculares, experiência profissional ou formação pós-secundária e (2) Plano Individual de Estudos que posiciona o estudante no contexto de um determinado (3) Plano de Curso que define a estrutura curricular e plano de estudos que o estudante pretende frequentar. O modelo de representação proposto foi alvo de avaliação experimental. Para tal, foi concebido um demonstrador que aplicou o modelo proposto em quatro cenários de utilização relativos à mobilidade de estudantes no âmbito do Processo de Bolonha.

Classificação semântica de imagens com k-NN e RN

Um dos maiores desafios tecnológicos no presente é o de se conseguir gerar e manter, de uma maneira eficiente e consistente, uma base de dados de objectos multimédia, em particular, de imagens. A necessidade de desenvolver métodos de pesquisa automáticos baseados no conteúdo semântico das imagens tornou-se de máxima importância. MPEG-7 é um standard que descreve o contudo dos dados multimédia que suportam estes requisitos operacionais. Adiciona um conjunto de descritores audiovisuais de baixo nível. O histograma é a característica mais utilizada para representar as características globais de uma imagem. Neste trabalho é usado o “Edge Histogram Descriptor” (EHD), que resulta numa representação de baixo nível que permite a computação da similaridade entre imagens. Neste trabalho, é obtida uma caracterização semântica da imagem baseada neste descritor usando dois métodos da classificação: o algoritmo k Nearest Neighbors (k-NN) e uma Rede Neuronal (RN) de retro propagação. No algoritmo k-NN é usada a distância Euclidiana entre os descritores de duas imagens para calcular a similaridade entre imagens diferentes. A RN requer um processo de aprendizagem prévia, que inclui responder correctamente às amostras do treino e às amostras de teste. No fim deste trabalho, será apresentado um estudo sobre os resultados dos dois métodos da classificação.

Interoperabilidade ferroviária: infraestrutura (Bitola)

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

A Cidade e as Serras enquanto peça radiofónica: a semântica de uma paisagem sonora

Dos três meios de comunicação tradicionais, a rádio apresenta-se como aquele em que a investigação académica é quantitativamente menos significativa. Esta constatação é verdadeira para o panorama nacional, mas também internacional. As análises denotam uma maior preponderância para o aprofundamento de estudos relativos à informação que é veiculada pelo meio radiofónico, mas pouco interesse tem existido para a questão da relação criativa implicada entre o ouvinte e o som. A presente comunicação tem como principal objectivo destacar o poder da sonoplastia no desencadear de uma multiplicidade de significações. Desta forma, pretende-se explorar a estética sonora de uma reportagem radiofónica sem nunca esquecer o modo como o som complementa a palavra falada. Para tal analisar-se-á a peça A Cidade e as Serras, da autoria de João Paulo Guerra, construída com base no último romance de Eça de Queirós. Ao nível sonoro, o enfoque desta apresentação privilegiará não só o modo como a riqueza da prosa queirosiana foi reproduzida na reportagem radiofónica de João Paulo Guerra, mas também os métodos utilizados pelo sonoplasta para “pintar” a reportagem de acordo com as paisagens sonoras potenciadas pela obra original.

A Cidade e as Serras enquanto peça radiofónica: a semântica de uma paisagem sonora

Dos três meios de comunicação tradicionais, a rádio apresenta-se como aquele em que a investigação académica é quantitativamente menos significativa. Esta constatação é verdadeira para o panorama nacional, mas também internacional. As análises denotam uma maior preponderância para o aprofundamento de estudos relativos à informação que é veiculada pelo meio radiofónico, ou para os desafios impostos pela tecnologia digital, mas pouco interesse tem existido para a questão da relação criativa implicada entre o ouvinte e o som. A presente comunicação tem como principal objectivo destacar o poder da sonoplastia no desencadear de uma multiplicidade de significações. Desta forma, pretende-se explorar a estética sonora de uma reportagem radiofónica sem nunca esquecer o modo como o som complementa a palavra falada. Para tal, analisar-se-á a peça A Cidade e as Serras, da autoria de João Paulo Guerra, construída com base no último romance de Eça de Queirós. Ao nível sonoro, o enfoque desta apresentação privilegiará a exploração das categorias classificatórias que delinearam o World Soundscape Project – concebido no final da década de 1960, por um grupo de investigadores da Simon Fraser University do Canadá –, e a consequente viabilidade do entrosamento do conceito de paisagem sonora na análise da reportagem radiofónica.

IMBus: instant Messaging bus

Os principais sistemas de instant messaging, desenvolvidos pelos grandes produtores de software, têm protocolos proprietários e fechados, o que não permite que exista comunicação entre eles. Isto implica que um utilizador necessite de utilizar vários clientes de instant messaging, por forma a comunicar com os seus contactos em todas as redes. Este trabalho tem como principal objectivo o desenvolvimento de um bus de instant messaging, que seja capaz de integrar vários serviços deste tipo. O bus permitirá a um utilizador comunicar com os seus contactos, também ligados ao bus, independentemente do seu serviço, usando apenas um cliente. Foi realizado um estudo sobre os protocolos de instant messaging, tanto protocolos abertos, cujo objectivo assenta na interoperabilidade, como os serviços disponibilizados pelos grandes sistemas. Deste estudo destacou-se o protocolo aberto XMPP e o serviço de instant messaging da Yahoo, sendo estes os escolhidos para provar o objectivo do projecto. A solução proposta tem por base um servidor que implementa parcialmente o protocolo XMPP, escolhido como formato nativo do bus de instant messaging. A interoperabilidade entre serviços de instant messaging é conseguida através de Web Services (designados por módulos de tradução), sendo cada um capaz de comunicar com outro serviço de instant messaging. O servidor disponibiliza também um Web Service (Web Service Central) que expõe o bus aos módulos de tradução. As operações do Web Service Central fazem a tradução para o protocolo nativo do bus. Desta forma existe um ponto único de processamento de funcionalidades (o servidor, processando pedidos feitos ao Web Service Central, por parte dos módulos), sendo todas as mensagens redireccionadas para o módulo respectivo ao utilizador destinatário.

Integração de informação geográfica

A integração de informação geográfica disponível em diferentes formatos levanta a necessidade de criar mecanismos de resolução de incompatibilidades, tendo em vista facilitar a partilha e reutilização de informação. No âmbito desta dissertação, propõe-se uma arquitectura que efectue a integração de informação geográfica. A arquitectura processa diferentes fontes de informação geográfica com diferentes formatos. A informação geográfica apresentada nas entradas é transformada atendendo a um formato de representação interno e, após ser realizada a sua integração, é disponibilizada em múltiplos formatos de saída. A arquitectura proposta é modular e inclui o módulo de leitura das entradas, o módulo que associa as fontes de informação aos respectivos formatos, o módulo de conversão dos dados de entrada no formato de representação interno e o módulo de integração que gera os dados nos diferentes formatos de saída. Com o objectivo de avaliar experimentalmente a arquitectura, foi desenvolvido um protótipo. Foram processados exemplos de informação geográfica relativos a cenários de integração que cobrem as funcionalidades da arquitectura, nomeadamente a inclusão de novos formatos de informação geográfica e a integração de fontes de informação homogéneas ou heterogéneas. Os resultados obtidos confirmam que a arquitectura proposta é adequada à integração de fontes de informação geográfica e que é uma contribuição válida para a resolução de problemas de interoperabilidade em sistemas de informação geográfica.

Building intelligence open systems (BIOS)

Os edifícios estão a ser construídos com um número crescente de sistemas de automação e controlo não integrados entre si. Esta falta de integração resulta num caos tecnológico, o que cria dificuldades nas três fases da vida de um edifício, a fase de estudo, a de implementação e a de exploração. O desenvolvimento de Building Automation System (BAS) tem como objectivo assegurar condições de conforto, segurança e economia de energia. Em edifícios de grandes dimensões a energia pode representar uma percentagem significativa da factura energética anual. Um BAS integrado deverá contribuir para uma diminuição significativa dos custos de desenvolvimento, instalação e gestão do edifício, o que pode também contribuir para a redução de CO2. O objectivo da arquitectura proposta é contribuir para uma estratégia de integração que permita a gestão integrada dos diversos subsistemas do edifício (e.g. aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC), iluminação, segurança, etc.). Para realizar este controlo integrado é necessário estabelecer uma estratégia de cooperação entre os subsistemas envolvidos. Um dos desafios para desenvolver um BAS com estas características consistirá em estabelecer a interoperabilidade entre os subsistemas como um dos principais objectivos a alcançar, dado que o fornecimento dos referidos subsistemas assenta normalmente numa filosofia multi-fornecedor, sendo desenvolvidos usando tecnologias heterogéneas. Desta forma, o presente trabalho consistiu no desenvolvimento de uma plataforma que se designou por Building Intelligence Open System (BIOS). Na implementação desta plataforma adoptou-se uma arquitectura orientada a serviços ou Service Oriented Architecture (SOA) constituída por quatro elementos fundamentais: um bus cooperativo, denominado BIOSbus, implementado usando Jini e JavaSpaces, onde todos os serviços serão ligados, disponibilizando um mecanismo de descoberta e um mecanismo que notificada as entidades interessadas sobre alterações do estado de determinado componente; serviços de comunicação que asseguram a abstracção do Hardware utilizado da automatização das diversas funcionalidades do edifício; serviços de abstracção de subsistemas no acesso ao bus; clientes, este podem ser nomeadamente uma interface gráfica onde é possível fazer a gestão integrada do edifício, cliente de coordenação que oferece a interoperabilidade entre subsistemas e os serviços de gestão energética que possibilita a activação de algoritmos de gestão racional de energia eléctrica.

Configuração e interrogação com sistemas federados

Apesar da existência de produtos comerciais e da investigação na área, a construção de sistemas de informação com diversos componentes distribuídos, heterogéneos e autónomos - conhecidos como sistemas de informação federados - é ainda um desafio. Estes sistemas de informação oferecem uma visão global unificada sobre os vários modelos de dados (parciais). No entanto, a modelação destes sistemas é um desafio, já que modelos de dados como o relacional não incluem informação sobre a distribuição e tratamento de heterogeneidade. É também necessário interagir com estes sistemas de informação, através de interrogações sobre os diversos componentes dos sistemas, sem ser necessário conhecer os detalhes dos mesmos. Este trabalho propõe uma abordagem a estes desafios, através da utilização de modelos para descrição semântica, e.g. linguagem OWL (Ontology Web Language), para construir uma descrição unificada dos seus diversos modelos parciais. O modelo criado para dar suporte a esta descrição é, em parte, baseado em ontologias existentes, que foram alteradas e extendidas para resolver diversos desafios de modelação. Sobre este modelo, é criado um componente de software que permite a execução de interrogações SQL (Structured Query Language) sobre o sistema federado, resolvendo os problemas de distribuição e heterogeneidade existentes.

XAdES4J: a java library for XAdES signature services

As comunicações electrónicas são cada vez mais o meio de eleição para negócios entre entidades e para as relações entre os cidadãos e o Estado (e-government). Esta diversidade de transacções envolve, muitas vezes, informação sensível e com possível valor legal. Neste contexto, as assinaturas electrónicas são uma importante base de confiança, fornecendo garantias de integridade e autenticação entre os intervenientes. A produção de uma assinatura digital resulta não só no valor da assinatura propriamente dita, mas também num conjunto de informação adicional acerca da mesma, como o algoritmo de assinatura, o certificado de validação ou a hora e local de produção. Num cenário heterogéneo como o descrito anteriormente, torna-se necessária uma forma flexível e interoperável de descrever esse tipo de informação. A linguagem XML é uma forma adequada de representar uma assinatura neste contexto, não só pela sua natureza estruturada, mas principalmente por ser baseada em texto e ter suporte generalizado. A recomendação XML Signature Syntax and Processing (ou apenas XML Signature) foi o primeiro passo na representação de assinaturas em XML. Nela são definidas sintaxe e regras de processamento para criar, representar e validar assinaturas digitais. As assinaturas XML podem ser aplicadas a qualquer tipo de conteúdos digitais identificáveis por um URI, tanto no mesmo documento XML que a assinatura, como noutra qualquer localização. Além disso, a mesma assinatura XML pode englobar vários recursos, mesmo de tipos diferentes (texto livre, imagens, XML, etc.). À medida que as assinaturas electrónicas foram ganhando relevância tornou-se evidente que a especificação XML Signature não era suficiente, nomeadamente por não dar garantias de validade a longo prazo nem de não repudiação. Esta situação foi agravada pelo facto da especificação não cumprir os requisitos da directiva 1999/93/EC da União Europeia, onde é estabelecido um quadro legal para as assinaturas electrónicas a nível comunitário. No seguimento desta directiva da União Europeia foi desenvolvida a especificação XML Advanced Electronic Signatures que define formatos XML e regras de processamento para assinaturas electrónicas não repudiáveis e com validade verificável durante períodos de tempo extensos, em conformidade com a directiva. Esta especificação estende a recomendação XML Signature, definindo novos elementos que contêm informação adicional acerca da assinatura e dos recursos assinados (propriedades qualificadoras). A plataforma Java inclui, desde a versão 1.6, uma API de alto nível para serviços de assinaturas digitais em XML, de acordo com a recomendação XML Signature. Contudo, não existe suporte para assinaturas avançadas. Com este projecto pretende-se desenvolver uma biblioteca Java para a criação e validação de assinaturas XAdES, preenchendo assim a lacuna existente na plataforma. A biblioteca desenvolvida disponibiliza uma interface com alto nível de abstracção, não tendo o programador que lidar directamente com a estrutura XML da assinatura nem com os detalhes do conteúdo das propriedades qualificadoras. São definidos tipos que representam os principais conceitos da assinatura, nomeadamente as propriedades qualificadoras e os recursos assinados, sendo os aspectos estruturais resolvidos internamente. Neste trabalho, a informação que compõe uma assinatura XAdES é dividia em dois grupos: o primeiro é formado por características do signatário e da assinatura, tais como a chave e as propriedades qualificadoras da assinatura. O segundo grupo é composto pelos recursos assinados e as correspondentes propriedades qualificadoras. Quando um signatário produz várias assinaturas em determinado contexto, o primeiro grupo de características será semelhante entre elas. Definiu-se o conjunto invariante de características da assinatura e do signatário como perfil de assinatura. O conceito é estendido à verificação de assinaturas englobando, neste caso, a informação a usar nesse processo, como por exemplo os certificados raiz em que o verificador confia. Numa outra perspectiva, um perfil constitui uma configuração do serviço de assinatura correspondente. O desenho e implementação da biblioteca estão também baseados no conceito de fornecedor de serviços. Um fornecedor de serviços é uma entidade que disponibiliza determinada informação ou serviço necessários à produção e verificação de assinaturas, nomeadamente: selecção de chave/certificado de assinatura, validação de certificados, interacção com servidores de time-stamp e geração de XML. Em vez de depender directamente da informação em causa, um perfil — e, consequentemente, a operação correspondente — é configurado com fornecedores de serviços que são invocados quando necessário. Para cada tipo de fornecedor de serviços é definida um interface, podendo as correspondentes implementações ser configuradas de forma independente. A biblioteca inclui implementações de todos os fornecedores de serviços, sendo algumas delas usadas for omissão na produção e verificação de assinaturas. Uma vez que o foco do projecto é a especificação XAdES, o processamento e estrutura relativos ao formato básico são delegados internamente na biblioteca Apache XML Security, que disponibiliza uma implementação da recomendação XML Signature. Para validar o funcionamento da biblioteca, nomeadamente em termos de interoperabilidade, procede-se, entre outros, à verificação de um conjunto de assinaturas produzidas por Estados Membros da União Europeia, bem como por outra implementação da especificação XAdES.

Utilização de conhecimento semântico num sistema de recuperação de informação

As soluções de recuperação de informação actuais, que classificam documentos de acordo com a sua relevância, baseiam-se na sua grande maioria em algoritmos estatísticos não recorrendo a conhecimento semântico sobre o domínio pesquisado. Esta abordagem tem sido adoptada em grande escala e com bons resultados, em grande medida devido à baixa complexidade que apresenta e à facilidade e universalidade com que pode ser aplicada. Esta tese explora uma alternativa à pesquisa de informaçã baseada apenas na contagem de termos, tentando ao mesmo tempo manter a complexidade em níveis semelhantes. O trabalho desenvolvido baseia-se na utilização de Lógica de Descrição para representar conhecimento sobre um domínio e inferir pesquisas alternativas, que possam conduzir a um ganho na precisão dos resultados. Avaliam-se os ganhos obtidos por esta abordagem, nomeadamente na obtenção de resultados baseados em semelhança semântica e não puramente sintáctica. Esta abordagem permite obter resultados que não seriam considerados numa pesquisa puramente sintáctica.

Avaliação dos sistemas WiMAX e GSM-R para ambientes ferroviários

Com este trabalho pretende-se estudar o desempenho das tecnologias GSM-R e WiMAX em ambientes ferroviários. Este tipo de estudo tem uma importância elevada devido grande interesse na reestruturação dos sistemas de comunicações vocacionados para aplicações ferroviárias. Estes sistemas são cada vez mais complexos, apresentando níveis mais elevados de exigência, como a segurança, suporte de sinalização, tráfego ferroviário e interoperabilidade entre sistemas de diferentes países. Com tudo isto é necessário explorar e conhecer o comportamento de diversas tecnologias para este tipo de aplicações. Neste trabalho foi efectuado um primeiro estudo abrangendo a tecnologia WiMAX (Norma IEEE 802.16d) em ambientes interiores de edifícios, de forma a estudar o seu comportamento com e sem linha de vista e em proximidade e afastamento da estação base. Este estudo foi conclusivo quanto há não adequação desta tecnologia em ambientes ferroviários, visto ter sido observado que em situações de ausência de linha de vista a degradação da qualidade do sinal não conseguiria suportar os níveis de exigência necessários para a aplicação do mesmo em ambientes ferroviários. Analisou-se em segundo lugar a tecnologia GSM-R, onde se efectuou um estudo de campo em ambientes reais. Para o estudo desta tecnologia foram utilizados ambientes diversificados de forma a obter um estudo mais aprofundado do seu comportamento. Como objectivo têm-se a criação de melhores métodos de planeamento, mais vocacionados para as características específicas dos ambientes ferroviários e exigências das aplicações dos sistemas de comunicações ferroviários. Através deste estudo foi possível obter conclusões relativamente à variação da potência do sinal para as diversas condições e ambientes de propagação a que o sistema GSM-R foi sujeito, tendo sido possível também caracterizar o tipo de ambientes característicos das linhas ferroviárias. Foi possível também concluir que este tipo de sistemas consegue responder aos níveis de exigência e aplicações dos sistemas de comunicação ferroviários, trazendo uma mais-valia relativamente aos existentes actualmente a nível nacional.

Sistemas de informação: message integration bus

O trabalho apresentado por este documento aborda os problemas que advêm da necessidade de integração de aplicações, desenvolvidas em diferentes instantes no tempo, por diferentes equipas de trabalho, que para enriquecer os processos de negócio necessitam de comunicar entre si. A integração das aplicações tem de ser feita de forma opaca para estas, sendo disponibilizada por uma peça de software genérica, robusta e sem custos para as equipas desenvolvimento, na altura da integração. Esta integração tem de permitir que as aplicações comuniquem utilizando os protocolos que desejarem. Este trabalho propõe um middleware orientado a mensagens como solução para o problema identificado. A solução apresentada por este trabalho disponibiliza a comunicação entre aplicações que utilizam diferentes protocolos, permite ainda o desacoplamento temporal, espacial e de sincronismo na comunicação das aplicações. A implementação da solução tem base num sistema publish/subscribe orientado ao conteúdo e tem de lidar com as maiores exigências computacionais que este tipo de sistema acarta, sendo que a utilização deste se justifica com o enriquecimento da semântica de subscrição de eventos. Esta implementação utiliza uma arquitectura semi-distribuída, com o objectivo de aumentar a escalabilidade do sistema. A utilização da arquitectura semi-distribuída implica que a implementação da solução tem de lidar com o encaminhamento de eventos e divulgação das subscrições, pelos vários servidores de eventos. A implementação da solução disponibiliza garantias de persistência, processamento transaccional e tolerância a falhas, assim como transformação de eventos entre os diversos protocolos. A extensibilidade da solução é conseguida à custa de um sistema de pluggins que permite a adição de suporte a novos protocolos de comunicação. Os protocolos suportados pela implementação final do trabalho são RestMS e TCP.

Estudo do enquadramento e aplicação da directiva INSPIRE à infra-estrutura rodoviária

A informação geográfica encontra-se muitas vezes fragmentada, incompreensível, duplicada, impossibilitando a sua identificação, acesso e utilização. Estes problemas são comuns a um vasto número de políticas e são sentidos aos vários níveis da autoridade pública. A Comissão Europeia lançou em 2007 a Directiva INSPIRE que tem como visão produzir informação geográfica harmonizada e de elevada qualidade prontamente disponível para formulação, implementação, monitorização e avaliação das políticas comunitárias, possibilitando o acesso dos cidadãos à informação, a nível local e transfronteiriço. O presente trabalho visa compreender a Directiva INSPIRE, bem como as medidas associadas a esta, que a União Europeia e os seus Estados-Membros têm que desenvolver, sendo dado especial enfoque ao sector dos transportes. De facto, a implementação de um projecto tão ambicioso como a Directiva INSPIRE constituiu um factor de extrema motivação para a elaboração do presente trabalho. A criação de uma infra-estrutura de informação geográfica de acesso público, onde a informação se encontra interoperável, além de se revelar um desafio muito aliciante, contribuirá para o desenvolvimento económico, social e ambiental da União Europeia. A implementação da Directiva ao sector dos transportes permitirá o estabelecimento de uma rede de transportes integrada, onde os vários meios de transporte sejam interligados, contribuindo de forma significativa para o planeamento e gestão das infraestruturas de transportes. Contudo, ainda existe um longo caminho a percorrer na implementação no âmbito das infra-estruturas rodoviárias, especialmente no processo de recolha e harmonização da informação relevante para este tema da Directiva. Com o culminar da análise e compreensão das questões inerentes à Directiva INSPIRE, e em especial das questões relacionadas com as infra-estruturas rodoviárias, foi realizada uma análise SWOT sobre a implementação da Directiva pelo Instituto de Infraestruturas Rodoviárias, I.P. (InIR), assim como um inovador Web Service, onde é disponibilizada informação geográfica rodoviária, segundo as especificações INSPIRE, através da internet.

LightStream: sistema de comunicação Publish/Subscribe com WebSockets

A realização deste trabalho permitiu disponibilizar uma plataforma de caracter inovador, que consegue colmatar muitos problemas existentes hoje em dia, na maior parte das aplicações Web, não só a nível de utilização eficiente de largura de banda, bem como a nível de interoperabilidade entre tecnologias. Devido às características cross-platform da plataforma, é possível realizar comunicação de baixa latência entre sistemas desenvolvidos em tecnologias completamente diferentes, como é o caso de Javascript e .NET. A implementação desta plataforma representou não só um desafio a nível de engenharia de software, mas também um desafio tecnológico, tendo em conta o número de tecnologias diferentes que são utilizadas nas diversas camadas. Neste trabalho é também disponibilizada uma Framework de comunicação assíncrona, cross-platform, que permite integrar componentes de várias tecnologias diferentes, como é o caso de NodeJS e .NET, através da exposição de serviços com o mesmo tipo de interfaces utilizados em WCF. A implementação desta Framework representou um grande desafio e poderá vir a ser evoluída no futuro, como projeto open source.