Estratégia do planejamento e otimização de sistemas sem fio, considerando redes interferentes: abordagem baseada em cross-layer

Apesar do aumento significativo do uso de redes locais sem fio (WLAN) nos últimos anos, aspectos de projeto e planejamento de capacidade da rede são ainda sistematicamente negligenciados durante a implementação da rede. Tipicamente um projeto de rede local sem fio é feito e instalado por profissionais de rede. Esses profissionais são extremamente experientes com redes cabeadas, mas são ainda geralmente pouco experientes com redes sem fio. Deste modo, as instalações de redes locais sem fio são desvantajosas pela falta de um modelo de avaliação de desempenho e para determinar a localização do ponto de acesso (PA), além disso, fatores importantes do ambiente não são considerados no projeto. Esses fatores se tornam mais importante quando muitos pontos de acesso (PAs) são instalados para cobrir um único edifício, algumas vezes sem planejamento de freqüência. Falhas como essa podem causar interferência entre células geradas pelo mesmo PA. Por essa razão, a rede não obterá os padrões de qualidade de serviço (QoS) exigidos por cada serviço. O presente trabalho apresenta uma proposta para planejamento de redes sem fio levando em consideração a influência da interferência com o auxílio de inteligência computacional tais como a utilização de redes Bayesianas. Uma extensiva campanha de medição foi feita para avaliar o desempenho de dois pontos de acesso (PAs) sobre um cenário multiusuário, com e sem interferência. Os dados dessa campanha de medição foram usados como entrada das redes Bayesianas e confirmaram a influência da interferência nos parâmetros de QoS. Uma implementação de algoritmo genético foi utilizado permitindo uma abordagem híbrida para planejamento de redes sem fio. Como efeito de comparação para otimizar os parâmetros de QoS, de modo a encontrar a melhor distância do PA ao receptor garantindo as recomendações do International Telecomunication Union (ITU-T), a técnica de otimização por enxame de partículas foi aplicada.

Modelos para previsão de carga a curto prazo através de redes neurais artificiais com treinamento baseado na teoria da informação

O conhecimento prévio do valor da carga é de extrema importância para o planejamento e operação dos sistemas de energia elétrica. Este trabalho apresenta os resultados de um estudo investigativo da aplicação de Redes Neurais Artificiais do tipo Perceptron Multicamadas com treinamento baseado na Teoria da Informação para o problema de Previsão de Carga a curto prazo. A aprendizagem baseada na Teoria da Informação se concentra na utilização da quantidade de informação (Entropia) para treinamento de uma rede neural artificial. Dois modelos previsores são apresentados sendo que os mesmos foram desenvolvidos a partir de dados reais fornecidos por uma concessionária de energia. Para comparação e verificação da eficiência dos modelos propostos um terceiro modelo foi também desenvolvido utilizando uma rede neural com treinamento baseado no critério clássico do erro médio quadrático. Os resultados alcançados mostraram a eficiência dos sistemas propostos, que obtiveram melhores resultados de previsão quando comparados ao sistema de previsão baseado na rede treinada pelo critério do MSE e aos sistemas previsores já apresentados na literatura.

Construção de um modelo de dispersão de poluentes na Baía do Guajará

Os ambientes marinho e costeiro do Brasil vêm sofrendo nos últimos anos um considerável processo de degradação ambiental, gerado pela crescente pressão sobre os recursos naturais marinhos e continentais e pela capacidade limitada desses ecossistemas absorverem os impactos resultantes. No caso específico da Baía do Guajará, situada no Estuário Guajará, na região delimitada pela Baía do Marajó e pelos rios Pará e Guamá, estes riscos estão associados principalmente à poluição oriunda da cidade de Belém e às operações de transporte de derivados de petróleo. No caso da Baía do Guajará, sabe-se que ocorre o despejo de esgoto periodicamente, de acordo com a maré. Desta forma, pouco tem sido feito para amenizar os efeitos do problema. Os modelos numéricos, por considerarem a complexidade dos fenômenos físicos que governam o funcionamento dos ambientes costeiros, vêm sendo utilizados como ferramentas em simulação hidrodinâmica, com reconhecida importância no gerenciamento costeiro. Sua aplicação pode dar suporte a estudos diversos, como no entendimento dos processos dispersivos de poluentes, implantação de sistemas de monitoramento de qualidade de água, planejamento de ações em casos de derrame de óleo, e avaliar as conseqüências de alterações na geometria de canais e baías e estuários. Este trabalho tem como objetivo esclarecer essas questões e descreve as etapas necessárias para a construção de um modelo numérico de dispersão na Baía do Guajará usando as ferramentas de Sistemas de Informação Geográfica e o Método de Elementos Finitos.

Análise da gestão pública na produção de equipamentos urbanos: estudo de caso da Secretaria Executiva de Obras Públicas (SEOP)

Aborda o tema das políticas públicas, relacionadas à produção de equipamentos urbanos, através de programas de gestão do Governo do Estado do Pará, Brasil. Toma como objeto os programas voltados para a qualidade das obras, que buscam otimizar todos os processos no âmbito da construção civil, sob influência das Secretarias de Estado que constituem a Secretaria Especial de Integração Regional, em especial a gerência da produção de equipamentos urbanos. Essa abordagem se justifica pela importância da busca de soluções para problemas gerenciais em organizações públicas onde a tomada de decisão, na maioria das vezes é baseada em dados imprecisos, levando à escolhas políticas em detrimento de escolhas técnicas. O referencial teórico foi construído a partir da discussão das políticas de melhoria da qualidade, aperfeiçoamento da tomada de decisão, emergência do uso de sistemas de informação, e especificamente da gestão da produção. A metodologia baseou-se em um estudo de caso que aborda o contexto organizacional da Secretaria Executiva de Estado de Obras Públicas (SEOP), e o estudo da produção de equipamentos educacionais. A pesquisa investiga o processo de tomada de decisão visando analisar o uso de informações fidedignas e compartilhadas, para maior alcance político-econômico-social na provisão de equipamentos educacionais. Constatou-se a aplicação de boas práticas de gestão, porém ainda ocorre resistência por parte dos técnicos da secretaria em assimilar estes programas, o que acaba provocando uma deficiência nos fluxos de informação e no controle das etapas de produção.

Dinâmica espaço-temporal da pesca industrial de camarão-rosa Farfantepenaeus subtilis na plataforma continental do Amazonas

O conhecimento da distribuição espacial dos recursos pesqueiros e um fator essencial no ordenamento pesqueiro. O camarão-rosa Farfantepenaeus subtilis (Perez-Farfante, 1967) e uma espécie de importância econômica, capturado pela pesca industrial na Plataforma Continental do Amazonas. Este estudo teve como objetivo avaliar padrões espaços-temporais da abundancia relativa desse recurso a partir de uma serie de capturas realizadas por barcos da frota industrial, especializadas com o uso de ferramentas de sistema de informações geográficas. A abundancia relativa de camarão-rosa (CPUE) foi relacionada a batimetria, as características do substrato, a vazão do rio Amazonas e as variáveis oceanográficas obtidas por sensoriamento: temperatura da superfície do mar e concentração de clorofila-a. Entre as categorias de tipo de substrato, observou-se maior intensidade de arrastos na região de lama mosqueada. Nessa região, características como tipo de substrato (lama), relevo submarino, taxa de sedimentação (<1 cm.ano-1), e salinidade (>30) constituem o habitat ideal para o camarão-rosa. Maiores valores de CPUE estiveram associados a menores temperaturas e a maiores valores de concentração de clorofila-a, características que ocorrem no período de maior vazão do rio Amazonas, no primeiro semestre. Foi observada a ocorrência de três períodos com diferentes níveis de produção: fevereiro a abril (maior vazão), com maior abundancia relativa de camarão-rosa; maio a julho; e agosto a setembro (menor vazão), com menor abundancia. Os resultados mostraram que a abundancia relativa de F. subtilis não se distribui de modo uniforme no espaço nem na variação sazonal.

Abordagem multicriterial e indicadores ecológicos e econômicos utilizados na identificação de áreas prioritárias para a conservação da ictiofauna no estuário amazônico, Brasil

Este estudo foi dividido em três etapas: (1) caracterização da distribuição espaço temporal da ictiofauna na área de transição do ambiente limnico e marinho (capítulo 1); (b) utilização de descritores de comunidade como forma de determinar a estrutura da comunidade e o uso do habitat pela ictiofauna (capítulo 2) e (3) utilização dos descritores da comunidade estudados nos capítulos 1 e 2, como critérios na elaboração de indicadores (integrados em ambiente SIG) para definir áreas prioritárias e cenários para a conservação da ictiofauna (capítulo 3). As coletas da ictiofauna ocorreram no canal principal e nos canais de maré entre os anos de 2004 a 2011 nos períodos seco (julho a dezembro) e o chuvoso (janeiro a junho), utilizando-se, como artes de pesca, a rede de emalhe, rede de arrasto e tapagem, em três importantes zonas do estuário Amazônico: as baías de Guajará e Marajó e foz do rio Guamá. Foram capturados um total de 41.516 exemplares que corresponderam a uma ictiofauna composta de 136 espécies, 38 famílias e 12 ordens. A eficiência da amostragem foi consideravelmente boa, pois aproximadamente 90% da ictiofauna foi coletada em cada área de estudo. A distribuição espaço temporal da ictiofauna na área de transição do ambiente limnico e mesohalino, mostrou que a riqueza de espécies aumenta no sentido do rio Guamá em direção à baía do Marajó, juntamente com o aumento da salinidade. Em relação aos grupos funcionais tróficos, piscívoros (PV) e zoobentívoros (ZB) foram os dominantes em todas as áreas. Os descritores da comunidade revelaram para o canal principal, os maiores valores de abundância relativa em biomassa e número para a baía do Marajó. Em relação ao canal de maré, a abundância em biomassa foi maior para a baía do Guajará. O canal principal é utilizado para criadouro e crescimento de juvenil, com 90% dos indivíduos em estágio gonadal imaturo. Os indicadores diversidade do ambiente (DA), uso do habitat (UH), abundância relativa (CPUE), saúde do ambiente (SA) e relação com a pesca (RP), apresentaram prioridades de conservação considerada média e alta, ao longo da área de estudo. Assim como os cenários ecológicos e econômicos que, respectivamente, mostraram uma prioridade considerada média-alta e alta-muito alta de conservação da ictiofauna na porção mais ao norte da baía de Marajó e para o período seco. As metodologias aplicadas determinaram a importância ecológica da área de estudo, enfatizando a heterogeneidade entre as mesma e que portanto, não podem ser consideradas como um único ambiente. Quanto a abordagem multicriteral adotada, não há precedentes para o estuário amazônico. Esta metodologia mostrou-se eficaz ao oferecer, através dos diferentes cenários, uma gama de opções que permite ao tomador de decisões explorar a problemática da melhor forma possível ou então utilizá-la como parte integrante de um processo de tomada de decisão.

Desenvolvimento de um sistema de alerta de enchente aplicado aos planos de defesa civil em áreas de risco no estado do Pará utilizando Sistema de Informações Geográficas (SIG), caso: cidade de Marabá

A presente dissertação desenvolveu um Sistema de Alerta de Enchentes para a Cidade de Marabá, localizada na confluência dos rios Itacaiúnas e Tocantins, a 440 km da cidade de Belém, capital do Estado do Pará. O Sistema de Alerta de Enchentes foi desenvolvido com base no modelo hidrológico MOD-4B incorporado a um Sistema de Informações Geográficas. Esse sistema permite prever as variações do nível do Rio Tocantins ao longo do ano, de modo a acompanhar a evolução da cheia com antecedência de 4 dias, o que torna possível uma ação eficiente da defesa civil. O modelo de previsão utilizou como referência as réguas linimétricas localizadas nos rios Tocantins e Araguaia nas cidades de Carolina e Conceição do Araguaia, distantes aproximadamente 225 e 270 km, respectivamente, da cidade de Marabá. O sistema utiliza o software de geoprocessamento ArcView 3.3, que teve implementada uma interface desenvolvida através da linguagem de programação orientada a objetos Avenue, com a finalidade de rodar o aplicativo do modelo hidrológico. O uso de menus e janelas customizados do sistema possibilitou o acesso a dados espaciais e tabelas de dados relacionais e/ou banco de dados cadastral, além de módulos de análise espacial e de visualização de dados geográficos em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), possibilitando a previsão de enchentes na forma de mapas, tabelas e relatórios com a indicação das áreas inundadas para os períodos de 4, 3, 2 e 1 dia de antecedência do evento de enchente. O Sistema permitiu identificar os imóveis e as ruas atingidos, e possibilitará através de levantamentos futuros quantificar a população afetada e os prejuízos causados pelo desastre, facilitando que a defesa civil execute planos de ação para enfrentamento eficiente antes, durante e depois da ocorrência da enchente.

Metodologias de inteligência computacional aplicadas ao problema de previsão de carga a curto prazo

Diversas atividades de planejamento e operação em sistemas de energia elétrica dependem do conhecimento antecipado e preciso da demanda de carga elétrica. Por este motivo, concessionárias de geração e distribuição de energia elétrica cada vez mais fazem uso de tecnologias de previsão de carga. Essas previsões podem ter um horizonte de curtíssimo, curto, médio ou longo prazo. Inúmeros métodos estatísticos vêm sendo utilizados para o problema de previsão. Todos estes métodos trabalham bem em condições normais, entretanto deixam a desejar em situações onde ocorrem mudanças inesperadas nos parâmetros do ambiente. Atualmente, técnicas baseadas em Inteligência Computacional vêm sendo apresentadas na literatura com resultados satisfatórios para o problema de previsão de carga. Considerando então a importância da previsão da carga elétrica para os sistemas de energia elétrica, neste trabalho, uma nova abordagem para o problema de previsão de carga via redes neurais Auto-Associativas e algoritmos genéticos é avaliada. Três modelos de previsão baseados em Inteligência Computacional são também apresentados tendo seus desempenhos avaliados e comparados com o sistema proposto. Com os resultados alcançados, pôde-se verificar que o modelo proposto se mostrou satisfatório para o problema de previsão, reforçando assim a aplicabilidade de metodologias de inteligência computacional para o problema de previsão de cargas.

Aplicação de dados multisensor (SAR e ETM+) no reconhecimento de padrões de uso e ocupação do solo em costas tropicais: Costa Amazônica, Amapá, Brasil

Os estudos ambientais necessitam de informações sobre a cobertura e o uso da terra. Este trabalho apresenta a aplicação de dados de sensores remotos orbitais (óticos e de radares) na validação de padrões de uso e cobertura do solo na planície costeira amapaense para fins de mapeamento e reconhecimento da dinâmica natural e antrópica. Esta costa é submetida a uma dinâmica intensa devido à magnitude dos processos costeiros (marés-pororoca), sua localização geográfica, influenciada pelo rio Amazonas e pela Zona de Convergência Intertropical, e processos antrópicos associados à bubalinocultura. A análise foi realizada aplicando-se dados de satélite (JERS-1, RADARSAT-1, Landsat 7 e DEM do SRTM) digitalmente processados em abordagem multisensor, multiescala e multitemporal, correlacionada com dados pretéritos e informações de campo. A análise dos produtos gerados e dados colaterais permitiu distinguir oito padrões de uso e cobertura do solo: florestas de mangue, florestas de várzeas, campos arbustivos, áreas de vegetação campestre, campo antrópico, zona de intermaré, canal estuarino e lagos, além de feições morfológicas lineares associadas a estes padrões. Estas informações são importantes para o mapeamento dos ambientes costeiros e fundamentais para o reconhecimento da dinâmica na região.

Use of synthetic aperture radar for recognition of Coastal Geomorphological Features, land-use assessment and shoreline changes in Bragança coast, Pará, Northern Brazil

Imagens de radar de abertura sintética (SAR) vem sendo bem mais utilizadas do que antes nas aplicações de geociências em regiões tropicais úmidas. Nesta investigação, uma imagem RADARSAT-1, na banda C, polarização HH adquirida em 1998 foi usada para o mapeamento costeiro e avaliação da cobertura da terra na área de Bragança, norte do Brasil. Imagem do radar aerotransportado GEMS-1000, na banda X, polarização HH, adquirida em 1972 durante o projeto RADAM foi também utilizada para avaliar as variações costeiras ocorridas nas últimas três décadas. A pesquisa tem confirmado a utilidade da imagem RADARSAT-1 para o mapeamento geomorfológico e avaliação da cobertura da terra, particularmente em costas de manguezal de macromaré. Além disso, um novo método para estimar as variações da linha de costa baseado na superposição de vetores extraídos de diferentes imagens SAR, com alta acurácia geométrica, tem mostrado que a planície costeira de Bragança tem estado sujeita a severa erosão responsável pelo recuo de aproximadamente 32 km² e acreção de 20 km², resultando em uma perda de área de manguezal de aproximadamente 12 km². Como perspectiva de aplicação, dados SAR orbitais e aerotransportados provaram ser uma importante fonte de informação tanto para o mapeamento geomorfológico, quando para o monitoramento de modificações costeiras em ambientes tropicais úmidos.