Analysis and clustering of residential customers energy behavioral demand using smart meter data

Clustering methods are increasingly being applied to residential smart meter data, providing a number of important opportunities for distribution network operators (DNOs) to manage and plan the low voltage networks. Clustering has a number of potential advantages for DNOs including, identifying suitable candidates for demand response and improving energy profile modelling. However, due to the high stochasticity and irregularity of household level demand, detailed analytics are required to define appropriate attributes to cluster. In this paper we present in-depth analysis of customer smart meter data to better understand peak demand and major sources of variability in their behaviour. We find four key time periods in which the data should be analysed and use this to form relevant attributes for our clustering. We present a finite mixture model based clustering where we discover 10 distinct behaviour groups describing customers based on their demand and their variability. Finally, using an existing bootstrapping technique we show that the clustering is reliable. To the authors knowledge this is the first time in the power systems literature that the sample robustness of the clustering has been tested.

The Birmingham Urban Climate Laboratory: an open meteorological test bed and challenges of the smart city

Existing urban meteorological networks have an important role to play as test beds for inexpensive and more sustainable measurement techniques that are now becoming possible in our increasingly smart cities. The Birmingham Urban Climate Laboratory (BUCL) is a near-real-time, high-resolution urban meteorological network (UMN) of automatic weather stations and inexpensive, nonstandard air temperature sensors. The network has recently been implemented with an initial focus on monitoring urban heat, infrastructure, and health applications. A number of UMNs exist worldwide; however, BUCL is novel in its density, the low-cost nature of the sensors, and the use of proprietary Wi-Fi networks. This paper provides an overview of the logistical aspects of implementing a UMN test bed at such a density, including selecting appropriate urban sites; testing and calibrating low-cost, nonstandard equipment; implementing strict quality-assurance/quality-control mechanisms (including metadata); and utilizing preexisting Wi-Fi networks to transmit data. Also included are visualizations of data collected by the network, including data from the July 2013 U.K. heatwave as well as highlighting potential applications. The paper is an open invitation to use the facility as a test bed for evaluating models and/or other nonstandard observation techniques such as those generated via crowdsourcing techniques.

Exploring smart grid possibilities: a complex systems modelling approach

Smart grid research has tended to be compartmentalised, with notable contributions from economics, electrical engineering and science and technology studies. However, there is an acknowledged and growing need for an integrated systems approach to the evaluation of smart grid initiatives. The capacity to simulate and explore smart grid possibilities on various scales is key to such an integrated approach but existing models – even if multidisciplinary – tend to have a limited focus. This paper describes an innovative and flexible framework that has been developed to facilitate the simulation of various smart grid scenarios and the interconnected social, technical and economic networks from a complex systems perspective. The architecture is described and related to realised examples of its use, both to model the electricity system as it is today and to model futures that have been envisioned in the literature. Potential future applications of the framework are explored, along with its utility as an analytic and decision support tool for smart grid stakeholders.

From SMART to agent systems development

n order for agent-oriented software engineering to prove effective it must use principled notions of agents and enabling specification and reasoning, while still considering routes to practical implementation. This paper deals with the issue of individual agent specification and construction, departing from the conceptual basis provided by the smart agent framework. smart offers a descriptive specification of an agent architecture but omits consideration of issues relating to construction and control. In response, we introduce two new views to complement smart: a behavioural specification and a structural specification which, together, determine the components that make up an agent, and how they operate. In this way, we move from abstract agent system specification to practical implementation. These three aspects are combined to create an agent construction model, actsmart, which is then used to define the AgentSpeak(L) architecture in order to illustrate the application of actsmart.

Enforcement in environmental law: an economic analysis of citizen suits

Previous to 1970, state and federal agencies held exclusive enforcement responsibilities over the violation of pollution control standards. However, recognizing that the government had neither the time nor resources to provide full enforcement, Congress created citizen suits. Citizen suits, first amended to the Clean Air Act in 1970, authorize citizens to act as private attorney generals and to sue polluters for violating the terms of their operating permits. Since that time, Congress has included citizen suits in 13 other federal statutes. The citizen suit phenomenon is sufficiently new that little is known about it. However, we do know that citizen suits have increased rapidly since the early 1980's. Between 1982 and 1986 the number of citizen suits jumped from 41 to 266. Obviously, they are becoming a widely used method of enforcing the environmental statutes. This paper will provide a detailed description, analysis and evaluation of citizen suits. It will begin with an introduction and will then move on to provide some historic and descriptive background on such issues as how citizen suit powers are delegated, what limitations are placed on the citizens, what parties are on each side of the suit, what citizens can enforce against, and the types of remedies available. The following section of the paper will provide an economic analysis of citizen suits. It will begin with a discussion of non-profit organizations, especially non-profit environmental organizations, detailing the economic factors which instigate their creation and activities. Three models will be developed to investigate the evolution and effects of citizen suits. The first model will provide an analysis of the demand for citizen suits from the point of view of a potential litigator showing how varying remedies, limitations and reimbursement procedures can effect both the level and types of activities undertaken. The second model shows how firm behavior could be expected to respond to citizen suits. Finally, a third model will look specifically at the issue of efficiency to determine whether the introduction of citizen enforcement leads to greater or lesser economic efficiency in pollution control. The database on which the analysis rests consists of 1205 cases compiled by the author. For the purposes of this project this list of citizen suit cases and their attributes were computerized and used to test a series of hypotheses derived from three original economic models. The database includes information regarding plaintiffs, defendants date notice and/or complaint was filed and statutes involved in the claim. The analysis focuses on six federal environmental statutes (Clean Water Act} Resource Conservation and Recovery Act, Comprehensive Environmental Response Compensation and Liability Act, Clean Air Act, Toxic Substances Control Act, and Safe Drinking Water Act) because the majority of citizen suits have occurred under these statutes.

From Smart Meters To Smart Decisions: Web-Based Support For The Water Efficient Household

Smart water metering technologies for residential buildings offer, in principle, great opportunities for sustainable urban water management. However, much of this potential is as yet unrealized. Despite that several ICT solutions have already been deployed aiming at optimum operations on the water utilities side (e.g. real time control for water networks, dynamic pump scheduling etc.), little work has been done to date on the consumer side. This paper presents a web-based platform targeting primarily the household end user. The platform enables consumers to monitor, on a real-time basis, the water demand of their household, providing feedback not only on the total water consumption and relevant costs but also on the efficiency (or otherwise) of specific indoor and outdoor uses. Targeting the reduction of consumption, the provided feedback is combined with notifications about possible leakages\bursts, and customised suggestions to improve the efficiency of existing household uses. It also enables various comparisons, with past consumption or even with that of similar households, aiming to motivate further the householder to become an active player in the water efficiency challenge. The issue of enhancing the platform’s functionality with energy timeseries is also discussed in view of recent advances in smart metering and the concept of “smart cities”. The paper presents a prototype of this web-based application and critically discusses first testing results and insights. It also presents the way in which the platform communicates with central databases, at the water utility level. It is suggested that such developments are closing the gap between technology availability and usefulness to end users and could help both the uptake of smart metering and awareness raising leading, potentially, to significant reductions of urban water consumption. The work has received funding from the European Union FP7 Programme through the iWIDGET Project, under grant agreement no318272.

Monitoramento do impacto de dejetos industriais em amostras de água do Rio Caí através do teste SMART em Dorsophila melanogaster

O presente estudo teve como objetivos (i) avaliar a validade do emprego do teste SMART, em Drosophila melanogaster, como indicador da contaminação de amostras de água superficial associada a misturas complexas, (ii) detectar a atividade tóxico-genética de dejetos industriais, lançados no rio Caí, empregando o cruzamento aprimorado. Dentro desta perspectiva, pretendeu também (iii) comparar os dados obtidos para as amostras sob influência de despejos industriais com aqueles previamente observados para amostras sob influência de dejetos de origem urbana, provenientes das cidades de Montenegro e São Sebastião do Caí (Silva., 1999). Na tentativa de avaliar a genotoxicidade, associada ao curso final do rio Caí, foram selecionados os seguintes pontos de coleta de despejos industriais: Km 18,6 - situado na foz do arroio Bom Jardim, próximo à área de disposição do efluente final líquido e da drenagem das áreas de disposição dos resíduos sólidos do complexo industrial – e Km 13,6 - no canal da bacia de acumulação e segurança 7 do pólo industrial Neste ensaio genético, cada amostra industrial foi administrada às larvas de terceiro estágio em duas diluições (25% e 50%), bem como na sua forma crua (100%) - sendo avaliados um total de 40 indivíduos por amostra por concentração, totalizando a análise de 11.712.000 células por amostra. Foram utilizados dois controles negativos, o controle de campo – representado pela nascente de um riacho localizada em uma área conservada com fraca ação antrópica e próxima aos pontos do rio – assim como o diluente água destilada. Uma vez que as freqüências das diferentes categorias de manchas não foram significantemente superiores àquelas observadas nos controles negativos (água destilada), os pontos Km 18,6 e Km 13,6 foram caracterizados como destituídos de ação genotóxica nos três meses de coleta : março, junho e setembro. Estes achados sugerem que, nas condições experimentais empregadas, os dejetos de origem industrial não foram capazes de induzir lesões do tipo mutação gênica, cromossômica, assim como eventos relacionados com recombinação mitótica. Por outro lado, a comparação dos dados obtidos no presente estudo com os observados por Silva (1999) para dejetos urbanos, revelou a validade do emprego do teste SMART como uma ferramenta para detecção de contaminação ambiental. De fato, as amostras urbanas referentes aos meses de março (Km 52, 78 e 80) e setembro (Km 52) – coletadas concomitantemente com as de origem industrial – foram diagnosticadas como indutoras de aneuploidias e/ou de grandes deleções cromossômicas. As potências genotóxicas médias estimadas mostraram que o Km 80 foi o local com o maior grau de genotoxicidade – seguido pelos Km 78 e 52 – que apresentaram potências semelhantes Considerando os resultados obtidos, em cinco pontos situados ao longo do curso final do rio Caí, conclui-se que os prejuízos causados pelos dejetos urbanos podem ser tão ou mais nocivos que os impostos pelos de origem industrial – especialmente em função de seu grande volume de lançamento.

Smart visible sets para ambientes de rede

A visualização em tempo real de cenas complexas através de ambientes de rede é um dos desafios na computação gráfica. O uso da visibilidade pré-computada associada a regiões do espaço, tal como a abordagem dos Potentially Visible Sets (PVS), pode reduzir a quantidade de dados enviados através da rede. Entretanto, o PVS para algumas regiões pode ainda ser bastante complexo, e portanto uma estratégia diferente para diminuir a quantidade de informações é necessária. Neste trabalho é introduzido o conceito de Smart Visible Set (SVS), que corresponde a uma partição das informações contidas no PVS segundo o ângulo de visão do observador e as distâncias entre as regiões. Dessa forma, o conceito de “visível” ou de “não-visível” encontrado nos PVS é estendido. A informação referente ao conjunto “visível” é ampliada para “dentro do campo de visão” ou “fora do campo de visão” e “longe” ou “perto”. Desta forma a informação referente ao conjunto “visível” é subdividida, permitindo um maior controle sobre cortes ou ajustes nos dados que devem ser feitos para adequar a quantidade de dados a ser transmitida aos limites impostos pela rede. O armazenamento dos SVS como matrizes de bits permite ainda uma interação entre diferentes SVS. Outros SVS podem ser adicionados ou subtraídos entre si com um custo computacional muito pequeno permitindo uma rápida alteração no resultado final. Transmitir apenas a informação dentro de campo de visão do usuário ou não transmitir a informação muito distante são exemplos dos tipos de ajustes que podem ser realizados para se diminuir a quantidade de informações enviadas. Como o cálculo do SVS depende da existência de informação de visibilidade entre regiões foi implementado o algoritmo conhecido como “Dual Ray Space”, que por sua vez depende do particionamento da cena em regiões. Para o particionamento da cena em uma BSP-Tree, foi modificada a aplicação QBSP3. Depois de calculada, a visibilidade é particionada em diferentes conjuntos através da aplicação SVS. Finalmente, diferentes tipos de SVS puderam ser testados em uma aplicação de navegação por um cenário 3D chamada BSPViewer. Essa aplicação também permite comparações entre diferentes tipos de SVS e PVS. Os resultados obtidos apontam o SVS como uma forma de redução da quantidade de polígonos que devem ser renderizados em uma cena, diminuindo a quantidade de informação que deve ser enviada aos usuários. O SVS particionado pela distância entre as regiões permite um corte rápido na informação muito distante do usuário. Outra vantagem do uso dos SVS é que pode ser realizado um ordenamento das informações segundo sua importância para o usuário, desde que uma métrica de importância visual tenha sido definida previamente.

O efeito smart money na indústria de fundos brasileira

O presente trabalho estuda o efeito Smart Money, inicialmente identificado por GRUBER(1996) e ZHENG (1999), na indústria de fundos brasileira no período de 2001 a 2005. Buscou-se identificar se os fundos que apresentaram maior captação líquida em seguida performam melhor do que os fundos de menor captação líquida. O efeito Smart Money foi identificado nos fundos de ações mesmo após ter sido controlado pelo efeito momentum. Nos fundos multimercados com renda variável e nos fundos de renda fixa não foi possível identificar tal fenômeno.

Quebrando as regras: o poder discricionário na linha de frente do programa esportivo-social RIO 2016 um estudo sobre a situação do integrador de núcleo, um verdadeiro "sociological citizen"

Este estudo analisa o indivíduo que atua na linha de frente do RIO 2016, um programa social do Governo do Estado do Rio de Janeiro que opera 800 unidades de atendimento no Estado, com gestão da Secretaria de Estado de Esporte e Lazer. O indivíduo analisado nesta pesquisa é denominado Integrador de Núcleo Esportivo e é o responsável pela gestão de uma dessas unidades — Núcleo Esportivo — que atende em média 50 alunos de uma comunidade carente no Estado do Rio de Janeiro. Essa pesquisa analisa o Integrador de Núcleo Esportivo sob uma perspectiva inédita, entendendo-o como um agente que atua além do seu escopo burocrático de trabalho. Para esse estudo foram consideradas teorias sobre burocracia organizacional, lançando mão da literatura de Michel Crozier ―The Bureaucratic Phenomenon‖ (1964), que analisa as relações entre pessoas, grupos e poder para entender a influência da organização burocrática no indivíduo. O termo ―sociological citizen‖,desenvolvido por Silbey (2009), também foi considerado para classificar esse indivíduo que se mostra mais aplicado que outros nos serviço de seu mandato organizacional e legal. Silbey aplica também o termo ―relational regulation‖ para denominar esta forma particular de prática da ―cidadania sociológica‖ (tradução do autor), por meio da qual os agentes ―governam a lacuna existente entre as expectativas regulatórias e o desempenho requerido‖.

SMART: system of augmented reality for teaching

Os computadores e os jogos de consola, são um vocabulário bem comum dos jovens e das crianças de hoje. No entanto, na maior parte das escolas, o processo de ensino-aprendizagem continua a ser feito da forma tradicional através do recurso aos quadros pretos e aos cadernos. Este projecto pretende mostrar que, se as aulas forem dadas de uma forma mais interactiva, as crianças estarão mais motivadas e consequentemente a taxa de aprendizagem terá tendência a aumentar. Pretende-se então, utilizar a tecnologia – a Realidade Aumentada, acreditando que será uma mais valia para o ensino, pois permite estabelecer novas relações com o saber, ultrapassando os limites dos materiais tradicionais e contribuindo para a diminuição da distância entre os alunos e o conhecimento.

Portable smart films for ultrasensitive detection and chemical analysis using SERS and SERRS

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)