A eficiência energética nas redes de telecomunicações e tecnologias de informação e comunicação

A presente tese pretende fazer uma abordagem ao crescimento dos consumos de energia elétrica, que se tem verificado, nos últimos anos, no setor das telecomunicações e das tecnologias de informação; devido ao constante crescimento das redes, dos equipamentos a ela ligados e do tráfego que nelas transita. Num contexto de globalização da economia, no qual, as redes de telecomunicações e de energia elétrica são dois dos maiores contribuintes, a presente tese procura encontrar enquadramentos e soluções para um dos maiores desafios que a humanidade enfrenta atualmente, e que em parte, é consequente dessa globalização: encontrar novas fontes e formas de utilização da energia, -particularmente da energia elétrica - para que a humanidade continue a usufruir, de uma forma sustentável, dos benefícios que a mesma proporciona. Na primeira parte, procura-se fazer uma abordagem que utiliza fontes de informação e conhecimento, do mercado global, nomeadamente, entidades reguladoras e normalizadoras, operadores, fornecedores de tecnologias e consumidores, que abrangessem os três maiores mercados mundiais – União Europeia, Estados Unidos da América e Ásia-Pacífico. Considerou-se fundamental fazê-lo, por se tratar de uma dissertação no âmbito de um Mestrado com o selo de garantia EUR-ACE. Ao longo da dissertação analisou-se a temática da eficiência energética nas redes de telecomunicações e das tecnologias de informação e comunicação, um tema cada vez mais pertinente, já que o número de pessoas com ligações à Internet, já supera os 3 mil milhões, e as redes passaram a ser o meio por onde são transmitidos, a cada segundo, terabytes de sinais de voz, dados e vídeo. Procurou-se encontrar as linhas de orientação que estão a ser traçadas, para otimizar os consumos energéticos, de um complexo sistema convergente de redes e serviços, formado por entidades reguladoras e normalizadoras, operadores, fornecedores de tecnologias e consumidores, onde nem sempre as fronteiras estão perfeitamente definidas. Perante a constatação da realidade exposta, analisou-se as políticas energéticas desenvolvidas nos últimos anos, pelos vários players do mercado das telecomunicações, das tecnologias de informação e dos sistemas elétricos de energia bem como algumas métricas e objetivos comumente aceites. viii São analisados os contributos das partes interessadas, para o desenvolvimento de políticas energéticas eficazes, por forma a permitirem uma implementação, que considere o funcionamento dos equipamentos como um todo, e não de uma forma isolada como tradicionalmente o assunto era abordado. As especificidades na forma como funcionam as redes de telecomunicações e respetivos equipamentos, são expostas sobre várias óticas, comprovando-se que a temática da eficiência energética é uma das áreas mais difíceis lidar, de todas as consideradas nas políticas energéticas. Demonstrou-se que muitos dos equipamentos não estão otimizados em termos de gestão de energia, procurou-se evidenciar as consequências dessa realidade, uma vez que os equipamentos referidos, têm a necessidade de estar permanentemente a ser alimentados pela rede de energia elétrica, para garantir as funções para que foram projetados. Da pesquisa efetuada e descrita ao longo da dissertação, constatamos o empenho de toda a comunidade científica, operadores e agências de energia e de telecomunicações, em resolver o problema, já que há a consciencialização de que o ritmo de crescimento da rede e equipamentos terminais, é superior ao registado na melhoria da eficiência energética dos vários componentes e equipamentos terminais. Na segunda parte do relatório da tese, procurou-se testar a aplicabilidade das normas e recomendações dos organismos que tutelam a atividade a nível global - algumas publicadas nos últimos 2 anos - a um caso prático. Um edifício hospitalar de média dimensão. Foi elaborada uma aplicação informática, que suportada numa metodologia padronizada, seja capaz de fazer a avaliação da eficiência energética dos equipamentos serviços de telecomunicações de informação e comunicação em funcionamento do hospital. Por dificuldades de disponibilidade dos responsáveis do edifício, os resultados ficaram aquém do esperado. Conseguiu-se desenhar a aplicação, inventariar-se apenas parte dos equipamentos. Demonstrou-se que, a forma como alguns equipamentos estão a ser utilizados, não cumprem regras de utilização racional e eficiente. Procurou-se sensibilizar alguns dos responsáveis, para a necessidade de alterar comportamentos e prosseguir o processo de inventariação, por forma, a que o trabalho iniciado atinja os objetivos propostos.

Estratégias de Comercialização de Potência como Medida de Eficiência Energética

A presente dissertação insere-se no âmbito da unidade curricular “ Dissertação” do 2º ano do mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia. Com o aumento crescente do número de consumidores de energia, é cada vez mais imperioso a adoção de medidas de racionalização e gestão dos consumos da energia elétrica. Existem diferentes tipos de dificuldades no planeamento e implementação de novas centrais produtoras de energia renovável, pelo que também por este motivo é cada vez mais importante adoção de medidas de gestão de consumos, quer ao nível dos clientes alimentados em média tensão como de baixa tensão. Desta forma será mais acessível a criação de padrões de eficiência energética elevados em toda a rede de distribuição de energia elétrica. Também a economia é afetada por uma fraca gestão dos consumos por parte dos clientes. Elevados desperdícios energéticos levam a que mais energia tenha que ser produzida, energia essa que contribui ainda mais para a elevada taxa de dependência energética em Portugal, e para o degradar da economia nacional. Coloca-se assim a necessidade de implementar planos e métodos que promovam a eficiência energética e a gestão racional de consumos de energia elétrica. Apresenta-se nesta dissertação várias propostas, algumas na forma de projetos já em execução, que visam sensibilizar o consumidor para a importância da utilização eficiente de energia e, ao mesmo tempo, disponibilizam as ferramentas tecnológicas adequadas para auxiliar a implementação dos métodos propostos. Embora os planos apresentados, sobejamente conhecidos, tenham imensa importância, a implementação nos vários consumidores de sistemas capazes de efetivamente reduzir consumos tem um papel fundamental. Equipamentos de gestão de consumos, que são apresentados nesta dissertação, permitem ao consumidor aceder diretamente ao seu consumo. Podem aceder não apenas ao consumo global da instalação mas também ao consumo específico por equipamento, permitindo perceber onde se verifica a situação mais desfavorável. Funcionalidades de programação de perfis tipo, com limitações de potência em vários períodos horários, bem como possibilidades de controlo remoto com recurso a aplicações para Smartphones permitem a redução de consumos ao nível da rede de distribuição e, desta forma, contribuir para a redução dos desperdícios e da dependência energética em Portugal. No âmbito do trabalho de dissertação é desenvolvida uma metodologia de comercialização de potência, que é apresentada nesta tese. Esta metodologia propõem que o consumidor, em função dos seus consumos, pague apenas a quantidade de potência que efetivamente necessita num certo período de tempo. Assim, o consumidor deixa de pagar uma tarifa mensal fixa associada á sua potência contratada, e passará a pagar um valor correspondente apenas à potência que efetivamente solicitou em todas as horas durante o mês. Nesta metodologia que é apresentada, o consumidor poderá também fazer uma análise do seu diagrama de cargas e simular uma alteração da sua tarifa, tarifa esta que varia entre tarifa simples, bi-horária semanal, bi-horária diária, tri-horária semanal ou tri-horária diária, de forma a perceber em qual destas pagará um menor valor pela mesma energia. De forma a que o consumidor possa perceber se haverá vantagem de uma alteração para uma potência contratada flexível, ou para uma outra tarifa associada á energia, tem ao seu dispor uma ferramenta, que em função dos seus consumos, permite retirar conclusões sobre o preço final a pagar na fatura, após cada tipo de alteração. Esta ferramenta foi validada com recurso a várias simulações, para diferentes perfis de consumidores. Desta forma, o utilizador fica a perceber que realmente pode poupar com uma potência contratada flexível, ao mesmo tempo que pode identificar-se com um perfil de simulação e, mais facilmente, perceber para que alteração tarifária pode usufruir de uma maior poupança.

Using genetic algorithms for the single allocation hub location problem

Hub location problem is an NP-hard problem that frequently arises in the design of transportation and distribution systems, postal delivery networks, and airline passenger flow. This work focuses on the Single Allocation Hub Location Problem (SAHLP). Genetic Algorithms (GAs) for the capacitated and uncapacitated variants of the SAHLP based on new chromosome representations and crossover operators are explored. The GAs is tested on two well-known sets of real-world problems with up to 200 nodes. The obtained results are very promising. For most of the test problems the GA obtains improved or best-known solutions and the computational time remains low. The proposed GAs can easily be extended to other variants of location problems arising in network design planning in transportation systems.

Changement identitaire et revendications régionalistes du Kansaï au Japon

Depuis quelque temps, au Japon, on utilise de plus en plus le terme « Kansaï » pour désigner la région du Kinki (littéralement « le voisinage de la capitale »). Cette thèse propose d’analyser l’émergence de cette entité régionale et de son discours culturel dans le but de pallier le manque de recherches antérieures sur la diversité socioculturelle et le régionalisme au Japon. Il y existe, d’une part, une volonté de considérer le Japon comme une entité homogène, et d’autre part, un contexte dans lequel le Japon lui-même prône l’homogénéité de son peuple. Historiquement, ces énoncés ont été réfutés à plusieurs reprises par différents chercheurs et organismes. Entre-temps, sur le plan régional, la diversité devient de moins en moins clairement observable dû à l’urbanisation, aux moyens de transport, à la migration interne et au développement des médias de masse. Cette situation à l'époque post-industrielle a engendré aujourd’hui le discours régionaliste du Kansaï. Dans ce contexte, cette étude porte spécifiquement sur le discours culturel concernant la région et la population du Kansaï, c’est-à-dire la région Kinki, où étaient situés les anciennes capitales et le berceau de l’État japonais du Yamato. On observe une modification et une transformation de cette région depuis l’époque Tokugawa. À partir de l’époque Meiji, l'intégration spatiale de l’archipel japonais est devenue indissociable de l’émergence de l’État soi-disant « moderne ». En outre, une distinction existe toujours entre le Japon de l’Ouest (Kansaï) et le Japon de l’Est (Kantō) qui repose sur des différences de coutumes et de mentalités, ainsi que sur des variations linguistiques : une dichotomie mieux représentée de nos jours par l’opposition entre les villes d’Osaka et de Tokyo. Aujourd’hui, le Japon permettre une centralisation continuelle à Tokyo et l’équilibre du pouvoir sur le plan économique s’en trouve fragilisé. Dans cette thèse, j’examine l’émergence de l’entité Kansaï dans ce contexte socio-économique, depuis l’arrivée du phénomène que les Kansaïens appellent « l’affaissement de terrain » du Kansaï, le jibanchinka, jusqu’aux revendications récentes pour l’introduction d’un système quasi-fédéraliste, le dōshū-sei, dans le contexte du développement régional déséquilibré du pays. En m'appuyant sur mon enquête effectuée sur terrain auprès des gens du Kansaï, je soutiens que leur discours régionaliste est bel et bien existant, mais ne repose pas sur l’homogénéité de la région. Il repose plutôt sur la position du Kansaï en tant qu’antithèse à la tendance centralisatrice perçue par les Kansaïens comme étant plutôt de nature tokyoïte. Leur discours met l’accent sur la diversité existant à l’intérieur même de la région tout en soulignant que celle-ci constitue l’entité kansaïenne. Mots-clés : Japon, Kinki, Kansai, Osaka, Nihonjinron, région, villes, discours culturel, État-nation, multiculturalisme, Oda Sakunosuke, Tanizaki Jun’ichiro.

Die Auswirkungen von Hochgeschwindigkeitsverkehr auf die Erreichbarkeit der Regionen in Deutschland - dargestellt am Beispiel der Magnetschwebebahn Transrapid

Nach 35 Jahren Entwicklungszeit wurde im Jahr 2004 in Shanghai die erste kommerzielle Anwendung des innovativen Magnetbahnsystems Transrapid in Betrieb genommen; in Deutschland konnte bislang keine Transrapid-Strecke realisiert werden, obwohl dieses System entsprechend den Ergebnissen einer vom damaligen Bundesverkehrsminister beauftragten Studie aus dem Jahr 1972 für den Einsatz in Deutschland entwickelt wurde. Beim Transrapid handelt es sich um eine echte Produkt-Innovation im Bahnverkehr und nicht um eine Weiterentwicklung oder Optimierung wie beim ICE, und ist somit als innovativer Verkehrsträger der Zukunft in die langfristige Entwicklung der Verkehrssysteme einzufügen. Die modernen HGV Bahnsysteme (Shinkansen/TGV/ICE) hingegen sind, ähnlich der Clipper in der Phase der Segelschifffahrt im Übergang zum Dampfschiff, letzte Abwehrentwicklungen eines am Zenit angekommenen Schienen-Verkehrssystems. Die Einführung von Innovationen in einen geschlossenen Markt stellt sich als schwierig dar, da sie zu einem Bruch innerhalb eines etablierten Systems führen. Somit wird in der vorliegenden Arbeit im ersten Teil der Themenkomplex Innovation und die Einordnung der Magnet-Schwebe-Technologie in diese langfristig strukturierten Abläufe untersucht und dargestellt. Das Transrapid-Projekt ist demzufolge in eine zeitstrukturelle Zyklizität einzuordnen, die dafür spricht, die Realisierung des Gesamtprojektes in eine Zeitspanne von 20 bis 30 Jahre zu verlagern. Im zweiten Teil wird auf der Basis einer regionalstrukturellen Analyse der Bundesrepublik Deutschland ein mögliches Transrapidnetz entworfen und die in diesem Netz möglichen Reisezeiten simuliert. Weiterhin werden die Veränderungen in den Erreichbarkeiten der einzelnen Regionen aufgrund ihrer Erschließung durch das Transrapidnetz simuliert und grafisch dargestellt. Die vorliegende Analyse der zeitlichen Feinstruktur eines perspektiven Transrapidnetzes ist ein modellhafter Orientierungsrahmen für die Objektivierung von Zeitvorteilen einer abgestimmten Infrastruktur im Vergleich zu real möglichen Reisezeiten innerhalb Deutschlands mit den gegebenen Verkehrsträgern Schiene, Straße, Luft. So würde der Einsatz des Transrapid auf einem entsprechenden eigenständigen Netz die dezentrale Konzentration von Agglomerationen in Deutschland fördern und im Durchschnitt annähernd 1 h kürzere Reisezeiten als mit den aktuellen Verkehrsträgern ermöglichen. Zusätzlich wird noch ein Ausblick über mögliche Realisierungsschritte eines Gesamtnetzes gegeben und die aufgetretenen Schwierigkeiten bei der Einführung des innovativen Verkehrssystems Transrapid dargestellt.

Estudio de planeación estratégica : ¿qué pasará con la movilidad para el 2018 en Bogotá, con el surgimiento del sistema de transporte integrado?

En los últimos 15 años se ha discutido sobre las posibles soluciones a las dificultades del sistema integrado de transporte público a las que se enfrenta Bogotá. Restricciones como “Pico y Placa”, el día del “No carro”, sistemas masivos de transporte y la posibilidad de implementar el metro han sido alternativas que no han llegado a su fin de ejecución pero tampoco han logrado formalizarse y aplicarse de tal manera que favorezcan a la movilidad urbana. Nuestro centro de análisis será la movilidad urbana compuesta por diferentes variables que serán estudiadas a nivel macro como la capacidad de la malla vial a nivel de expansión territorial en la ciudad, el parque automotor, el manejo de la administración de la alcaldía en las licitaciones y chatarrización tanto a nivel micro como la cultura de movilidad y la influencia en la calidad de vida por esta tecnificación de transporte. Existen muchos estudios sobre los problemas de movilidad tanto en Latino América como en países Europeos, sin embargo lo que se pretende en este estudio es un planteamiento más general para una concertación de soluciones innovadoras y eficaces en la dirección técnica y política para una realidad territorial y urbana en calidad de servicio.

Articulación entre los sistemas de transporte y el desarrollo urbano: análisis de los cambios físico-espaciales generados a partir de la implementación del Portal Suba de Transmilenio en Bogotá en el periodo 1998-2010

Desde la inauguración del Portal Suba de TransMilenio, han sido evidentes los cambios físico-espaciales en el sector donde fue implementado, materializándose en nuevos proyectos residenciales de alta densidad, centros comerciales, supermercados de grandes superficies, espacios públicos, y vías locales y principales, en un sector que antes de la aparición del portal se caracterizaba principalmente por ser una zona agro-industrial dedicada al cultivo de flores. No obstante, tales intervenciones parecen estar desarticuladas entre si. Por ejemplo, el centro comercial y el supermercado siguen un patrón de construcción cerrada, sin interacción abierta con el espacio público exterior y sin establecer otro tipo de dinámicas urbanas. Por otra parte, puede decirse que gracias a la implementación del portal, la estructura ecológica principal ha sufrido un deterioro importante siendo observable en la disminución significativa de zonas verdes así como en el descuido de los humedales localizados en esta localidad. Por lo tanto, es importante hacer hincapié en la relación sistemas de transporte – desarrollo urbano en tanto que son agentes transformadores del entorno, generadores de desarrollo y bienestar social, y catalizadores de espacios públicos mejor diseñados y más amables, de ser bien planificados y ejecutados, ya que, caso contrario, podrían acarrear efectos contraproducentes en cuanto a la articulación física de la ciudad, accesibilidad, segregación social y el impacto negativo sobre el medio ambiente.

Perfil de la infraestructura logística de Colombia

En el siguiente documento se presenta una caracterización detallada sobre la situación de la infraestructura logística de Colombia, partiendo del estado en el cual se encuentra a nivel nacional y luego evidenciando, en lo posible, las ventajas y retos que existen con respecto a Latino América y el mundo. Actualmente Colombia presenta un rezago en su infraestructura, sus redes viales no son suficientes ni aptas para las operaciones de las empresas, las líneas férreas son obsoletas, las zonas portuarias no logran tener interconexiones óptimas con el centro del país y la capacidad de las terminales aéreas son un factor de retraso en actividades comerciales. Así mismo, la presencia de las zonas francas y de los parques industriales es menor con respecto a la importancia que estos tienen para el comercio nacional e internacional. Se revisarán cada uno de los modos de transporte: Red vial, red ferroviaria, transporte marítimo, red fluvial y sistema aéreo, en conjunto con la infraestructura que requiere cada uno para lograr ser eficientes y competitivos. Para cada modo se exponen sus antecedentes, la infraestructura, los equipos y tipos de cargas manejados en el país, los problemas y retos que se deben enfrentar, así como los aspectos legales que lo rodean y los planes a futuro. De igual forma, es importante estudiar las zonas francas y parques industriales como modos de apoyo y facilitadores para llevar a cabo el comercio de manera más efectiva y competitiva. Se presentará, al igual que en los modos de transporte, un resumen de los antecedentes, los problemas y retos más determinantes, la normativa legal que los acoge y los planes y políticas establecidos para los próximos años. Como parte importante del tránsito de mercancías para el comercio entre naciones, la zona sur del país es caracterizada para dar un diagnóstico actual de su infraestructura y de cómo esta afecta las operaciones. Finalmente, se pretende dar un panorama del cumplimiento de los proyectos establecidos por el gobierno en su Política Nacional Logística y en las políticas relacionadas con infraestructura y transporte, completando así, el diagnóstico de la infraestructura logística de Colombia. xii Lo anterior pretende evidenciar el desfase que existe entre el crecimiento económico y la infraestructura logística colombiana, que en conjunto con los sistemas de transporte y los medios de apoyo al comercio, resulta en una pérdida de competitividad del país a nivel internacional.

Planning autonomous vehicles in the absence of speed lanes using an elastic strip

Planning of autonomous vehicles in the absence of speed lanes is a less-researched problem. However, it is an important step toward extending the possibility of autonomous vehicles to countries where speed lanes are not followed. The advantages of having nonlane-oriented traffic include larger traffic bandwidth and more overtaking, which are features that are highlighted when vehicles vary in terms of speed and size. In the most general case, the road would be filled with a complex grid of static obstacles and vehicles of varying speeds. The optimal travel plan consists of a set of maneuvers that enables a vehicle to avoid obstacles and to overtake vehicles in an optimal manner and, in turn, enable other vehicles to overtake. The desired characteristics of this planning scenario include near completeness and near optimality in real time with an unstructured environment, with vehicles essentially displaying a high degree of cooperation and enabling every possible(safe) overtaking procedure to be completed as soon as possible. Challenges addressed in this paper include a (fast) method for initial path generation using an elastic strip, (re-)defining the notion of completeness specific to the problem, and inducing the notion of cooperation in the elastic strip. Using this approach, vehicular behaviors of overtaking, cooperation, vehicle following,obstacle avoidance, etc., are demonstrated.

Computing journey start times with recurrent traffic conditions

n this study, the authors discuss the effective usage of technology to solve the problem of deciding on journey start times for recurrent traffic conditions. The developed algorithm guides the vehicles to travel on more reliable routes that are not easily prone to congestion or travel delays, ensures that the start time is as late as possible to avoid the traveller waiting too long at their destination and attempts to minimise the travel time. Experiments show that in order to be more certain of reaching their destination on time, a traveller has to leave early and correspondingly arrive early, resulting in a large waiting time. The application developed here asks the user to set this certainty factor as per the task in hand, and computes the best start time and route.

The effects of attitudes and personality traits on mode choice

We hypothesise that differences in people's attitudes and personality traits lead them to attribute varying importance to environmental considerations, safety, comfort, convenience and flexibility. Differences in personality traits call be revealed not only in the individuals' choice of transport, but also in other actions of their everyday lives-such as how much they recycle, whether they take precautions or avoid dangerous pursuits. Conditioning on a set of exogenous individual characteristics, we use indicators of attitudes and personality traits to form latent variables for inclusion in an, otherwise standard, discrete mode choice model. With a sample of Swedish commuters, we find that both attitudes towards flexibility and comfort, as well as being pro-environmentally inclined, influence the individual's choice of mode. Although modal time and cost still are important, it follows that there are other ways, apart from economic incentives, to attract individuals to the, from society's perspective, desirable public modes of transport. Our results should provide useful information to policy-makers and transportation planners developing sustainable transportation systems.

Sistemas inteligentes no transporte público coletivo por ônibus

Desenvolvimentos recentes na tecnologia de informação têm proporcionado grandes avanços no gerenciamento dos sistemas de transportes. No mundo já existem várias tecnologias testadas e em funcionamento que estão auxiliando na tarefa de controle da operação do transporte público por ônibus. Esses sistemas geram informações úteis para o planejamento e operação dos sistemas de transportes. No Brasil, os investimentos em tecnologias avançadas ainda são muito modestos e estão focados em equipamentos que auxiliam no controle da evasão da receita. No entanto, percebe-se um crescente interesse, por parte dos órgão gestores e operadores, em implementar sistemas automatizados para auxiliar na melhoria da qualidade dos sistemas de transportes e como forma de aumentar a produtividade do setor. Esse trabalho traz à discussão os sistemas avançados desenvolvidos para o transporte público coletivo, com o objetivo de definir o perfil da tecnologia avançada que está de acordo com as necessidades dos gestores e operadores brasileiros. Na realização do trabalho foi empregada uma ferramenta de planejamento denominada Desdobramento da Função Qualidade – QFD (Quality Function Deployment), bastante utilizada para direcionar os processos de manufatura e produto, e para hierarquizar os atributos considerados importantes para o gerenciamento do transporte público urbano no Brasil. O resultado do trabalho indica um grande interesse em implantar tecnologia avançada para auxiliar no monitoramento dos tempos de viagem e tempos perdidos durante a operação do transporte público. Essa tecnologia também é tida como capaz de melhorar o desempenho das linhas, através da manutenção da regularidade e pontualidade. Ainda, sistemas inteligentes que propiciam informações precisas aos usuários contribuem para melhorar a imagem do modal ônibus.