Multidimensional Intrusion Detection System for IEC 61850 based SCADA Networks

Emerging cybersecurity vulnerabilities in supervisory control and data acquisition (SCADA) systems are becoming urgent engineering issues for modern substations. This paper proposes a novel intrusion detection system (IDS) tailored for cybersecurity of IEC 61850 based substations. The proposed IDS integrates physical knowledge, protocol specifications and logical behaviours to provide a comprehensive and effective solution that is able to mitigate various cyberattacks. The proposed approach comprises access control detection, protocol whitelisting, model-based detection, and multi-parameter based detection. This SCADA-specific IDS is implemented and validated using a comprehensive and realistic cyber-physical test-bed and data from a real 500kV smart substation.

Real-time tracking system using C80 DSPs and a binocular robotic head

[EN]An active vision system to perform tracking of moving objects in real time is described. The main goal is to obtain a system integrating off-the-self components. These components includes a stereoscopic robotic-head, as active perception hardware; a DSP based board SDB C80, as massive data processor and image acquisition board; and finally, a Pentium PC running Windows NT that interconnects and manages the whole system. Real-time is achieved taking advantage of the special architecture of DSP. An evaluation of the performance is included.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

Document Management System: Strategic Plan, 1996

This Strategic Plan provides the Iowa Department of Transportation with guidelines for defining the acquisition and implementation of a document management system to automate current manual methods of document handling and distribution. In preparation for the production of the Strategic Plan, the USI Team conducted a series of user interviews at the DOT Ames and East Central Iowa Transportation Region facilities, and reviewed various documents relating to day-to-day operations.

Records Management System: Pilot Projects Functional Report, 1998

The Iowa Department of Transportation began preparation for the acquisition of an electronic document management system in 1996. The first phase was development of a strategic plan. The plan provided guidelines for defining the acquisition and implementation of a document management system to automate document handling and distribution. Phase 2 involved developing draft standards (document, indexing and technology) for planning and implementation of a document management system. These standards were to identify existing industry standards and determine which standards would best support the specific requirements of the Iowa Department of Transportation. During development of these standards, the decision was made to enlarge the scope of this effort from a document management system to a records management system (RMS). Phase .3 identified business processes that were to be further developed as pilot projects of a much larger agency-wide records management system.

A survey of intrusion detection system technologies

This paper provides an overview of IDS types and how they work as well as configuration considerations and issues that affect them. Advanced methods of increasing the performance of an IDS are explored such as specification based IDS for protecting Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) and Cloud networks. Also by providing a review of varied studies ranging from issues in configuration and specific problems to custom techniques and cutting edge studies a reference can be provided to others interested in learning about and developing IDS solutions. Intrusion Detection is an area of much required study to provide solutions to satisfy evolving services and networks and systems that support them. This paper aims to be a reference for IDS technologies other researchers and developers interested in the field of intrusion detection.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

Monitoring system for small sized photovoltaic power plants

This paper presents a monitoring system devoted to small sized photovoltaic (PV) power plants. The system is characterized by: a high level of integration; a low cost, when compared to the cost of the PV system to be monitored; and an easy installation in the majority of the PV plants with installed power of some kW. The system is able to collect, store, process and display electrical and meteorological parameters that are crucial when monitoring PV facilities. The identification of failures in the PV system and the elaboration of performance analysis of such facilities are other important characteristics of the developed system. The access to the information about the monitored facilities is achieved by using a web application, which was developed with a focus on the mobile devices. In addition, there is the possibility of an integration between the developed monitoring system and the central supervision system of Martifer Solar (a company focused on the development, operation and maintenance of PV systems).

Construction and test of a cosmic ray telescope based on CMS Drift Tube chambers and data acquisition prototypes of the Phase-2 upgrade

In this thesis work, a cosmic-ray telescope was set up in the INFN laboratories in Bologna using smaller size replicas of CMS Drift Tubes chambers, called MiniDTs, to test and develop new electronics for the CMS Phase-2 upgrade. The MiniDTs were assembled in INFN National Laboratory in Legnaro, Italy. Scintillator tiles complete the telescope, providing a signal independent of the MiniDTs for offline analysis. The telescope readout is a test system for the CMS Phase-2 upgrade data acquisition design. The readout is based on the early prototype of a radiation-hard FPGA-based board developed for the High Luminosity LHC CMS upgrade, called On Board electronics for Drift Tubes. Once the set-up was operational, we developed an online monitor to display in real-time the most important observables to check the quality of the data acquisition. We performed an offline analysis of the collected data using a custom version of CMS software tools, which allowed us to estimate the time pedestal and drift velocity in each chamber, evaluate the efficiency of the different DT cells, and measure the space and time resolution of the telescope system.

Acquisition of Vibration Signals for Predictive Maintenance: a Practical Case

As predictive maintenance becomes more and more relevant in industrial environment, the possible range of applications for this maintenance strategy grows. The progresses in components technology and their reduction in price, together with the late years' advances in machine learning and in computational power, are making the implementation of predictive maintenance possible in plants where it would have previously been unreasonably costly. This is leading major pharmaceutical industries to explore the possibility of the application of condition monitoring systems on progressively less and less critical equipment. The focus of this thesis is on the implementation of a system to gather vibrational data from the motors installed in a pre-existing machine using off-the-shelf components. The final goal for the system is to provide the necessary vibration data, in the form of frequency spectra, to a machine learning system developed by IMA Digital, which will be leveraging such data to predict possible upcoming faults and to give the final client all the information necessary to plan maintenance activity according to the estimated machine condition.

Design and implementation of a vibrational condition monitoring system

Industrial companies, particularly those with induction motors and gearboxes as integral components of their systems, are utilizing Condition Monitoring (CM) systems more frequently in order to discover the need for maintenance in advance, as traditional maintenance only performs tasks when a failure has been identified. Utilizing a CM system is essential to boost productivity and minimize long-term failures that result in financial loss. The more exact and practical the CM system, the better the data analysis, which adds to a more precise maintenance forecast. This thesis project is a cooperation with PEI Vibration Monitoring s.r.l. to design and construct a low-cost vibrational condition monitoring system to check the health of induction motors and gearboxes automatically. Moreover, according to the company's request, such a system should have specs comparable to NI 9234, one of the company's standard Data Acquisition (DAQ) boards, but at a significantly cheaper price. Additionally, PEI VM Company has supplied all hardware and electronic components. The suggested CM system is capable of highprecision autonomous monitoring of induction motors and gearboxes, and it consists of a Raspberry Pi 3B and MCC 172 DAQ board.

Obesity And Inflammation And The Effect On The Hematopoietic System.

Bone marrow is organized in specialized microenvironments known as 'marrow niches'. These are important for the maintenance of stem cells and their hematopoietic progenitors whose homeostasis also depends on other cell types present in the tissue. Extrinsic factors, such as infection and inflammatory states, may affect this system by causing cytokine dysregulation (imbalance in cytokine production) and changes in cell proliferation and self-renewal rates, and may also induce changes in the metabolism and cell cycle. Known to relate to chronic inflammation, obesity is responsible for systemic changes that are best studied in the cardiovascular system. Little is known regarding the changes in the hematopoietic system induced by the inflammatory state carried by obesity or the cell and molecular mechanisms involved. The understanding of the biological behavior of hematopoietic stem cells under obesity-induced chronic inflammation could help elucidate the pathophysiological mechanisms involved in other inflammatory processes, such as neoplastic diseases and bone marrow failure syndromes.

The Value Of The 2005 International Society Of Urological Pathology (isup) Modified Gleason Grading System As A Predictor Of Biochemical Recurrence After Radical Prostatectomy.

To compare time and risk to biochemical recurrence (BR) after radical prostatectomy of two chronologically different groups of patients using the standard and the modified Gleason system (MGS). Cohort 1 comprised biopsies of 197 patients graded according to the standard Gleason system (SGS) in the period 1997/2004, and cohort 2, 176 biopsies graded according to the modified system in the period 2005/2011. Time to BR was analyzed with the Kaplan-Meier product-limit analysis and prediction of shorter time to recurrence using univariate and multivariate Cox proportional hazards model. Patients in cohort 2 reflected time-related changes: striking increase in clinical stage T1c, systematic use of extended biopsies, and lower percentage of total length of cancer in millimeter in all cores. The MGS used in cohort 2 showed fewer biopsies with Gleason score ≤ 6 and more biopsies of the intermediate Gleason score 7. Time to BR using the Kaplan-Meier curves showed statistical significance using the MGS in cohort 2, but not the SGS in cohort 1. Only the MGS predicted shorter time to BR on univariate analysis and on multivariate analysis was an independent predictor. The results favor that the 2005 International Society of Urological Pathology modified system is a refinement of the Gleason grading and valuable for contemporary clinical practice.

The Applicability Of Ordered Mesoporous Sba-15 And Its Hydrophobic Glutaraldehyde-bridge Derivative To Improve Ibuprofen-loading In Releasing System.

The mesoporous SBA-15 silica with uniform hexagonal pore, narrow pore size distribution and tuneable pore diameter was organofunctionalized with glutaraldehyde-bridged silylating agent. The precursor and its derivative silicas were ibuprofen-loaded for controlled delivery in simulated biological fluids. The synthesized silicas were characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, (13)C and (29)Si solid state NMR spectroscopy, nitrogen adsorption, X-ray diffractometry, thermogravimetry and scanning electron microscopy. Surface functionalization with amine containing bridged hydrophobic structure resulted in significantly decreased surface area from 802.4 to 63.0 m(2) g(-1) and pore diameter 8.0-6.0 nm, which ultimately increased the drug-loading capacity from 18.0% up to 28.3% and a very slow release rate of ibuprofen over the period of 72.5h. The in vitro drug release demonstrated that SBA-15 presented the fastest release from 25% to 27% and SBA-15GA gave near 10% of drug release in all fluids during 72.5 h. The Korsmeyer-Peppas model better fits the release data with the Fickian diffusion mechanism and zero order kinetics for synthesized mesoporous silicas. Both pore sizes and hydrophobicity influenced the rate of the release process, indicating that the chemically modified silica can be suggested to design formulation of slow and constant release over a defined period, to avoid repeated administration.