Metrological characterization of sensors and instrumentation for distribution grid monitoring and electrical asset diagnostics

The Smart Grid needs a large amount of information to be operated and day by day new information is required to improve the operation performance. It is also fundamental that the available information is reliable and accurate. Therefore, the role of metrology is crucial, especially if applied to the distribution grid monitoring and the electrical assets diagnostics. This dissertation aims at better understanding the sensors and the instrumentation employed by the power system operators in the above-mentioned applications and studying new solutions. Concerning the research on the measurement applied to the electrical asset diagnostics: an innovative drone-based measurement system is proposed for monitoring medium voltage surge arresters. This system is described, and its metrological characterization is presented. On the other hand, the research regarding the measurements applied to the grid monitoring consists of three parts. The first part concerns the metrological characterization of the electronic energy meters’ operation under off-nominal power conditions. Original test procedures have been designed for both frequency and harmonic distortion as influence quantities, aiming at defining realistic scenarios. The second part deals with medium voltage inductive current transformers. An in-depth investigation on their accuracy behavior in presence of harmonic distortion is carried out by applying realistic current waveforms. The accuracy has been evaluated by means of the composite error index and its approximated version. Based on the same test setup, a closed-form expression for the measured current total harmonic distortion uncertainty estimation has been experimentally validated. The metrological characterization of a virtual phasor measurement unit is the subject of the third and last part: first, a calibrator has been designed and the uncertainty associated with its steady-state reference phasor has been evaluated; then this calibrator acted as a reference, and it has been used to characterize the phasor measurement unit implemented within a real-time simulator.

Il passato nell’epoca della sua (ri)producibilità digitale. Torino 1943 - 45. Metodologia della ricerca con tecnologie informatiche. Sistema storico-territoriale di informazione multimediale

Se il lavoro dello storico è capire il passato come è stato compreso dalla gente che lo ha vissuto, allora forse non è azzardato pensare che sia anche necessario comunicare i risultati delle ricerche con strumenti propri che appartengono a un'epoca e che influenzano la mentalità di chi in quell'epoca vive. Emergenti tecnologie, specialmente nell’area della multimedialità come la realtà virtuale, permettono agli storici di comunicare l’esperienza del passato in più sensi. In che modo la storia collabora con le tecnologie informatiche soffermandosi sulla possibilità di fare ricostruzioni storiche virtuali, con relativi esempi e recensioni? Quello che maggiormente preoccupa gli storici è se una ricostruzione di un fatto passato vissuto attraverso la sua ricreazione in pixels sia un metodo di conoscenza della storia che possa essere considerato valido. Ovvero l'emozione che la navigazione in una realtà 3D può suscitare, è un mezzo in grado di trasmettere conoscenza? O forse l'idea che abbiamo del passato e del suo studio viene sottilmente cambiato nel momento in cui lo si divulga attraverso la grafica 3D? Da tempo però la disciplina ha cominciato a fare i conti con questa situazione, costretta soprattutto dall'invasività di questo tipo di media, dalla spettacolarizzazione del passato e da una divulgazione del passato parziale e antiscientifica. In un mondo post letterario bisogna cominciare a pensare che la cultura visuale nella quale siamo immersi sta cambiando il nostro rapporto con il passato: non per questo le conoscenze maturate fino ad oggi sono false, ma è necessario riconoscere che esiste più di una verità storica, a volte scritta a volte visuale. Il computer è diventato una piattaforma onnipresente per la rappresentazione e diffusione dell’informazione. I metodi di interazione e rappresentazione stanno evolvendo di continuo. Ed è su questi due binari che è si muove l’offerta delle tecnologie informatiche al servizio della storia. Lo scopo di questa tesi è proprio quello di esplorare, attraverso l’utilizzo e la sperimentazione di diversi strumenti e tecnologie informatiche, come si può raccontare efficacemente il passato attraverso oggetti tridimensionali e gli ambienti virtuali, e come, nel loro essere elementi caratterizzanti di comunicazione, in che modo possono collaborare, in questo caso particolare, con la disciplina storica. La presente ricerca ricostruisce alcune linee di storia delle principali fabbriche attive a Torino durante la seconda guerra mondiale, ricordando stretta relazione che esiste tra strutture ed individui e in questa città in particolare tra fabbrica e movimento operaio, è inevitabile addentrarsi nelle vicende del movimento operaio torinese che nel periodo della lotta di Liberazione in città fu un soggetto politico e sociale di primo rilievo. Nella città, intesa come entità biologica coinvolta nella guerra, la fabbrica (o le fabbriche) diventa il nucleo concettuale attraverso il quale leggere la città: sono le fabbriche gli obiettivi principali dei bombardamenti ed è nelle fabbriche che si combatte una guerra di liberazione tra classe operaia e autorità, di fabbrica e cittadine. La fabbrica diventa il luogo di "usurpazione del potere" di cui parla Weber, il palcoscenico in cui si tengono i diversi episodi della guerra: scioperi, deportazioni, occupazioni .... Il modello della città qui rappresentata non è una semplice visualizzazione ma un sistema informativo dove la realtà modellata è rappresentata da oggetti, che fanno da teatro allo svolgimento di avvenimenti con una precisa collocazione cronologica, al cui interno è possibile effettuare operazioni di selezione di render statici (immagini), di filmati precalcolati (animazioni) e di scenari navigabili interattivamente oltre ad attività di ricerca di fonti bibliografiche e commenti di studiosi segnatamente legati all'evento in oggetto. Obiettivo di questo lavoro è far interagire, attraverso diversi progetti, le discipline storiche e l’informatica, nelle diverse opportunità tecnologiche che questa presenta. Le possibilità di ricostruzione offerte dal 3D vengono così messe a servizio della ricerca, offrendo una visione integrale in grado di avvicinarci alla realtà dell’epoca presa in considerazione e convogliando in un’unica piattaforma espositiva tutti i risultati. Divulgazione Progetto Mappa Informativa Multimediale Torino 1945 Sul piano pratico il progetto prevede una interfaccia navigabile (tecnologia Flash) che rappresenti la pianta della città dell’epoca, attraverso la quale sia possibile avere una visione dei luoghi e dei tempi in cui la Liberazione prese forma, sia a livello concettuale, sia a livello pratico. Questo intreccio di coordinate nello spazio e nel tempo non solo migliora la comprensione dei fenomeni, ma crea un maggiore interesse sull’argomento attraverso l’utilizzo di strumenti divulgativi di grande efficacia (e appeal) senza perdere di vista la necessità di valicare le tesi storiche proponendosi come piattaforma didattica. Un tale contesto richiede uno studio approfondito degli eventi storici al fine di ricostruire con chiarezza una mappa della città che sia precisa sia topograficamente sia a livello di navigazione multimediale. La preparazione della cartina deve seguire gli standard del momento, perciò le soluzioni informatiche utilizzate sono quelle fornite da Adobe Illustrator per la realizzazione della topografia, e da Macromedia Flash per la creazione di un’interfaccia di navigazione. La base dei dati descrittivi è ovviamente consultabile essendo contenuta nel supporto media e totalmente annotata nella bibliografia. È il continuo evolvere delle tecnologie d'informazione e la massiccia diffusione dell’uso dei computer che ci porta a un cambiamento sostanziale nello studio e nell’apprendimento storico; le strutture accademiche e gli operatori economici hanno fatto propria la richiesta che giunge dall'utenza (insegnanti, studenti, operatori dei Beni Culturali) di una maggiore diffusione della conoscenza storica attraverso la sua rappresentazione informatizzata. Sul fronte didattico la ricostruzione di una realtà storica attraverso strumenti informatici consente anche ai non-storici di toccare con mano quelle che sono le problematiche della ricerca quali fonti mancanti, buchi della cronologia e valutazione della veridicità dei fatti attraverso prove. Le tecnologie informatiche permettono una visione completa, unitaria ed esauriente del passato, convogliando tutte le informazioni su un'unica piattaforma, permettendo anche a chi non è specializzato di comprendere immediatamente di cosa si parla. Il miglior libro di storia, per sua natura, non può farlo in quanto divide e organizza le notizie in modo diverso. In questo modo agli studenti viene data l'opportunità di apprendere tramite una rappresentazione diversa rispetto a quelle a cui sono abituati. La premessa centrale del progetto è che i risultati nell'apprendimento degli studenti possono essere migliorati se un concetto o un contenuto viene comunicato attraverso più canali di espressione, nel nostro caso attraverso un testo, immagini e un oggetto multimediale. Didattica La Conceria Fiorio è uno dei luoghi-simbolo della Resistenza torinese. Il progetto è una ricostruzione in realtà virtuale della Conceria Fiorio di Torino. La ricostruzione serve a arricchire la cultura storica sia a chi la produce, attraverso una ricerca accurata delle fonti, sia a chi può poi usufruirne, soprattutto i giovani, che, attratti dall’aspetto ludico della ricostruzione, apprendono con più facilità. La costruzione di un manufatto in 3D fornisce agli studenti le basi per riconoscere ed esprimere la giusta relazione fra il modello e l’oggetto storico. Le fasi di lavoro attraverso cui si è giunti alla ricostruzione in 3D della Conceria: . una ricerca storica approfondita, basata sulle fonti, che possono essere documenti degli archivi o scavi archeologici, fonti iconografiche, cartografiche, ecc.; . La modellazione degli edifici sulla base delle ricerche storiche, per fornire la struttura geometrica poligonale che permetta la navigazione tridimensionale; . La realizzazione, attraverso gli strumenti della computer graphic della navigazione in 3D. Unreal Technology è il nome dato al motore grafico utilizzato in numerosi videogiochi commerciali. Una delle caratteristiche fondamentali di tale prodotto è quella di avere uno strumento chiamato Unreal editor con cui è possibile costruire mondi virtuali, e che è quello utilizzato per questo progetto. UnrealEd (Ued) è il software per creare livelli per Unreal e i giochi basati sul motore di Unreal. E’ stata utilizzata la versione gratuita dell’editor. Il risultato finale del progetto è un ambiente virtuale navigabile raffigurante una ricostruzione accurata della Conceria Fiorio ai tempi della Resistenza. L’utente può visitare l’edificio e visualizzare informazioni specifiche su alcuni punti di interesse. La navigazione viene effettuata in prima persona, un processo di “spettacolarizzazione” degli ambienti visitati attraverso un arredamento consono permette all'utente una maggiore immersività rendendo l’ambiente più credibile e immediatamente codificabile. L’architettura Unreal Technology ha permesso di ottenere un buon risultato in un tempo brevissimo, senza che fossero necessari interventi di programmazione. Questo motore è, quindi, particolarmente adatto alla realizzazione rapida di prototipi di una discreta qualità, La presenza di un certo numero di bug lo rende, però, in parte inaffidabile. Utilizzare un editor da videogame per questa ricostruzione auspica la possibilità di un suo impiego nella didattica, quello che le simulazioni in 3D permettono nel caso specifico è di permettere agli studenti di sperimentare il lavoro della ricostruzione storica, con tutti i problemi che lo storico deve affrontare nel ricreare il passato. Questo lavoro vuole essere per gli storici una esperienza nella direzione della creazione di un repertorio espressivo più ampio, che includa gli ambienti tridimensionali. Il rischio di impiegare del tempo per imparare come funziona questa tecnologia per generare spazi virtuali rende scettici quanti si impegnano nell'insegnamento, ma le esperienze di progetti sviluppati, soprattutto all’estero, servono a capire che sono un buon investimento. Il fatto che una software house, che crea un videogame di grande successo di pubblico, includa nel suo prodotto, una serie di strumenti che consentano all'utente la creazione di mondi propri in cui giocare, è sintomatico che l'alfabetizzazione informatica degli utenti medi sta crescendo sempre più rapidamente e che l'utilizzo di un editor come Unreal Engine sarà in futuro una attività alla portata di un pubblico sempre più vasto. Questo ci mette nelle condizioni di progettare moduli di insegnamento più immersivi, in cui l'esperienza della ricerca e della ricostruzione del passato si intreccino con lo studio più tradizionale degli avvenimenti di una certa epoca. I mondi virtuali interattivi vengono spesso definiti come la forma culturale chiave del XXI secolo, come il cinema lo è stato per il XX. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di suggerire che vi sono grosse opportunità per gli storici impiegando gli oggetti e le ambientazioni in 3D, e che essi devono coglierle. Si consideri il fatto che l’estetica abbia un effetto sull’epistemologia. O almeno sulla forma che i risultati delle ricerche storiche assumono nel momento in cui devono essere diffuse. Un’analisi storica fatta in maniera superficiale o con presupposti errati può comunque essere diffusa e avere credito in numerosi ambienti se diffusa con mezzi accattivanti e moderni. Ecco perchè non conviene seppellire un buon lavoro in qualche biblioteca, in attesa che qualcuno lo scopra. Ecco perchè gli storici non devono ignorare il 3D. La nostra capacità, come studiosi e studenti, di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l’evidenza. Perché gli storici possano ottenere il beneficio che il 3D porta con sè, tuttavia, devono sviluppare un’agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Una ricostruzione storica può essere molto utile dal punto di vista educativo non sono da chi la visita ma, anche da chi la realizza. La fase di ricerca necessaria per la ricostruzione non può fare altro che aumentare il background culturale dello sviluppatore. Conclusioni La cosa più importante è stata la possibilità di fare esperienze nell’uso di mezzi di comunicazione di questo genere per raccontare e far conoscere il passato. Rovesciando il paradigma conoscitivo che avevo appreso negli studi umanistici, ho cercato di desumere quelle che potremo chiamare “leggi universali” dai dati oggettivi emersi da questi esperimenti. Da punto di vista epistemologico l’informatica, con la sua capacità di gestire masse impressionanti di dati, dà agli studiosi la possibilità di formulare delle ipotesi e poi accertarle o smentirle tramite ricostruzioni e simulazioni. Il mio lavoro è andato in questa direzione, cercando conoscere e usare strumenti attuali che nel futuro avranno sempre maggiore presenza nella comunicazione (anche scientifica) e che sono i mezzi di comunicazione d’eccellenza per determinate fasce d’età (adolescenti). Volendo spingere all’estremo i termini possiamo dire che la sfida che oggi la cultura visuale pone ai metodi tradizionali del fare storia è la stessa che Erodoto e Tucidide contrapposero ai narratori di miti e leggende. Prima di Erodoto esisteva il mito, che era un mezzo perfettamente adeguato per raccontare e dare significato al passato di una tribù o di una città. In un mondo post letterario la nostra conoscenza del passato sta sottilmente mutando nel momento in cui lo vediamo rappresentato da pixel o quando le informazioni scaturiscono non da sole, ma grazie all’interattività con il mezzo. La nostra capacità come studiosi e studenti di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l’evidenza. Perché gli storici possano ottenere il beneficio sottinteso al 3D, tuttavia, devono sviluppare un’agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Le esperienze raccolte nelle pagine precedenti ci portano a pensare che in un futuro non troppo lontano uno strumento come il computer sarà l’unico mezzo attraverso cui trasmettere conoscenze, e dal punto di vista didattico la sua interattività consente coinvolgimento negli studenti come nessun altro mezzo di comunicazione moderno.

Approximation algorithms

Increasing global competition, rapidly changing markets, and greater consumer awareness have altered the way in which corporations do business. To become more efficient, many industries have sought to model some operational aspects by gigantic optimization problems. It is not atypical to encounter models that capture 106 separate “yes” or “no” decisions to be made. Although one could, in principle, try all 2106 possible solutions to find the optimal one, such a method would be impractically slow. Unfortunately, for most of these models, no algorithms are known that find optimal solutions with reasonable computation times. Typically, industry must rely on solutions of unguaranteed quality that are constructed in an ad hoc manner. Fortunately, for some of these models there are good approximation algorithms: algorithms that produce solutions quickly that are provably close to optimal. Over the past 6 years, there has been a sequence of major breakthroughs in our understanding of the design of approximation algorithms and of limits to obtaining such performance guarantees; this area has been one of the most flourishing areas of discrete mathematics and theoretical computer science.

In memoriam: Dimitar Shishkov

Bulgarian and world computer science lost a prominent colleague: Dimitar Petrov Shishkov 22th January 1939, Varna – 8th March 2004, Sofia D. Shishkov graduated mathematics at Sofia University in 1962. In the last year of his studies he started a specialization as a programmer at the Joint Institute of Nuclear Research – Dubna which lasted three years. Then he worked at the Institute of Mathematics for two years. In 1966 D. Shishkov together with a group of experts transferred to the newly created Central Laboratory for Information Technologies. In 1976 he defended his PhD dissertation. He has been an associate professor in computer science at Sofia University since 1985 and a professor in computer science since 2000. His scientific interests and results were in the fields of computer architectures, computational linguistics, artificial intelligence, numerical methods, data structures, etc. He was remarkable with his teaching activities. D. Shishkov was the creator of high-quality software for the first Bulgarian electronic calculator “ELKA” – one of the first calculators in the world as well as for the series of next calculators and for specialized minicomputers. He was the initiator of the international project “Computerization of the natural languages”. He was a member of a range of international scientific organizations. Among his numerous activities was the organization of the I-st Programming competition in 1979. D. Shishkov was the initiator of sport dancing in Bulgaria (1967) and founder of the first sport-dancing high school education in the world. D. Shishkov was a highly accomplished person with a diversity of interests, with a developed social responsibility and accuracy in his work. In 1996 D. Shishkov was awarded with the International Prize ITHEA for outstanding achievements in the field of Information Theories and Applications. We are grateful to D. Shishkov for the chance to work together with him for establishment and development of IJ ITA.

Mathematica Balkanica New Series Book Volume 24 2010

Muharem Avdispahic 1 Coordinator of the TEMPUS Project SEE Doctoral Studies in Mathematical Sciences (144703-TEMPUS-2008-BA-TEMPUS-JPCR) The main goals of the TEMPUS Project ”SEE Doctoral Studies in Math- ematical Sciences”, funded by European Commission under the TEMPUS IV first call, consist of the development of a model of structured doctoral studies in Mathematical Sciences involving the network of Western Balkans universi- ties, the curricula design based on the existing strenghts and tendencies in the areas of Pure Mathematics, Applied Mathematics and Theoretical Computer Science and the first phase of implementation of the agreed model during the SEE Doctoral Year in Mathematical Sciences 2011. A decisive step in this direction was ”SEE Young Researchers Workshop” held in Ohrid, FYR Macedonia, September 16-20, 2009, as a part of the Math- ematical Society of South-Eastern Europe (MASSEE) International Congress on Mathematics - MICOM 2009. MICOM 2009 continued the tradition of two previous highly successful MASSEE congresses that took place in Bulgaria in 2003 and in Cyprus in 2006. This volume of the journal Mathematika Balkanica contains the talks de- livered at Ohrid Workshop by South-Eastern European PhD students in various stage of their research towards a doctoral degree in mathematics or informat- ics. Facilitating publication efforts of young researchers from the universities of Sarajevo, Tuzla, Belgrade, Skopje, Stip, Graz, and Sofia fully coincides with MASSEE goals to promote, organize and support scientific, research and edu- cational activities in South-Eastern Europe. The consent of the Editorial Board of Mathematica Balkanica to publish ”SEE Young Researchers Workshop” contributions aptly meets intentions of European reform processes aimed at creating the European Higher Education Area and European Research Area. It is an encouragement to these young researchers in the first place and at the same time an encouragement to their institutions in overcoming fragmentation and enhancing their capacities through fostering reciprocal development of human resources.

Heavy-Light Mesons in Minkowski Space

Following up on earlier work on the $q\bar{q}$-bound-state problem using a covariant, chiral-symmetric formalism based upon the Covariant Spectator Theory, we study the heavy–light case for both pseudoscalar and vector mesons. Derived directly in Minkowski space, our approach approximates the full Bethe–Salpeter-equation, taking into account, effectively, the contributions of both ladder and crossed ladder diagrams in the kernel. Results for several mass spectra using a relativistic covariant generalization of a Cornell plus a constant potential to model the interquark interaction are given and discussed.

Applying recommendations to aligncompetences, methodology and assessment in Telematics, Computing and Electronic Engineering courses

The alignment between competences, teaching-learning methodologies and assessment is a key element of the European Higher Education Area. This paper presents the efforts carried out by six Telematics, Computer Science and Electronic Engineering Education teachers towards achieving this alignment in their subjects. In a joint work with pedagogues, a set of recommended actions were identified. A selection of these actions were applied and evaluated in the six subjects. The cross-analysis of the results indicate that the actions allow students to better understand the methodologies and assessment planned for the subjects, facilitate (self-) regulation and increase students’ involvement in the subjects.

New Trends in Networking, Computing, E-learning, Systems Sciences, and Engineering

This book provides the latest in a series of books growing out of the International Joint Conferences on Computer, Information and Systems Sciences and Engineering. It includes chapters in the most advanced areas of Computing, Informatics, Systems Sciences and Engineering. It has accessible to a wide range of readership, including professors, researchers, practitioners and students. This book includes a set of rigorously reviewed world-class manuscripts addressing and detailing state-of-the-art research projects in the areas of Computer Science, Informatics, and Systems Sciences, and Engineering. It includes selected papers form the conference proceedings of the Ninth International Joint Conferences on Computer, Information, and Systems Sciences, and Engineering (CISSE 2013). Coverage includes topics in: Industrial Electronics, Technology & Automation, Telecommunications and Networking, Systems, Computing Sciences and Software Engineering, Engineering Education, Instructional Technology, Assessment, and E-learning.

Theoretical and Experimental Study of Polarization Dependent Loss in a Optical Recirculating Loop

An experimental study of the Polarization Dependent Loss (PDL) is performed in an Optical Recirculating Loop (RCL). The RCL enables to simulate the transmission through various optical links using just one optical fiber spool, one in line amplifier, some optical filters and devices in a low cost manner. The total amount of PDL in a Recirculating loop, due to its statistical nature, is different of the simple sum of each element of the recirculating loop because of the alignment variation of the PDL elements with time, depending on the environmental conditions such as fiber stress and temperature. In this paper theoretical studies are also performed using formalism of Jones and Mueller matrices in order to represent the different optical elements in the recirculating loop. The PDL must be correctly characterized in order to evaluate properly the impact on the performance of next generation DWDM systems. Theoretical and experimental results comparison shows that a depolarization of 7% occurs in the experimental setup, probably by the optical amplifier due to the depolarized nature of the amplified spontaneous emission.

Hybrid Algorithms for Routing and Assignment Wavelengths in Optical Networks

This paper presents a strategy for the solution of the WDM optical networks planning. Specifically, the problem of Routing and Wavelength Allocation (RWA) in order to minimize the amount of wavelengths used. In this case, the problem is known as the Min-RWA. Two meta-heuristics (Tabu Search and Simulated Annealing) are applied to take solutions of good quality and high performance. The key point is the degradation of the maximum load on the virtual links in favor of minimization of number of wavelengths used; the objective is to find a good compromise between the metrics of virtual topology (load in Gb/s) and of the physical topology (quantity of wavelengths). The simulations suggest good results when compared to some existing in the literature.

Collaborative e-learning and Learning Objects

The Learning Object (OA) is any digital resource that can be reused to support learning with specific functions and objectives. The OA specifications are commonly offered in SCORM model without considering activities in groups. This deficiency was overcome by the solution presented in this paper. This work specified OA for e-learning activities in groups based on SCORM model. This solution allows the creation of dynamic objects which include content and software resources for the collaborative learning processes. That results in a generalization of the OA definition, and in a contribution with e-learning specifications.