Distribution system operation supported by contextual energy resource management based on intelligent SCADA

Future distribution systems will have to deal with an intensive penetration of distributed energy resources ensuring reliable and secure operation according to the smart grid paradigm. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) is an essential infrastructure for this evolution. This paper proposes a new conceptual design of an intelligent SCADA with a decentralized, flexible, and intelligent approach, adaptive to the context (context awareness). This SCADA model is used to support the energy resource management undertaken by a distribution network operator (DNO). Resource management considers all the involved costs, power flows, and electricity prices, allowing the use of network reconfiguration and load curtailment. Locational Marginal Prices (LMP) are evaluated and used in specific situations to apply Demand Response (DR) programs on a global or a local basis. The paper includes a case study using a 114 bus distribution network and load demand based on real data.

The daily and hourly energy consumption and load forecasting using artifitial neural network method: a case study using a set of 93 households in Portugal

It is important to understand and forecast a typical or a particularly household daily consumption in order to design and size suitable renewable energy systems and energy storage. In this research for Short Term Load Forecasting (STLF) it has been used Artificial Neural Networks (ANN) and, despite the consumption unpredictability, it has been shown the possibility to forecast the electricity consumption of a household with certainty. The ANNs are recognized to be a potential methodology for modeling hourly and daily energy consumption and load forecasting. Input variables such as apartment area, numbers of occupants, electrical appliance consumption and Boolean inputs as hourly meter system were considered. Furthermore, the investigation carried out aims to define an ANN architecture and a training algorithm in order to achieve a robust model to be used in forecasting energy consumption in a typical household. It was observed that a feed-forward ANN and the Levenberg-Marquardt algorithm provided a good performance. For this research it was used a database with consumption records, logged in 93 real households, in Lisbon, Portugal, between February 2000 and July 2001, including both weekdays and weekend. The results show that the ANN approach provides a reliable model for forecasting household electric energy consumption and load profile. © 2014 The Author.

FEW phone file system

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

Gestão de resíduos produzidos num sistema de drenagem e tratamento de águas residuais

O presente trabalho centra-se na gestão de resíduos produzidos no sistema de drenagem e tratamento de águas residuais do município de Vila Nova de Gaia. A entidade onde decorreu o trabalho é uma empresa responsável pela distribuição de água e pela drenagem e tratamento de águas residuais. A empresa está certificada pela norma NP EN ISO 14001, desde 2001, sendo então um dos objectivos o enquadramento da gestão dos resíduos em estudo na referida norma, acompanhando os requisitos da mesma com vista ao seu total cumprimento. Outros dos objectivos foi estudar qual a opção de tratamento mais adequada a aplicar ao resíduo no seu local de armazenamento temporário com vista a minorar os seus impactes ambientais. De acordo com a caracterização analítica do resíduo e com os aspetos legais aplicáveis, foram também analisados os destinos finais possíveis e ambientalmente adequados ao resíduo. A medida proposta para a minimização de impactes no local de armazenamento temporário do resíduo foi a estabilização com cal nos leitos de secagem, disponíveis numa antiga ETAR de loteamento. O doseamento de cal a aplicar ao resíduo será de 10 kg de cal apagada comercial (Ca (OH)2) por uma tonelada de resíduo fresco com um período mínimo de secagem de 2 meses. Outra das medidas de minimização de impactes selecionada foi a implantação de uma cortina arbórea ao redor da instalação. Sendo o resíduo em estudo muito heterogéneo, constituído principalmente por areias, terras e gradados, a valorização foi equacionada mas não foram encontrados alternativas viáveis. O destino final considerado como mais adequado tendo em conta todas as características do resíduo e eluato, analisadas de acordo com o previsto no Decreto-Lei n.º 183/2009 de 10 de Agosto, foi o aterro para resíduos não perigosos. Foi também objecto do estudo a identificação e análise de todos os aspectos ambientais relacionados com a gestão de resíduos e a avaliação da sua significância. Dos aspectos ambientais identificados como significativos, destacam-se aqueles que ocorrem presentemente, os resíduos armazenados (gradados/limpeza de redes), e os que podem ocorrer em situações de emergência, fuga/derrame de óleos/combustíveis e cheiros/odores. De forma a minimizar os aspectos ambientais identificados, e de acordo com a norma NP EN ISO 14001, foram propostas ações que constam de um programa de gestão elaborado para este trabalho, onde se definem os objectivos, metas e prazos. As principais medidas propostas no programa de gestão foram: Estabilização com cal (inicial e reforço se necessário); melhoria do espaço envolvente; análise de questões de saúde ocupacional/segurança; adjudicação de prestação de serviços da recolha por operador licenciado; implantação da cortina arbórea; registo no SIRAPA; criação de planos de emergência ambiental e de segurança.

Social network analysis applied to knowledge creation and transfer in the portuguese agricultural R&D field: an exploratory study

Paper presented at the 9th European Conference on Knowledge Management, Southampton Solent University, Southampton, UK, 4-5 Sep. 2008. URL: http://academic-conferences.org/eckm/eckm2008/eckm08-home.htm

Sistema de monitorização da qualidade e consumo de energia elétrica

A racionalização do consumo de energia elétrica é um tema que assume uma importância crescente nos dias de hoje. O elevado consumo de energia, principalmente a nível comercial/industrial, tem motivado o aparecimento de questões políticas, económico-sociais e ambientais que visam a sensibilização dos consumidores para a gestão eficiente dos seus recursos. Neste sentido, as empresas e instituições têm demonstrado interesse em encontrar soluções de gestão nas suas instalações elétricas que permitam a monitorização de indicadores e a previsão de falhas cuja ocorrência acarreta elevados custos de reparação/substituição, de paragem de produção, entre outros. O estudo aqui apresentado surge no âmbito de um projeto académico, cuja finalidade se prende com a implementação de um sistema de monitorização da qualidade e consumo de energia elétrica no Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Baseado numa rede de dispositivos analisadores de parâmetros de energia elétrica, estes equipamentos de medição dispõem de software próprio, o GridVis, que permite o acesso remoto, através de uma rede Ethernet, aos parâmetros de energia (grandezas físicas elétricas). O sistema desenvolvido é capaz de identificar parâmetros de consumo de energia anómalos e emitir alertas, pré-programados em linguagem C++ e diagrama de blocos. Permite, por exemplo, detetar um consumo instantâneo excessivo de energia e alertar a sua ocorrência. As páginas de acesso aos parâmetros medidos por cada dispositivo são acessíveis através de uma interface gráfica desenvolvida em Adobe Flash que inclui, de uma forma simples e organizada, a informação relativa à distribuição dos dispositivos de medição. Num contexto de expansão deste projeto para outros edifícios do ISEP, a solução desenvolvida encontra-se preparada para ser adaptada em qualquer local, desde que reúna certos requisitos.

Sinalização de Orientação em Estradas Integradas em Rede

A rede viária de um país proporciona, não só o encurtamento de distâncias como também o desenvolvimento social e económico. Assim, importa que em qualquer ponto do traçado o utilizador possa reconhecer, de forma inequívoca, o seu posicionamento em relação à via e ao seu destino. Neste propósito a sinalização assume um papel fundamental. Sinalização define-se como o interface entre a estrada e o condutor, tendo por base um sistema de comunicação, constituído por mensagens escritas ou simbólicas, que fornecem ao condutor uma correta perceção da estrada em que circula. Este facto, contribui para uma melhoria das condições de segurança rodoviária diminuindo a sua sinistralidade. A nível nacional a sinalização de orientação é regulada pela norma de sinalização vertical de orientação. Todavia identificou-se a necessidade de atualização desta, estando para isso eminente a publicação da versão definitiva da disposição normativa. De referir que ambas não possuem carácter obrigatório, mas constituem um manual de boas práticas na área. Com esta dissertação pretende-se conhecer, a viabilidade e as implicações inerentes à aplicação da disposição normativa, com especial enfoque na metodologia utilizada para a escolha dos destinos inscritos nos painéis de sinalização. Para isso procedeu-se a uma análise comparativa entre a norma de sinalização vertical de orientação e a disposição normativa, através do estudo de casos práticos. Nesse sentido, comparou-se os resultados teóricos obtidos pela aplicação das duas normas e o que, na realidade, se encontra no local. Associadamente procedeu-se a um estudo das normas aplicadas em países europeus de referencia com o intuito de verificar quais as práticas seguidas. Conclui-se, com esta dissertação, que a disposição normativa, pretensa atualização da norma em vigor, carece de diversas melhorias, de forma a proporcionar uma melhor adequação ao panorama rodoviário nacional e proporcionar a continuidade de sinalização orientação transfronteiriça.

An intelligent clustering scheme for distributed intrusion detection in vehicular cloud computing

In recent years, vehicular cloud computing (VCC) has emerged as a new technology which is being used in wide range of applications in the area of multimedia-based healthcare applications. In VCC, vehicles act as the intelligent machines which can be used to collect and transfer the healthcare data to the local, or global sites for storage, and computation purposes, as vehicles are having comparatively limited storage and computation power for handling the multimedia files. However, due to the dynamic changes in topology, and lack of centralized monitoring points, this information can be altered, or misused. These security breaches can result in disastrous consequences such as-loss of life or financial frauds. Therefore, to address these issues, a learning automata-assisted distributive intrusion detection system is designed based on clustering. Although there exist a number of applications where the proposed scheme can be applied but, we have taken multimedia-based healthcare application for illustration of the proposed scheme. In the proposed scheme, learning automata (LA) are assumed to be stationed on the vehicles which take clustering decisions intelligently and select one of the members of the group as a cluster-head. The cluster-heads then assist in efficient storage and dissemination of information through a cloud-based infrastructure. To secure the proposed scheme from malicious activities, standard cryptographic technique is used in which the auotmaton learns from the environment and takes adaptive decisions for identification of any malicious activity in the network. A reward and penalty is given by the stochastic environment where an automaton performs its actions so that it updates its action probability vector after getting the reinforcement signal from the environment. The proposed scheme was evaluated using extensive simulations on ns-2 with SUMO. The results obtained indicate that the proposed scheme yields an improvement of 10 % in detection rate of malicious nodes when compared with the existing schemes.

Allocation of Parallel Real-Time Tasks in Distributed Multi-core Architectures supported by an FTT-SE Network

Distributed real-time systems such as automotive applications are becoming larger and more complex, thus, requiring the use of more powerful hardware and software architectures. Furthermore, those distributed applications commonly have stringent real-time constraints. This implies that such applications would gain in flexibility if they were parallelized and distributed over the system. In this paper, we consider the problem of allocating fixed-priority fork-join Parallel/Distributed real-time tasks onto distributed multi-core nodes connected through a Flexible Time Triggered Switched Ethernet network. We analyze the system requirements and present a set of formulations based on a constraint programming approach. Constraint programming allows us to express the relations between variables in the form of constraints. Our approach is guaranteed to find a feasible solution, if one exists, in contrast to other approaches based on heuristics. Furthermore, approaches based on constraint programming have shown to obtain solutions for these type of formulations in reasonable time.

Effects of Acute Autonomic Modulation on Atrial Conduction Delay and Local Electrograms Duration in Paroxysmal Atrial Fibrillation

Slowed atrial conduction may contribute to reentry circuits and vulnerability for atrial fibrillation (AF). The autonomic nervous system (ANS) has modulating effects on electrophysiological properties. However, complex interactions of the ANS with the arrhythmogenic substrate make it difficult to understand the mechanisms underlying induction and maintenance of AF. AIM: To determine the effect of acute ANS modulation in atrial activation times in patients (P) with paroxysmal AF (PAF). METHODS AND RESULTS: 16P (9 men; 59±14years) with PAF, who underwent electrophysiological study before AF ablation, and 15P (7 men; 58±11years) with atrioventricular nodal reentry tachycardia, without documentation or induction of AF (control group). Each group included 7P with arterial hypertension but without underlying structural heart disease. The study was performed while off drugs. Multipolar catheters were placed at the high right atrium (HRA), right atrial appendage (RAA), coronary sinus (CS) and His bundle area (His). At baseline and with HRA pacing (600ms, shortest propagated S2) we measured: i) intra-atrial conduction time (IACT, between RAA and atrial deflection in the distal His), ii) inter-atrial conduction time (interACT, between RAA and distal CS), iii) left atrial activation time (LAAT, between atrial deflection in the distal His and distal CS), iv) bipolar electrogram duration at four atrial sites (RAA, His, proximal and distal CS). In the PAF group, measurements were also determined during handgrip and carotid sinus massage (CSM), and after pharmacological blockade of the ANS (ANSB). AF was induced by HRA programmed stimulation in 56% (self-limited - 6; sustained - 3), 68.8% (self-limited - 6; sustained - 5), and 50% (self-limited - 5; sustained - 3) of the P, in basal, during ANS maneuvers, and after ANSB, respectively (p=NS). IACT, interACT and LAAT significantly lengthened during HRA pacing in both groups (600ms, S2). P with PAF have longer IACT (p<0.05), a higher increase in both IACT, interACT (p<0.01) and electrograms duration (p<0.05) with S2, and more fragmented activity, compared with the control group. Atrial conduction times and electrograms duration were not significantly changed during ANS stimulation. Nevertheless, ANS maneuvers increased heterogeneity of the local electrograms duration. Also, P with sustained AF showed longer interACT and LAAT during CSM. CONCLUSION: Atrial conduction times, electrograms duration and fractionated activity are increased in PAF, suggesting a role for conduction delays in the arrhythmogenic substrate. Acute vagal stimulation is associated with prolonged interACT and LAAT in P with inducible sustained AF and ANS modulation may influence the heterogeneity of atrial electrograms duration.

Desenvolvimento de um serviço local de Saúde Mental em Famalicão

RESUMO: O desenvolvimento de serviços locais adequados deve ser baseado numa avaliação sistemática das necessidades e resultados obtidos nos cuidados a uma população de indivíduos identificados como apresentando uma doença mental na área de referenciação do serviço. Neste sentido foram utilizados os seguintes métodos: dados epidemiológicos acerca das necessidades locais e taxas de utilização de serviços a nível nacional e local, este último com base no case-register. Os diagnósticos de maior prevalência em ambulatório são as perturbações de humor e as perturbações neuróticas de stress ou somatoformes, com uma preponderância de doenças mentais comuns (depressão e ansiedade) em serviços de psiquiatria. Constatam-se baixas taxas de abandono da consulta (12%). A idade, a doença e a escolaridade estão correlacionados com o risco de drop-out, mas utilizada a regressão logística, a idade e a escolaridade perdem o seu significado estatístico. Encontram-se taxas reduzidas de drop-out dos indivíduos com psicose ou perturbações bipolares, em virtude da intervenção activa da equipa. Os custos de transporte, a distância ao local de consulta e o tempo de espera para a primeira consulta são barreiras no acesso aos cuidados a nível local. Os cuidadores não se sentem apoiados pela rede de suporte social e queixam-se sobretudo da acessibilidade, mas exibem elevadas taxas de satisfação com os serviços prestados. Decidiu-se apostar numa organização do serviço baseada na comunidade, com intervenções baseadas na evidência, dando prioridade ao doente mental grave e à qualidade dos cuidados.----------- ABSTRACT: The development of appropriate local services should be based on a systematic assessment of the needs and outcomes of the population of individuals identified as mentally ill within the service’s catchment area. A number of methods may be used as proxies in assessing local needs for services, such as service utilization rates found nationally and locally, by case-register. The most prevalent diagnoses in ambulatory care are mood disorders and neurotic, stress and somatoform disorders, with a majority of common mental disorders (depression and anxiety) in psychiatric services. Low dropout rates (12%) are found in ambulatory care. Age, disease and education are correlated with the risk of drop-out, but after using logistic regression, age and education lose their statistical significance. Low drop-out rates are found in individuals with psychosis or bipolar disorders, because the active intervention from the team. The costs of transportation, distance and the waiting time for the first consultation are barriers in access of care locally. Carers do not feel supported by the network of social support and complain primarily of accessibility, but exhibit high levels of satisfaction with the services provided. It was decided to invest in a service organization based in the community with evidence-based interventions, giving priority to severe mental illness and quality of care.

Implementation of an IoT-based Sensor Network Integrating IoT-based Sensor Networks with Large-Scale Message Distribution

As technology advances not only do new standards and programming styles appear but also some of the previously established ones gain relevance. In a new Internet paradigm where interconnection between small devices is key to the development of new businesses and scientific advancement there is the need to find simple solutions that anyone can implement in order to allow ideas to become more than that, ideas. Open-source software is still alive and well, especially in the area of the Internet of Things. This opens windows for many low capital entrepreneurs to experiment with their ideas and actually develop prototypes, which can help identify problems with a project or shine light on possible new features and interactions. As programming becomes more and more popular between people of fields not related to software there is the need for guidance in developing something other than basic algorithms, which is where this thesis comes in: A comprehensive document explaining the challenges and available choices of developing a sensor data and message delivery system, which scales well and implements the delivery of critical messages. Modularity and extensibility were also given much importance, making this an affordable tool for anyone that wants to build a sensor network of the kind.

CMOS indoor light energy harvesting system for wireless sensing applications

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Phlebotominae sand flies (Diptera: Psychodidae): potential vectors of American cutaneous leishmaniasis agents in the area associated with the Santo Antônio Hydroelectric System in Western Amazonian Brazil

INTRODUCTION: An entomological study was conducted as part of a vector-monitoring program in the area associated with the Santo Antônio hydroelectric system in State of Rondônia, Western Amazonian Brazil. METHODS: Fourteen sampling sites were surveyed to obtain data on the potential vectors of Leishmania spp. in the area. Sand flies were collected from 2011 to 2014 during the months of January/February (rainy season), May/June (dry season), and September/October (intermediary season) using light traps arranged in three vertical strata (0.5, 1, and 20m). RESULTS : A total of 7,575 individuals belonging to 62 species/subspecies were collected. The five most frequently collected sand flies were Psychodopygus davisi (Root) (36.67%), Trichophoromyia ubiquitalis (Mangabeira) (8.51%), Nyssomyia umbratilis (Ward & Fraiha) (6.14%), Bichromomyia flaviscutellata (Mangabeira) (5.74%), and Psychodopygus complexus (Mangabeira) (5.25%). These species have been implicated in the transmission of American cutaneous leishmaniasis agents in the Brazilian Amazon region and described as potential vectors of this disease in the study area. CONCLUSIONS: Additional surveillance is needed, especially in areas where these five species of sand fly are found.

Percepción y uso de flora y fauna por parte de los pobladores del sistema Laguna Mar Chiquita - Bañados del Río Dulce y área de influencia: diagnóstico e implicaciones para la conservación. Perception and use of flora and fauna by people of the system "Laguna Mar Chiquita - Bañados del Río Dulce" and it influence area: diagnosis and conservation implications.

La percepción, consumo y manejo de recursos naturales forma parte del conocimiento tradicional de distintas poblaciones humanas e involucra diversidad de actividades (recolección de plantas, caza y pesca, etc). Entre los vegetales, el uso de plantas medicinales se destaca por su persistencia y ubicuidad. El recurso animal, a través de la caza y la pesca, es fundamental como fuente de alimento y empleo. El sistema Mar Chiquita-Bañados del Río Dulce se destaca por su biodiversidad y la existencia de prácticas tradicionales de uso. La presión por conversión de ambientes naturales a tierras dedicadas al cultivo es fuerte, afectando principalmente a los bosques autóctonos, y las especies animales que en él habitan. Además, la desaparición de ambientes naturales conlleva la pérdida de prácticas tradicionales de uso, con la consiguiente deculturación. El presente trabajo evaluará la percepción y utilización de recursos naturales por los pobladores del área de influencia de Bañados del Río Dulce y Laguna Mar Chiquita, centrándose en plantas medicinales, peces, aves y mamíferos, a la vez de indagar sobre la diversidad de percepciones y conductas de apropiación de los recursos, dado que en la región coexisten diferentes pautas socio-culturales de acuerdo al grupo de procedencia. Como metodología básica para la recolección de datos de percepción y uso se utilizarán encuestas semi-estructuradas. Sobre el origen étnico y lazos sociales se relevarán de fuentes escritas sobre procedencia, pautas de elección de pareja y formas de residencia. Los muestreos de fauna a campo se realizarán al azar estratificados en pastizal, bosque, y áreas relacionadas a humedales en busca de huellas, heces y señales de la presencia de especies animales focales, a la vez de prospección visual y auditiva. Los datos obtenidos acerca del conocimiento y uso del ambiente se presentarán y analizarán mediante técnicas específicas para análisis de datos antropológicos cualitativos y madiante ANOVA. Los datos sobre origen y lazos serán analizados según indicadores de endogamia geográfica e indicadores de endogamia reproductiva. Los datos de presencia de las especies se utilizarán para desarrollar modelos de distribución regional y de nicho ecológico. Se espera caracterizar en forma diferencial la percepción y uso del ambiente de acuerdo al origen o área de residencia, a la vez de generar mapas de distribución de especies focales. Asimismo, se propondrán acciones de conservación de la biodiversidad, tales como cartillas o talleres tendientes a reforzar y re-significar los conocimientos locales sobre el uso de flora y fauna.