Efficient Multi-Granularity Service Composition

Dynamic composition of services provides the ability to build complex distributed applications at run time by combining existing services, thus coping with a large variety of complex requirements that cannot be met by individual services alone. However, with the increasing amount of available services that differ in granularity (amount of functionality provided) and qualities, selecting the best combination of services becomes very complex. In response, this paper addresses the challenges of service selection, and makes a twofold contribution. First, a rich representation of compositional planning knowledge is provided, allowing the expression of multiple decompositions of tasks at arbitrary levels of granularity. Second, two distinct search space reduction techniques are introduced, the application of which, prior to performing service selection, results in significant improvement in selection performance in terms of execution time, which is demonstrated via experimental results.

On Real-Time Monitoring And Control For Efficient Management Of Drinking Water Networks: Barcelona Case Study

Drinking water utilities in urban areas are focused on finding smart solutions facing new challenges in their real-time operation because of limited water resources, intensive energy requirements, a growing population, a costly and ageing infrastructure, increasingly stringent regulations, and increased attention towards the environmental impact of water use. Such challenges force water managers to monitor and control not only water supply and distribution, but also consumer demand. This paper presents and discusses novel methodologies and procedures towards an integrated water resource management system based on advanced ICT technologies of automation and telecommunications for largely improving the efficiency of drinking water networks (DWN) in terms of water use, energy consumption, water loss minimization, and water quality guarantees. In particular, the paper addresses the first results of the European project EFFINET (FP7-ICT2011-8-318556) devoted to the monitoring and control of the DWN in Barcelona (Spain). Results are split in two levels according to different management objectives: (i) the monitoring level is concerned with all the aspects involved in the observation of the current state of a system and the detection/diagnosis of abnormal situations. It is achieved through sensors and communications technology, together with mathematical models; (ii) the control level is concerned with computing the best suitable and admissible control strategies for network actuators as to optimize a given set of operational goals related to the performance of the overall system. This level covers the network control (optimal management of water and energy) and the demand management (smart metering, efficient supply). The consideration of the Barcelona DWN as the case study will allow to prove the general applicability of the proposed integrated ICT solutions and their effectiveness in the management of DWN, with considerable savings of electricity costs and reduced water loss while ensuring the high European standards of water quality to citizens.

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

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

Optimization Of Groundwater Remediation With New Efficient Parallel Algorithm For Global Optimization

Application of optimization algorithm to PDE modeling groundwater remediation can greatly reduce remediation cost. However, groundwater remediation analysis requires a computational expensive simulation, therefore, effective parallel optimization could potentially greatly reduce computational expense. The optimization algorithm used in this research is Parallel Stochastic radial basis function. This is designed for global optimization of computationally expensive functions with multiple local optima and it does not require derivatives. In each iteration of the algorithm, an RBF is updated based on all the evaluated points in order to approximate expensive function. Then the new RBF surface is used to generate the next set of points, which will be distributed to multiple processors for evaluation. The criteria of selection of next function evaluation points are estimated function value and distance from all the points known. Algorithms created for serial computing are not necessarily efficient in parallel so Parallel Stochastic RBF is different algorithm from its serial ancestor. The application for two Groundwater Superfund Remediation sites, Umatilla Chemical Depot, and Former Blaine Naval Ammunition Depot. In the study, the formulation adopted treats pumping rates as decision variables in order to remove plume of contaminated groundwater. Groundwater flow and contamination transport is simulated with MODFLOW-MT3DMS. For both problems, computation takes a large amount of CPU time, especially for Blaine problem, which requires nearly fifty minutes for a simulation for a single set of decision variables. Thus, efficient algorithm and powerful computing resource are essential in both cases. The results are discussed in terms of parallel computing metrics i.e. speedup and efficiency. We find that with use of up to 24 parallel processors, the results of the parallel Stochastic RBF algorithm are excellent with speed up efficiencies close to or exceeding 100%.

Transformação genética em cevada por bombardeamento de partículas

A presente Tese de Doutorado objetivou: (1) definir um método eficiente de transformação genética, por bombardeamento de partículas, para a obtenção de plantas transgênicas de cultivares brasileiras de cevada e (2) identificar gene(s) codificante(s) de quitinase(s) potencialmente capaz(es) de conferir resistência ao fungo patogênico de cevada Bipolaris sorokiniana. Culturas de calos obtidos a partir de escutelos imaturos das cultivares Brasileiras de cevada MN-599 e MN-698 (Cia. de Bebidas das Américas, AMBEV) foram bombardeadas com partículas de tungstênio e avaliadas quanto à expressão do gene repórter gusA através de ensaios histoquímicos de GUS e quanto ao efeito dos bombardeamentos na indução estruturas embriogênicas e regeneração de plantas. As condições de biobalística analisadas incluíram a região promotora regulando a expressão de gusA, tipo e pressão de gás hélio de dois aparelhos de bombardeamento, distância de migração das partículas, número de tiros e a realização de pré e pós-tratamento osmótico dos tecidos-alvo. No presente trabalho foram obtidos um número bastante alto de pontos azuis por calo, a indução de calos embriogênicos e embriões somáticos em uma freqüência de até 58,3% e a regeneração de 60 plantas, sendo 43 de calos bombardeados. As melhores condições observadas foram o promotor e primeiro íntron do gene Adh de milho (plasmídeo pNGI), o aparelho de bombardeamento “ Particle Inflow Gun” (PIG) utilizando-se a distância de migração de partículas de 14,8 cm, dois tiros disparados por placa e a realização de tratamento osmótico dos explantes com 0,2 M de manitol e 0,2 M de sorbitol 4-5 horas antes e 17-19 horas depois dos bombardeamentos. Das 43 plantas obtidas de calos bombardeadas, 3 apresentaram atividade de GUS na base das suas folhas. A utilização de primers sintéticos definidos a partir de genes de quitinases descritos na literatura em PCRs resultou na amplificação de dois fragmentos de aproximadamente 700 e 500 pb a partir de DNA total das cvs. MN-599 e MN-698 de cevada e um fragmento, com aproximadamente 500 pb, a partir do DNA total do isolado A4c de Trichoderma sp. Estes fragmentos foram purificados dos géis de agarose e diretamente seqüenciados de forma manual e automática. Os fragmentos de 700 e 500 pb amplificados do genoma da cultivar MN-599 foram identificados como genes de quitinases de cevada e o fragmento de 500 pb do isolado A4c de Trichoderma sp. não apresentou homologia com seqüências conhecidas de quitinases depositadas no EMBL/GenBank. A utilização de novos pares de primers, representando seqüências conservadas de quitinases do fungo Metarhizium anisopliae, resultou na amplificação de 3 fragmentos a partir do DNA total do isolado A4b de Trichoderma sp., que estão sendo purificados para realização de seqüenciamento.

Prática do Efficient Consumer Response (ECR) em pequenos e médios supermercados : realidade ou fantasia?

As empresas estão atuando, hoje, frente a um mercado global que elevou os padrões de competitividade e intensificou as mudanças no comportamento do consumidor que está cada vez mais exigente, buscando alternativas cada vez mais precisas para o atendimento de suas necessidades. Para tanto, tornou-se necessário o desenvolvimento de uma estratégia de gestão que focasse a eficiência da cadeia de abastecimento como um todo. O Efficient Cosumer Response (ECR) surge na década de 90 para permitir que as empresas respondam a essas mudanças no ambiente. O objetivo do ECR é o de integrar os processos logísticos e comerciais ao longo de toda a cadeia de abastecimento, propiciando a maximização da satisfação ao consumidor, ao mesmo tempo em que permite a redução dos custos excedentes da cadeia. Essa estratégia de gestão, introduzida em 1992 nos Estados Unidos, teve sua difusão no Brasil em 1997, com a criação da Associação ECR Brasil que passou a coordenar diversos projetos-piloto de ECR no País. A partir de então, esse tema ganhou destaque junto aos membros que compõem a cadeia de abastecimento de produtos de mercearia básica. No entanto, existe uma carência de publicações acadêmicas sobre o tema. Amparada na relevância do segmento supermercadista para a economia, e pela constatação da carência de estudos científicos relacionando o tema ao segmento, este trabalho tem por objetivo descrever como os pequenos e médios supermercados de Caxias do Sul trabalham as estratégias que embasam o ECR. Para tanto, inicialmente buscou-se o embasamento, através da literatura existente, sobre os aspectos que compõem o ECR, para, num segundo momento, com base na realização de uma pesquisa exploratória junto a uma amostra não-probabilística, buscar responder ao problema de pesquisa acima exposto. A partir da pesquisa realizada, constatouse que as empresas, participantes da pesquisa, não possuem estrutura, pessoas e tecnologia capazes de suportar a aplicação formalizada e padronizada dos processos que operacionalizam as estratégias como sugerem os modelos conceituais do ECR. No entanto, constatou-se que as estratégias do ECR são utilizadas como elementos-chave para a orientação da gestão das empresas.

Cultura de anteras e embriogênese de genótipos selecionados de cevada (Hordeum vulgare L.ssp.vulgare)

A eficiência da técnica de cultura de anteras, em escala comercial, ainda pode ser considerada baixa quando medida em número de plantas duplo-haplóides férteis obtidas para cada antera estabelecida in vitro. Dessa forma, o presente trabalho é pioneiro no estudo detalhado da embriogênese in vitro do micrósporo e do grão de pólen de cevada (Hordeum vulgare L. ssp. vulgare). Com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento da técnica de cultura de anteras foi analisada a embriogênese, com especial ênfase na etapa da indução, através de análises citológicas e histológicas de anteras cultivadas in vitro. Foram analisadas uma cultivar brasileira de cevada, em comparação com linhagens de duas outras cultivares brasileiras, que foram selecionadas, por seleção divergente para maior ou para menor resposta na indução da rota embriogênica e, respectivamente, para menor ou para maior capacidade de regenerar plântulas verdes. Somente foram estabelecidas em cultivo in vitro as anteras que apresentaram micrósporos e pólens jovens, das linhagens selecionadas da cultivar A-05 (S3A22 e S3A23), e da cultivar BR-2(S3B63 e, apenas na cultura de anteras, S3B61), bem como da cultivar MN-599 (nãoselecionada). Para as análises histológicas, foram fixadas, a cada dois dias, duas anteras, correspondentes a cada fileira da mesma espiga, após o início do cultivo in vitro. As anteras em cultivo e respectivas estruturas multicelulares foram fixadas em FAA 50%, desidratadas em série etílica e incluídas em hidroxietilmetacrilato. Os blocos de resina polimerizada foram secionados longitudinalmente com 3 mm de espessura. Para as análises citológicas foram fixadas, de cada espiga recém-coletada, três espiguetas sendo uma da base, outra do meio e outra do ápice. Após o pré-tratamento à baixa temperatura (5 °C), porém antes do cultivo in vitro, foram fixadas três anteras (amostras utilizadas como controles). A cada três dias, durante o cultivo, três anteras foram fixadas (até 18 dias). As anteras em cultivo e estruturas multicelulares foram fixadas em Farmer e FAA 50%, transferidas após 24 horas para etanol 70%. Na cultura in vitro das anteras houve diferenças entre uma das linhagens da cultivar A-05 em relação a cultivar MN- 599, na produção inicial de estruturas embriogênicas, diferença que desapareceu na produção total. Entretanto, houve diferenças na formação dos xiii embriões: a cv.MN-599 formou embriões bem diferenciados ao passo que a linhagem S3A22 produziu um número aparentemente menor, sendo que os embriões não eram bem diferenciados. A linhagem S3B63 não apresentou embriões até o final da análise histológica. Considerando que a amostra dessa linhagem, mantida em cultura, formou plantas verdes, pode-se propor que a formação de embriões deve ocorrer posteriormente ao desenvolvimento da cv.MN-599. Cabe destacar que houve diferenças significativas entre as cultivares A-05 e BR-2 quanto à regeneração de plântulas verdes. Esses resultados indicam ter havido maior eficiência da seleção em relação à etapa da regeneração. Com relação às categorias classificatórias dos micrósporos e grãos de pólen, constatou-se que desde o início da análise histológica (2o dia de cultivo in vitro) até o final (34o dia), foram observados micrósporos, o mesmo tendo sido observado na análise citológica. Os grãos de pólen multinucleados ocorreram praticamente em todo o período de cultivo in vitro, em ambas análises; não ocorrendo nos controles da citologia (antes do cultivo); os multinucleados foram observados a partir do 3o dia, enquanto que os multicelulares a partir do 4o dia de cultivo. As estruturas multicelulares foram observadas a partir do 8o dia. A quantidade e o tamanho das estruturas multicelulares foram variáveis ao longo da análise histológica, sendo que do 14o ao 20o dia foram encontradas as de maiores dimensões, resultantes da proliferação celular por mitoses sucessivas. A partir do 22o dia (cultivar MN- 599), a ocorrência de estruturas multicelulares no interior dos lóculos da antera diminuiu, predominando o processo de proliferação externo às anteras. Para as linhagens, a partir do 18o dia foram observadas estruturas multicelulares liberadas das anteras. A análise das estruturas multicelulares permitiu classificá-las em quatro categorias: 1. SFD: Sem forma definida; 2. MAC: meristema apical caulinar; 3. MAR: meristema apical radical embrionário adventício; e 4. Embriões. As estruturas amorfas apareceram em maior número, quando comparadas com as outras categorias. Em síntese: as linhagens selecionadas e a cultivar diferiram não apenas no tempo necessário para a formação dos embriões, mas também no desenvolvimento dos mesmos, que foi mais diferenciado na cultivar MN-599, porém sendo observados mais cedo na linhagem S3A22 e S3A23, do que na cultivar MN-599.