Progettazione ed implementazione di un'applicazione mobile per la visualizzazione di Open Data ambientali

Gli Open Data sono un'utile strumento che sta via via assumendo sempre più importanza nella società; in questa tesi vedremo la loro utilità attraverso la realizzazione di un'applicazione mobile, che utilizza questi dati per fornire informazioni circa lo stato ambientale dell'aria e dei pollini in Emilia Romagna, sfruttando i dataset forniti da un noto ente pubblico (Arpa Emilia Romagna). Tale applicazione mobile si basa su un Web Service che gestisce i vari passaggi dei dati e li immagazzina in un database Mongodb. Tale Web Service è stato creato per essere a sua volta messo a disposizione di programmatori, enti o persone comuni per studi e sviluppi futuri in tale ambito.

Ottimizzazione di un sistema di calcolo Voxel dosimetry e implementazione di grandezze radiobiologiche per MRT

Il presente lavoro di tesi nasce in seguito all’esperienza di tirocinio svolta presso l’Arcispedale Santa Maria Nuova di Reggio Emilia. Fulcro di questo lavoro è lo sviluppo di un sistema di pianificazione della dose per il trattamento dei pazienti sottoposti a Molecular Radionuclide Therapy (MRT). Presso tale struttura ospedaliera è già stato sviluppato uno strumento che si appoggia all’ambiente di lavoro Matlab per il calcolo dosimetrico. Tale programma è chiamato VoxelMed. Si tratta di uno strumento di calcolo che lavora al così detto voxel-level, tecnica di sviluppo recente che permette il calcolo della dose assorbita all’interno di un paziente in modo più dettagliato rispetto ai metodi di calcolo basati unicamente sulla stima media per organo, tipicamente impiegati in dosimetria tradizionale. Parte del lavoro di tesi consiste nell’implementare nuove modalità di calcolo ed aggiungere ulteriori accorgimenti all’attuale versione di VoxelMed. In VoxelMed è stata poi integrata ex-novo una componente di calcolo di misure radiobiologiche, in particolare della BED. La dose assorbita non è infatti un parametro sufficiente per valutare gli effetti della radiazione sui tessuti, a parità di tipo ed energia della radiazione gli effetti possono essere molto variabili. La BED è il parametro che tiene conto della risposta del tessuto sano o cancerogeno alla radiazione. Parte del lavoro è stato svolto sperimentalmente, tramite misure con fantocci acquisiti o preparati ad hoc. In particolare si sono utilizzati diverse tipologie di fantocci, per effettuare protocolli di calibrazione dei sistemi di acquisizione, misure di curve di effetto di volume parziale e test finali di verifica. Per un ulteriore verifica delle prestazioni di calcolo si sono effettuate misurazioni su un gruppo di pazienti e si sono confrontati i risultati con quelli ottenuti dal software maggiormente utilizzato nella pratica clinica, OLINDA/EXM.

Caratterizzazione di transistor organici a effetto di campo come detector di raggi X

I semiconduttori organici sono alla base dell'elettronica organica, un campo di ricerca che negli ultimi anni ha coinvolto diversi gruppi di lavoro, sia a livello accademico che industriale. Diversi studi hanno portato all'idea di impiegare materiali di questo tipo come detector di raggi X, sfruttando la loro flessibilità meccanica, la facile fabbricazione di dispositivi su larga area e tramite tecniche a basso costo (es. stampa a getto di inchiostro) e le basse tensioni operative. In questa tesi in particolare si utilizzeranno degli OFET (Organic Field-Effect Transistor) a questo scopo, dimostrando la possibilità amplificare la sensibilità alla radiazione X e di pilotare le prestazioni del detector mediante l'applicazione della tensione all'elettrodo di gate. Presenteremo quindi uno studio sperimentale atto a caratterizzare elettricamente dei transistor realizzati con differenti semiconduttori organici, prima, durante e dopo l'esposizione a raggi X, in maniera da stimarne la sensibilità, le proprietà di conduzione intrinseche e la resistenza all'invecchiamento.

Geospatial Data Indexing Analysis and Visualization via Web Services with Autonomic Resource Management

With the exponential growth of the usage of web-based map services, the web GIS application has become more and more popular. Spatial data index, search, analysis, visualization and the resource management of such services are becoming increasingly important to deliver user-desired Quality of Service. First, spatial indexing is typically time-consuming and is not available to end-users. To address this, we introduce TerraFly sksOpen, an open-sourced an Online Indexing and Querying System for Big Geospatial Data. Integrated with the TerraFly Geospatial database [1-9], sksOpen is an efficient indexing and query engine for processing Top-k Spatial Boolean Queries. Further, we provide ergonomic visualization of query results on interactive maps to facilitate the user’s data analysis. Second, due to the highly complex and dynamic nature of GIS systems, it is quite challenging for the end users to quickly understand and analyze the spatial data, and to efficiently share their own data and analysis results with others. Built on the TerraFly Geo spatial database, TerraFly GeoCloud is an extra layer running upon the TerraFly map and can efficiently support many different visualization functions and spatial data analysis models. Furthermore, users can create unique URLs to visualize and share the analysis results. TerraFly GeoCloud also enables the MapQL technology to customize map visualization using SQL-like statements [10]. Third, map systems often serve dynamic web workloads and involve multiple CPU and I/O intensive tiers, which make it challenging to meet the response time targets of map requests while using the resources efficiently. Virtualization facilitates the deployment of web map services and improves their resource utilization through encapsulation and consolidation. Autonomic resource management allows resources to be automatically provisioned to a map service and its internal tiers on demand. v-TerraFly are techniques to predict the demand of map workloads online and optimize resource allocations, considering both response time and data freshness as the QoS target. The proposed v-TerraFly system is prototyped on TerraFly, a production web map service, and evaluated using real TerraFly workloads. The results show that v-TerraFly can accurately predict the workload demands: 18.91% more accurate; and efficiently allocate resources to meet the QoS target: improves the QoS by 26.19% and saves resource usages by 20.83% compared to traditional peak load-based resource allocation.

Improving the Performance of Database-Centric Applications Through Program Analysis

Thesis (Ph.D, Computing) -- Queen's University, 2016-09-30 09:55:51.506

A multiagent based strategy for detecting attacks in databases in a distributed mode

This paper presents a distributed hierarchical multiagent architecture for detecting SQL injection attacks against databases. It uses a novel strategy, which is supported by a Case-Based Reasoning mechanism, which provides to the classifier agents with a great capacity of learning and adaptation to face this type of attack. The architecture combines strategies of intrusion detection systems such as misuse detection and anomaly detection. It has been tested and the results are presented in this paper.

Caracterización sociodemográfica de las enfermedades huérfanas en Colombia

Las enfermedades huérfanas en Colombia, se definen como aquellas crónicamente debilitantes, que amenazan la vida, de baja prevalencia (menor 1/5000) y alta complejidad. Se estima que a nivel mundial existen entre 6000 a 8000 enfermedades raras diferentes(1). Varios países a nivel mundial individual o colectivamente, en los últimos años han creado políticas e incentivos para la investigación y protección de los pacientes con enfermedades raras. Sin embargo, a pesar del creciente número de publicaciones; la información sobre su etiología, fisiología, historia natural y datos epidemiológicos persiste escasa o ausente. Los registros de pacientes, son una valiosa herramienta para la caracterización de las enfermedades, su manejo y desenlaces con o sin tratamiento. Permiten mejorar políticas de salud pública y cuidado del paciente, contribuyendo a mejorar desenlaces sociales, económicos y de calidad de vida. En Colombia, bajo el decreto 1954 de 2012 y las resoluciones 3681 de 2013 y 0430 de 2013 se creó el fundamento legal para la creación de un registro nacional de enfermedades huérfanas. El presente estudio busca determinar la caracterización socio-demográfica y la prevalencia de las enfermedades huérfanas en Colombia en el periodo 2013. Métodos: Se realizó un estudio observacional de corte transversal de fuente secundaria sobre pacientes con enfermedades huérfanas en el territorio nacional; basándose en el registro nacional de enfermedades huérfanas obtenido por el Ministerio de Salud y Protección Social en el periodo 2013 bajo la normativa del decreto 1954 de 2012 y las resoluciones 3681 de 2013 y 0430 de 2013. Las bases de datos obtenidas fueron re-categorizadas en Excel versión 15.17 para la extracción de datos y su análisis estadístico posterior, fue realizado en el paquete estadístico para las ciencias sociales (SPSS v.20, Chicago, IL). Resultados: Se encontraron un total de 13173 pacientes con enfermedades huérfanas para el 2013. De estos, el 53.96% (7132) eran de género femenino y el 46.03% (6083) masculino; la mediana de la edad fue de 28 años con un rango inter-cuartil de 39 años, el 9% de los pacientes presentaron discapacidad. El registro contenía un total de 653 enfermedades huérfanas; el 34% del total de las enfermedades listadas en nuestro país (2). Las patologías más frecuentes fueron el Déficit Congénito del Factor VIII, Miastenia Grave, Enfermedad de Von Willebrand, Estatura Baja por Anomalía de Hormona de Crecimiento y Displasia Broncopulmonar. Discusión: Se estimó que aproximadamente 3.3 millones de colombianos debían tener una enfermedad huérfana para el 2013. El registro nacional logró recolectar datos de 13173 (0.4%). Este bajo número de pacientes, marca un importante sub-registro que se debe al uso de los códigos CIE-10, desconocimiento del personal de salud frente a las enfermedades huérfanas y clasificación errónea de los pacientes. Se encontraron un total de 653 enfermedades, un 34% de las enfermedades reportadas en el listado nacional de enfermedades huérfanas (2) y un 7% del total de enfermedades reportadas en ORPHANET para el periodo 2013 (3). Conclusiones: La recolección de datos y la sensibilización sobre las enfermedades huérfanas al personal de salud, es una estrategia de vital importancia para el diagnóstico temprano, medidas específicas de control e intervenciones de los pacientes. El identificar apropiadamente a los pacientes con este tipo de patologías, permite su ingreso en el registro y por ende mejora el sub-registro de datos. Sin embargo, cabe aclarar que el panorama ideal sería, el uso de un sistema de recolección diferente al CIE-10 y que abarque en mayor medida la totalidad de las enfermedades huérfanas.

Business intelligence em sistemas de apoio à gestão de frotas: Análise de Tecnologias e metodologias

O objecto de estudo desta tese de mestrado surgiu da necessidade de dar resposta a uma proposta para uma solução de business intelligence a pedido de um cliente da empresa onde até à data me encontro a desempenhar funções de analista programador júnior. O projecto consistiu na realização de um sistema de monitorização de eventos e análise de operações, portanto um sistema integrado de gestão de frotas com módulo de business intelligence. Durante o decurso deste projecto foi necessário analisar metodologias de desenvolvimento, aprender novas linguagens, ferramentas, como C#, JasperReport, visual studio, Microsoft SQL Server entre outros. ABSTRACT: Business Intelligence applied to fleet management systems - Technologies and Methodologies Analysis. The object of study of this master's thesis was the necessity of responding to a proposal for a business intelligence solution at the request of a client company where so far I find the duties of junior programmer. The project consisted of a system event monitoring and analysis of operations, so an integrated fleet management with integrated business intelligence. During the course of this project was necessary to analyze development methodologies, learn new languages, tools such as C #, JasperReports, visual studio, Microsoft Sql Server and others.

Modellistica di accensione per candele ad arco elettrico in motori a combustione interna alternativi

Nel panorama mondiale di contenimento delle emissioni inquinanti in atmosfera é divenuto sempre più importante limitare la parte derivante dai motori a combustione interna: l'utilizzo di motori GDI a carica stratificata e di ricircolo dei gas di scarico (EGR) sono esempi di tecnologie pensate proprio in tale ottica. Sia la presenza di un ambiente magro che di EGR nel cilindro, come anche l'aumento della pressione nel cilindro per l'incremento della pressione di sovralimentazione o del rapporto di compressione, hanno lo svantaggio di limitare la velocità di combustione e rendere più sfavorevoli le condizioni di accensione della miscela; in questo scenario diviene di fondamentale importanza il miglioramento dei sistemi di accensione, la creazione di modelli volti a simularli e la comprensione dei fenomeni che ne stanno alla base. Il seguente lavoro di tesi si inserisce proprio in questo contesto, indagando le varie fasi di cui si compone il fenomeno dell'accensione e le relazioni che legano le variabili di interesse fisico, verificate sulla base di evidenze sperimentali. Successivamente vengono analizzati i principali modelli d'accensione che sono stati proposti e implementati in codici computazionali fluidodinamici; l'analisi mette in luce le differenze, i punti di forza e le semplificazioni introdotte in ognuno di essi, in modo da poterli valutare criticamente. La suddetta analisi é anche utile per introdurre il modello frutto del lavoro del gruppo di ricerca dell'Università di Bologna; ci si concentra particolarmente su quest'ultimo poiché un obiettivo di questo lavoro di tesi é stato proprio l'implementazione e l'utilizzo del modello in un codice fluidodinamico tridimensionale quale CONVERGE CFD. L'implementazione é stata poi validata attraverso simulazioni su una geometria reale di un motore a combustione interna ad elevate prestazioni, confrontando i risultati ottenuti con il nuovo modello rispetto ai dati sperimentali sulla combustione.

Creazione e validazione del modello fluidodinamico di un ventilatore centrifugo e possibili ottimizzazioni.

La seguente tesi nasce dall’esigenza di ottimizzare, da un punto di vista acustico e prestazionale, un ventilatore centrifugo preesistente in azienda. Nei primi tre capitoli si è analizzato il problema da un punto di vista teorico, mentre nel terzo e quarto capitolo da un punto di vista computazionale sfruttando tecniche CFD. Nel primo capitolo è stata fatta una trattazione generale dei ventilatori centrifughi, concentrandosi sul tipo di problematiche a cui questi vanno incontro. Nel secondo capitolo è stata presentata la teoria che sta alla base di una rilevazione sperimentale e di un’analisi acustica. Unitamente a ciò sono stati riportati alcuni articoli che mostrano tecniche di ottimizzazione acustica in ventilatori centrifughi. Nel terzo capitolo è stata riassunta la teoria alla base della fluidodinamica e di uno studio fluidodinamico. Nel quarto capitolo viene spiegato come è stato creato il modello fluidodinamico. Si è optato per un’analisi del problema in stato stazionario, sfruttando il Moving Reference Frame, e considerando l’aria come incomprimibile, visto il ridotto numero di Mach. L’analisi acustica è stata effettuata nel post-processing sfruttando il modello di Proudman. Infine è stata dimostrata la correlazione che intercorre tra i tre punti della curva resistente del ventilatore di funzionamento reale, permettendo di estendere i risultati ricavati dalla analisi di uno di questi agli altri due. Nel quinto capitolo è stata effettuata un’analisi dei risultati ottenuti dalle simulazioni fluidodinamiche e sono state proposte diverse modifiche della geometria. La modifica scelta ha visto un miglioramento delle prestazioni e una minore rumorosità. Infine sono state proposte nelle conclusioni ulteriori possibili strade da percorre per un’indagine e ottimizzazione del ventilatore più accurata.

Dynamic Modeling and Seasonal Performance Evaluation of Air-to-Water Heat Pump Systems

In this Thesis a series of numerical models for the evaluation of the seasonal performance of reversible air-to-water heat pump systems coupled to residential and non-residential buildings are presented. The exploitation of the energy saving potential linked to the adoption of heat pumps is a hard task for designers due to the influence on their energy performance of several factors, like the external climate variability, the heat pump modulation capacity, the system control strategy and the hydronic loop configuration. The aim of this work is to study in detail all these aspects. In the first part of this Thesis a series of models which use a temperature class approach for the prediction of the seasonal performance of reversible air source heat pumps are shown. An innovative methodology for the calculation of the seasonal performance of an air-to-water heat pump has been proposed as an extension of the procedure reported by the European standard EN 14825. This methodology can be applied not only to air-to-water single-stage heat pumps (On-off HPs) but also to multi-stage (MSHPs) and inverter-driven units (IDHPs). In the second part, dynamic simulation has been used with the aim to optimize the control systems of the heat pump and of the HVAC plant. A series of dynamic models, developed by means of TRNSYS, are presented to study the behavior of On-off HPs, MSHPs and IDHPs. The main goal of these dynamic simulations is to show the influence of the heat pump control strategies and of the lay-out of the hydronic loop used to couple the heat pump to the emitters on the seasonal performance of the system. A particular focus is given to the modeling of the energy losses linked to on-off cycling.

Sviluppo del software di un sistema per l'analisi in tempo reale della combustione di motori endotermici alternativi

Limiti sempre più stringenti sulle emissioni inquinanti ed una maggiore attenzione ai consumi, all'incremento di prestazioni e alla guidabilità, portano allo sviluppo di algoritmi di controllo motore sempre più complicati. Allo stesso tempo, l'unità di propulsione sta diventando un insieme sempre più variegato di sottosistemi che devono lavorare all'unisono. L'ingegnere calibratore si trova di fronte ad una moltitudine di variabili ed algoritmi che devono essere calibrati e testati e necessita di strumenti che lo aiutino ad analizzare il comportamento del motore fornendo risultati sintetici e facilmente accessibili. Nel seguente lavoro è riportato lo sviluppo di un sistema di analisi della combustione: l'obbiettivo è stato quello di sviluppare un software che fornisca le migliori soluzioni per l'analisi di un motore a combustione interna, in termini di accuratezza dei risultati, varietà di calcoli messi a disposizione, facilità di utilizzo ed integrazione con altri sistemi tramite la condivisione dei risultati calcolati in tempo reale.

Ottimizzazione di materiali e trattamenti per componenti critici destinati a motociclette da competizione

L’attività svolta durante il dottorato è stata incentrata su due tematiche riguardanti: (i) la modifica della composizione chimica delle classiche leghe di alluminio da fonderia per incrementarne la resistenza e stabilità termica; (ii) lo studio del comportamento a fatica di acciai innovativi alto-resistenziali, allo scopo di valutarne il loro utilizzo per la produzione di alberi motore e distribuzione in sostituzione dei tradizionali acciai utilizzati dopo bonifica e trattamento superficiale di nitrurazione. La messa a punto di una lega di alluminio da fonderia con elevata resistenza in temperatura ha richiesto, oltre all’individuazione della composizione chimica, l’ottimizzazione del trattamento termico e una completa caratterizzazione meccanica statica a fatica sia a temperatura ambiente sia a 200°C. L’attività ha permesso di sviluppare una lega, ottenuta aggiungendo 1,3% in peso di rame alla classica lega A357 (Al-Si-Mg), cha ha mostrato avere proprietà meccaniche superiori a quelle delle tradizionali leghe Al-Si-Mg-Cu quali la A354 e C355 sia a temperatura ambiente che a 200 °C dopo lunga esposizione in temperatura. Per quanto riguarda gli acciai innovativi, dopo una preliminare analisi di mercato per individuare quali acciai potessero essere oggetto di studio, è stato valutato come migliorarne le prestazioni a fatica, anche in presenza d’intaglio, attraverso la scelta del trattamento termico più opportuno e del processo di pallinatura. I risultati delle caratterizzazioni microstrutturale e meccanica svolte hanno permesso di individuare due acciai (nomi commerciali K890 e ASP2017) ottenuti per metallurgia delle polveri, ad oggi utilizzati solo per la produzione di stampi e/o utensili, in grado di sostituire gli acciai con cui vengono oggi realizzati i componenti, senza la necessità di eseguire il trattamento di nitrurazione

Studio numerico dell’effetto dell’iniezione d’acqua sul rischio di detonazione di motori GDI ad alta potenza specifica

Nel contesto motoristico odierno, in cui le normative sulle emissioni sono sempre più stringenti, il costo dei carburanti è in costante rialzo e il diffondersi della consapevolezza che l’inquinamento prodotto dall’uomo ha alterato irreversibilmente il delicato equilibrio climatico, ha spinto i legislatori verso l’introduzione di norme sempre più stringenti per quanto riguarda le emissioni massime consentite ai motori ad accensione comandata. Questo ha portato alla ricerca di strategie che permettessero di proporre motori più efficienti mantenendo al contempo elevati livelli prestazionali. Il presente lavoro ha voluto meglio delineare le potenzialità e criticità di un sistema di iniezione d’acqua diretto studiandone gli effetti sul ciclo medio di combustione di un motore GDI ad alta potenza specifica alimentato con miscela stechiometrica. La metodica di ricerca è stata di tipo numerico tramite l’adozione di simulazioni CFD tridimensionali. Dopo una prima fase di studio per determinare la miglior combinazione di timing e pressione di iniezione in grado di portare i migliori benefici sotto l’aspetto termo-fluidodinamico nel motore in esame, si è analizzata la fase di combustione, realizzata con diversi anticipi e per quantitativi variabili d’acqua iniettata, procedendo poi al confronto con i risultati di combustione in condizioni di miscela ricca e assenza di acqua, rappresentativa delle condizioni di funzionamento attuali, al fine di individuare la minima massa d’acqua necessaria all’ottenimento delle medesime prestazioni. Si è proceduto poi a ricercare la massima prestazione tramite l’adozione di elevate pressioni d'iniezione, tali da permettere l’impiego di consistenti masse d’acqua. Infine, si sono indagati gli effetti dell’iniezione d’acqua al crescere del rapporto di compressione.

Deodorazione di olio di semi: confronto tra due soluzioni impiantistiche con focus sui glicerol esteri

L'obiettivo del lavoro di tesi ha riguardato il confronto tra due soluzioni impiantistiche per la deodorazione di olio di semi di girasole e mais in uno specifico ambito aziendale (Tampieri S.P.A. Faenza). La nuova linea di deodorazione è stato progettata per abbattere il residuo di pesticida e di molecole tossiche quali 2/3 – MCPD e Ges, migliorando anche alcuni parametri di qualità degli oli di semi raffinati. Le prestazioni dell'impianto sono state valutate confrontando le differenze tra alcuni parametri di prodotto, con particolare riguardo ai glicerol esteri (GEs). Il nuovo deodoratore: - ha risolto il problema dei pesticidi (grazie al vuoto più spinto) e migliorato molti parametri di qualità degli oli di semi; - non ha abbassato la carica dei 2/3 MCPD, poiché l’aumento di questi ultimi è legato al livello di degradazione della materia prima da una parte, dall’acidità delle terre decoloranti dall’altra; – ha abbassato la carica dei GE, grazie al minor tempo di stazionamento dell’olio in colonna ed alla maggiore efficienza, dovuta in gran parte alla camera di post stripping. Si è passati da 880 ppb a 290 ppb per il mais (che comunque presenta un valore più alto perché maggiori sono i suoi valori iniziali di DAG) e da 120 ppb a <100 per il girasole.