Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2317

O Doutorado Acadêmico inicio-se em 1998 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Uma abordagem SDN para virtualização de redes
(Universidade Federal do Pará, 2016-11-25) PINHEIRO, Billy Anderson; ABELÉM, Antônio Jorge Gomes; http://lattes.cnpq.br/5376253015721742
As Redes Virtuais Denidas por Software (virtual SDN networks - vSDNs) surgiram da associac~ao de virtualizac~ao e Redes Denidas por Software (Software-Dened Networking - SDN), proporcionando maior controle e melhor utilização dos recursos de rede. Vários trabalhos ja mostraram a viabilidade e benefícios dessa abordagem. No entanto, o tema ainda carece de soluções que possam virtualizar uma rede de forma escalável, intuitiva e simplificada. Desta forma, esta Tese propõe uma abordagem SDN para a virtualização de redes com o objetivo de reduzir as limitações em vSDNs. Sendo assim, sugere-se adotar na virtualização de rede a separação entre planos de dados (distribuído) e controle (centralizado), visão global da rede e uso de abstração de fluxo para gerir a comunicação entre os diferentes pontos. Para sustentar nossa proposição, três soluções foram desenvolvidas: o CIM-SDN (Common Information Model for Software-Dened Networking), para viabilizar o uso de representação formal dos novos elementos das vSDNs; o NVP (Network Virtualization Proxy), para prover maior escalabilidade através da separação do plano de controle em partes centralizadas e descentralizadas; e o GVL (Graph Virtualization Layer), para fornecer maior uso de abstrações entre o hypervisor e os controladores simplicando, assim, o entendimento e uso da rede. Foram realizadas provas de conceitos para as três soluções propostas, demonstrando a viabilidade da abordagem.
Acesso aberto (Open Access)
Estratégias evolucionárias para otimização no tratamento de dados ausentes por imputação múltipla de dados
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-16) LOBATO, Fábio Manoel França; SANTANA, Ádamo Lima de; http://lattes.cnpq.br/4073088744952858
A análise de dados envolve aquisição e organização de informação com o objetivo de se obter conhecimento a partir deles, propiciando avanços científicos nos mais variados campos, bem como provendo vantagens competitivas às corporações. Neste âmbito, um problema ubíquo na área merece destaque, os valores ausentes, pois a maior parte das técnicas de análise de dados não consegue lidar de forma satisfatória com dados incompletos, impactando negativamente o resultado final. Visando contornar os efeitos danosos desta problemática, diversos trabalhos vêm sendo desenvolvidos nas áreas de análise estatística e aprendizado de máquina, com destaque para o estudo de métodos de Imputação Múltipla de Dados (IMD), que consiste no preenchimento dos dados ausentes por valores plausíveis. Tal metodologia pode ser vista como um problema de otimização combinatória, onde buscam-se valores candidatos à imputação de forma a reduzir o viés imposto por esta problemática. Meta-heurísticas, em especial, métodos baseados em Computação Evolucionária (CE) têm sido aplicadas com sucesso em problemas de otimização combinatórios. Apesar dos recentes avanços na área, percebe-se algumas falhas na modelagem dos métodos de imputação baseados em CE existentes. Visando preencher tais lacunas encontradas na literatura, esta tese apresenta uma descrição da IMD como um problema de otimização combinatória e propõe métodos baseados em CE neste contexto. Além disso, em virtude das falhas encontradas na modelagem dos métodos recentemente propostos na literatura e da necessidade de se adotar diferentes medidas de desempenho para avaliar a eficiência dos métodos de imputação, também é proposto neste projeto de tese um algoritmo genético multiobjetivo para a imputação de dados no contexto de classificação de padrões. Este método mostra-se flexível quanto aos tipos de dados, além de evitar a análise de caso completo. Dado a flexibilidade da abordagem proposta, é possível ainda utilizá-lo em outros cenários como no aprendizado não supervisionado, classificação multirrótulo e em análise de séries temporais.
Acesso aberto (Open Access)
FOG: função de objetivo genérico para roteamento e alocação de comprimentos de onda em redes ópticas com tráfego de demanda estática
(Universidade Federal do Pará, 2011-04-29) CARDOSO, Afonso Jorge Ferreira; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
Esta tese de doutorado propõe uma formulação matemática para simulação de roteamento e alocação de comprimentos de onda em redes ópticas, sem a inclusão de restrições que não são inerentes ao problema básico e com o objetivo de ser aplicável a qualquer tipo de rede óptica com tráfego de demanda estática. O estabelecimento de uma rota seguida da seleção de um comprimento de onda é um dos pontos chave para o bom funcionamento de uma rede óptica, pois influencia na forma como os recursos da rede serão gerenciados. Assim, o processo de roteamento e alocação de comprimentos de onda em redes ópticas, conhecido como RWA (Routing and Wavelength Assignment), necessita de soluções que busquem a sua otimização. Entretanto, a despeito dos inúmeros estudos com o objetivo de otimizar o processo RWA, observa-se que não há, a priori, nenhuma solução que possa levar a uma padronização do referido processo. Considerando que a padronização é desejável na consolidação do uso de qualquer tecnologia, a Tese descrita neste trabalho é uma Função de Objetivo Genérico (FOG) que trata do processo de roteamento e alocação de comprimentos de onda, visando estabelecer uma base a partir da qual seja possível desenvolver um padrão ou vários padrões para redes ópticas. A FOG foi testada, via simulação, no processo de alocação de comprimentos de onda do inglês, Wavelength Assignment e no processo RWA como um todo. Em ambos os casos, os testes foram realizados considerando redes opacas, trazendo resultados surpreendentes, considerando a simplicidade da solução para um problema não trivial.
Acesso aberto (Open Access)
Modelos paramétricos simples e causais para cabos de cobre apropriados para caracterização de enlaces em sistemas G.fast
(Universidade Federal do Pará, 2014-12-12) NUNES, Diogo Lobato Acatauassú; KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha; http://lattes.cnpq.br/1596629769697284
O G.fast é um novo padrão da União Internacional de Telecomunicações que almeja atingir 1 Gb/s sobre enlaces de cobre curtos, utilizando freqüências de até 212 MHz. Essa nova tecnologia requer modelos paramétricos precisos de cabo para fins de projeto, simulação e testes de avaliação de desempenho. A maioria dos modelos de cabo de cobre foram desenvolvidos focando o espectro VDSL - isto é, freqüências de até 30 MHz - e adotam suposições que são violadas quando a faixa de freqüência é estendida para freqüências G.fast. Esta tese apresenta novos modelos de cabo simples e causais capazes de caracterizar com precisão enlaces de cobre compostos por segmentos individuais ou múltiplos, tanto no domínio do tempo quanto no domínio da freqüência. Resultados utilizando as topologias de referência do padrão G.fast mostram que, além de serem precisos, os novos modelos são atrativos devido ao baixo custo computacional e fórmulas fechadas para ajuste de seus parâmetros junto a dados medidos.
Acesso aberto (Open Access)
Output-only methods for damage identification in structural health monitoring
(Universidade Federal do Pará, 2017-04-27) SANTOS, Adam Dreyton Ferreira dos; FIGUEIREDO, Elói João Faria; http://lattes.cnpq.br/2315380423001185; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
No campo da monitorização de integridade estrutural (SHM), a identificação de dano baseada em vibração tem se tornado uma área de pesquisa crucial devido a sua potencial aplicação em estruturas de engenharia do mundo real. Assumindo que os sinais de vibração podem ser medidos pelo emprego de diferentes tipos de sistemas de monitorização, quando aplica-se o tratamento de dados adequado, as características sensíveis a dano podem ser extraídas e usadas para avaliar dano estrutural incipiente ou progressivo. Entretanto, as estruturas do mundo real estão sujeitas às mudanças regulares nas condições operacionais e ambientais (e.g., temperatura, umidade relativa, massa de tráfego e outros), as quais impõem dificuldades na identificação do dano estrutural uma vez que essas mudanças influenciam diferentes características de forma distinta. Nesta tese por agregação de artigos, a fim de superar essa limitação, novos métodos output-only são propostos para detectar e quantificar dano em estruturas sob influências operacionais e ambientais não medidas. Os métodos são baseados nos campos de aprendizagem de máquina e inteligência artificial e podem ser classificados como técnicas baseadas em kernel e clusterização. Quando os novos métodos são comparados àqueles do estado da arte, os resultados demonstraram que os primeiros possuem melhor performance de detecção de dano em termos de indicações de dano falso-positivas (variando entre 3,6Ű5,4%) e falso-negativas (variando entre 0Ű2,6%), sugerindo potencial aplicabilidade em soluções práticas de SHM. Se os métodos propostos são comparados entre si, aqueles baseados em clusterização, nomeadamente as abordagens de expectância-maximização global via algoritmos meméticos, provaram ser as melhores técnicas para aprender a condição estrutural normal, sem perda de informação ou sensibilidade aos parâmetros iniciais, e para detectar dano (erros totais iguais a 4,4%).
Acesso aberto (Open Access)
Smartcom: uma arquitetura inteligente de gerenciamento de consumo de energia para smart home
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-25) OLIVEIRA, Edvar da Luz; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567
Com os avanços na tecnologia da informação para diversas áreas, como saúe bem-estar, as soluções baseadas em Smart Home que usam as tecnologidaes Internet of Things (IoT) vem ganhando maior repercussão, inclusive como alternativas de economia de energia com base em Sistemas de Gerenciamento de Energia Domiciliar (SGED). Esta tese define uma arquitetura inovadora, denominada de SmartCoM, que é implementada para monitorar e gerenciar habitações residenciais usando tecnologias IoT. Tal estratégia envolve a definição dos parâmetros que podem efetivar a interoperabilidade entre medição, gerenciamento e as camadas de comunicação de dados, que são os recursos necessários para que os dispositivos de hardware possam realizar o monitoramento e medição pretendidos. Além disso, uma interface é definida por uma camada de middleware para integrar o gerenciamento de instalações externas e a visualização de dados por meio de um serviço em nuvem. A arquitetura SmartCoM é definida de maneira fim-a-fim, em detalhes do ponto de vista do consumidor e as estratégias de otimização s.o empregadas tanto para o cliente final quanto para a concessionária de energia. A fim de avaliar a arquitetura proposta, foi elaborado um estudo de caso, a partir do qual, observa-se a viabilidade do desenvolvimento de soluções para Smart Home de acordo com os requisitos descritos na SmartCoM.

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