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)
Abordagem Inteligente com Combinação de Características Estruturais para Detecção de Novas Famílias de Ransomware
(Universidade Federal do Pará, 2024-03-22) MOREIRA, Caio Carvalho; SALES JÚNIOR, Claudomiro de Souza de; País de Nacionalidade Brasi
Ransomware é um software malicioso que tem como objetivo criptografar os arquivos do usuá- rio e exigir um resgate para desbloqueá-los. Trata-se de uma ameaça cibernética que pode causar significativos danos financeiros, além do comprometimento de privacidade e integridade dos dados. Embora os scanners de detecção baseados em assinaturas comumente combatam essa ameaça, eles falham na identificação de famílias (variantes) desconhecidas de ransomware. Um método para detectar novas ameaças sem a necessidade de executá-las é a análise estática, que inspeciona o código e a estrutura do software, juntamente com a classificação através de abordagens inteligentes. A Detecção de Novas Famílias de Ransomware (DNFR) pode ser avaliada em um cenário realista e desafiador pela categorização e isolamento de famílias para treinamento e teste. Desta forma, o objetivo desta tese é desenvolver um modelo eficaz de análise estática para a DNFR, que pode ser aplicado em sistemas Windows como uma camada adicional de segurança para verificar os arquivos executáveis no momento do recebimento ou antes de sua execução. A detecção precoce do ransomware é fundamental para reduzir a probabilidade de um ataque bem-sucedido. A abordagem proposta analisa abrangentemente os binários executá- veis, ao extrair e combinar diversas características estruturais, e os distingue entre ransomware ou software benigno empregando um modelo de votação suave que compreende três técnicas de Aprendizado de Máquina: Logistic Regression (LR), Random Forest (RF) e eXtreme Gradient Boosting (XGB). Os resultados para a DNFR demonstraram médias de 97,53% de acurácia, 96,36% de precisão, 97,52% de recall e 96,41% de F-measure. Além disso, a varredura e a predição de amostras individuais levaram uma média de 0,37 segundos. Essa performance indica sucesso na identificação rápida de variantes desconhecidas de ransomware e na adaptabilidade do modelo ao cenário em constante evolução, o que sugere sua aplicabilidade em sistemas de proteção antivírus, mesmo em dispositivos com recursos limitados. Portanto, o método oferece vantagens significativas e pode ajudar desenvolvedores de sistemas de detecção de ransomware na criação de soluções mais resilientes, confiáveis e com rápido tempo de resposta.
Acesso aberto (Open Access)
Abordagem para o desenvolvimento de um etiquetador de alta acurácia para o Português do Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2011-10-21) DOMINGUES, Miriam Lúcia Campos Serra; FAVERO, Eloi Luiz; http://lattes.cnpq.br/1497269209026542
A etiquetagem morfossintática é uma tarefa básica requerida por muitas aplicações de processamento de linguagem natural, tais como análise gramatical e tradução automática, e por aplicações de processamento de fala, por exemplo, síntese de fala. Essa tarefa consiste em etiquetar palavras em uma sentença com as suas categorias gramaticais. Apesar dessas aplicações requererem etiquetadores que demandem maior precisão, os etiquetadores do estado da arte ainda alcançam acurácia de 96 a 97%. Nesta tese, são investigados recursos de corpus e de software para o desenvolvimento de um etiquetador com acurácia superior à do estado da arte para o português brasileiro. Centrada em uma solução híbrida que combina etiquetagem probabilística com etiquetagem baseada em regras, a proposta de tese se concentra em um estudo exploratório sobre o método de etiquetagem, o tamanho, a qualidade, o conjunto de etiquetas e o gênero dos corpora de treinamento e teste, além de avaliar a desambiguização de palavras novas ou desconhecidas presentes nos textos a serem etiquetados. Quatro corpora foram usados nos experimentos: CETENFolha, Bosque CF 7.4, Mac-Morpho e Selva Científica. O modelo de etiquetagem proposto partiu do uso do método de aprendizado baseado em transformação(TBL) ao qual foram adicionadas três estratégias, combinadas em uma arquitetura que integra as saídas (textos etiquetados) de duas ferramentas de uso livre, o TreeTagger e o -TBL, com os módulos adicionados ao modelo. No modelo de etiquetador treinado com o corpus Mac-Morpho, de gênero jornalístico, foram obtidas taxas de acurácia de 98,05% na etiquetagem de textos do Mac-Morpho e 98,27% em textos do Bosque CF 7.4, ambos de gênero jornalístico. Avaliou-se também o desempenho do modelo de etiquetador híbrido proposto na etiquetagem de textos do corpus Selva Científica, de gênero científico. Foram identificadas necessidades de ajustes no etiquetador e nos corpora e, como resultado, foram alcançadas taxas de acurácia de 98,07% no Selva Científica, 98,06% no conjunto de teste do Mac-Morpho e 98,30% em textos do Bosque CF 7.4. Esses resultados são significativos, pois as taxas de acurácia alcançadas são superiores às do estado da arte, validando o modelo proposto em busca de um etiquetador morfossintático mais confiável.
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)
Algoritmo genético com interação social nebulosa
(Universidade Federal do Pará, 2012-04-19) TEIXEIRA, Otávio Noura; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
Este trabalho apresenta um nova nova metaheurística híbrida e bioinspirada na natureza, baseada em três pilares fundamentais, que são: os Algoritmos Genéticos; a Teoria dos Jogos; e, a Lógica Nebulosa. Assim, o Algoritmo Genético com Interação Social Nebulosa, ou F-SIGA, é fundamentado e caracterizado por permitir aos indivíduos da população a possibilidade de participar do processo de Interação Social. Essa etapa é anterior ao processo de seleção para a geração dos descendentes, e nela eles podem obter ganhos através das disputas com outros indivíduos. Para isso, cada indivíduo é caracterizado por dois cromossomos, sendo um referente a solução do problema em questão; e, o outro, com a codificação genética da sua estratégia de comportamento. Como ambiente de disputas é utilizado o jogo Dilema do Prisioneiro, nas versões de 2-pessoas e N-pessoas, inclusive com a abordagem nebulosa. Além disso, os indivíduos são avaliados por uma função de fitness que engloba: a representação da solução do problema, os ganhos obtidos nas disputas e, ainda, o Fator de Experiència, que utiliza da experiência adquirida pelo indivíduo também como componente para auxiliar no processo evolutivo da população. Esta característica deu origem ao algoritmo ESIA – não previsto inicialmente – onde apenas as informações obtidas nas Interações Sociais são consideradas na seleção dos indivíduos para a etapa de reprodução. Metodologicamente, o trabalho evoluiu para o surgimento do algoritmo ESIA, que é uma nova classe de Algoritmos Evolucionários baseados em Interação Social. Sendo assim, este trabalho apresenta quatro algoritmos: o SIGA, o NpSIGA, o F-SIGA e o ESIA, com suas fundamentações teóricas e, também, resultados práticos ao aplicá-los à problemas de otimização global, com e sem restrições; e, à instâncias do Problema do Caixeiro Viajante.
Acesso aberto (Open Access)
Algoritmo memético cultural para otimização de problemas de variáveis reais
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-29) FREITAS, Carlos Alberto Oliveira de; SILVA, Deam James Azevedo da; http://lattes.cnpq.br/8540875293894747; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
A tecnologia deu grandes passos nos últimos anos, mas os recursos de computação para certas aplicações precisam de otimização para que os custos envolvidos na solução de alguns problemas não sejam altos. Existe uma área muito ampla de pesquisa para o desenvolvimento de algoritmos eficientes para problemas de otimização multimodal. Nas duas últimas décadas o uso de algoritmos evolutivos em otimização multimodal tem demonstrado ser um sucesso. Dentre esses algoritmos evolutivos, que são algoritmo de busca global, pode-se citar o uso dos Algoritmos Culturais. Um aprimoramento natural do Algoritmo Cultural é a sua hibridização com algum outro algoritmo de busca local, de forma a ter as vantagens da busca global combinada com a busca local. Entretanto os Algoritmos Culturais com busca local usados para otimização multimodal nem sempre são avaliados por testes estatísticos eficientes. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento do Algoritmo Cultural, com populações evoluídas pelo Algoritmo Genético, quando são utilizadas as heurísticas de busca locais: Busca Tabu, Busca de Feixe, Escalada e Recozimento Simulado. Uma das contribuições deste trabalho foi a atualização do conhecimento topográfico do algoritmo cultural pelo uso da área triangular definida pelos melhores resultados encontrados na busca local. Para realizar a análise, um algoritmo memético foi desenvolvido pela hibridização do algoritmo cultural com as heurísticas de busca local citadas, sendo selecionadas uma de cada vez. Os problemas do mundo real costumam ter características multimodais, então as avaliações foram realizadas usando funções de benchmark multimodais, que tiveram seus resultados avaliados por testes não paramétricos. Além disso, o algoritmo memético foi testado em problemas reais de otimização com restrições nas áreas de engenharia. Nas avaliações realizadas, o Algoritmo Cultural Memético desenvolvido apresentou melhores resultados quando comparado com os resultados disponíveis da literatura científica pesquisada.
Acesso aberto (Open Access)
Algoritmos culturais com abordagem memética e multipopulacional aplicados a problemas de otimização
(Universidade Federal do Pará, 2012-04-20) SILVA, Deam James Azevedo da; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
Em muitos problemas de otimização há dificuldades em alcançar um resultado ótimo ou mesmo um resultado próximo ao valor ótimo em um tempo viável, principalmente quando se trabalha em grande escala. Por isso muitos desses problemas são abordados por heurísticas ou metaheurísticas que executam buscas por melhores soluções dentro do espaço de busca definido. Dentro da computação natural estão os Algoritmos Culturais e os Algoritmos Genéticos, que são considerados metaheurísticas evolutivas que se complementam devido ao mecanismo dual de herança cultura/genética. A proposta do presente trabalho é estudar e utilizar tais mecanismos acrescentando tanto heurísticas de busca local como multipopulações aplicados em problemas de otimização combinatória (caixeiro viajante e mochila), funções multimodais e em problemas restritos. Serão executados alguns experimentos para efetuar uma avaliação em relação ao desempenho desses mecanismos híbridos e multipopulacionais com outros mecanismos dispostos na literatura de acordo com cada problema de otimização aqui abordado.
Acesso aberto (Open Access)
Alocação dinâmica de recursos em redes H-CRAN 5G e além baseada em offloading
(Universidade Federal do Pará, 2025-06-24) IMBIRIBA, Mariane de Paula Silva Gonçalves; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; BARROS, Fabrício José Brito; COUTINHO, Mauro Margalho; MELLO JÚNIOR, Harold Dias de; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; http://lattes.cnpq.br/1214312180610688; http://lattes.cnpq.br/3003315337750206; https://orcid.org/0000-0003-3514-0401; ******; https://orcid.org/0000-0002-4774-1661; ******
O aumento exponencial do tráfego de dados e a diversidade de aplicações móveis im põem novos desafios às redes sem fio, especialmente em áreas urbanas densas. Nesse cenário, as arquiteturas Heterogeneous Cloud Radio Access Network (H-CRAN) sur gem como alternativa promissora por sua flexibilidade, escalabilidade e centralização de recursos. No entanto, a orquestração eficiente de usuários e recursos ainda é um desafio em ambientes com alta variabilidade de carga e mobilidade. Esta tese propõe um framework inteligente de orquestração em redes H-CRAN, que realiza a alocação dinâmica de usuários às RRHs e a distribuição destas entre setores da BBU, com base em fatores como demanda de tráfego, perfil de QoS, mobilidade e topologia da rede. A proposta inclui offloading adaptativo, redistribuição dinâmica e avaliação contínua do estado da rede.A solução foi avaliada por meio de simulações, considerando 24 cenários realistas com variações de carga (efeito de maré). Os resultados mostram ganhos expressivos frente ao modelo TLA tradicional, como mais usuários atendidos, melhor balanceamento de carga, menor bloqueio e maior estabilidade computacional. A pesquisa contribui com uma abordagem replicável e adptativa para redes móveis de próxima geração, alinhada às exigências de QoS e escalabilidade.
Acesso aberto (Open Access)
Alocação ótima de geração distribuída em redes de distribuição utilizando algoritmo híbrido baseado em cuckoo search e algoritmo genético
(Universidade Federal do Pará, 2018-09-02) OLIVEIRA, Victoria Yukie Matsunaga de; AFFONSO, Carolina de Mattos; http://lattes.cnpq.br/2228901515752720
Esta tese de doutorado propõe um novo algoritmo Cuckoo Search (CS) chamado Cuckoo-GRN (Cuckoo Search with Genetically Replaced Nests), que incorpora benefícios do algoritmo genético (GA) no algoritmo CS. O método proposto trata os ninhos abandonados do CS de maneira mais eficiente, substituindo-os geneticamente. Isto melhora significativamente o desempenho do algoritmo, estabelecendo o equilíbrio ideal entre a diversificação e a intensificação de busca. O novo algoritmo é utilizado para otimizar a localização e o dimensionamento de unidades de geração distribuída em um sistema de distribuição, a fim de minimizar as perdas de energia ativa, melhorando a estabilidade da tensão do sistema e o perfil de tensão. Alocações de uma ou mais unidades de geração distribuída são consideradas. O algoritmo proposto é extensivamente testado em funções matemáticas de benchmark, bem como nos sistemas de distribuição de 33 e 119 barras. Os resultados da simulação mostram que o Cuckoo-GRN pode levar a uma melhora substancial de desempenho em relação ao algoritmo CS original e a outras técnicas atualmente conhecidas na literatura, não apenas em termos de convergência, mas também de precisão da solução.
Acesso aberto (Open Access)
Análise comparativa das propriedades ressonantes de nanopartículas e de nanoantenas bowtie de ouro de diferentes geometrias
(Universidade Federal do Pará, 2012-12-14) SANTOS, Thaís Lira Tavares dos; COSTA, Karlo Queiroz da; http://lattes.cnpq.br/7932708321834647; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191
Este trabalho apresenta uma análise comparativa das propriedades ressonantes de nanopartículas e de nanoantenas bowtie de ouro com novas geometrias triangulares. As geometrias propostas são as seguintes: geometrias triangulares com lados encurvados e geometrias triangulares com um dos seus vértices formado por três pontas. As propriedades investigadas são as respostas ressonantes, as distribuições espaciais do campo elétrico próximo e os comprimentos de onda ressonantes. A densidade de corrente dentro das nanoestruturas também é analisada para melhor entendimento do realce do campo elétrico próximo. Para o caso das nanoantenas bowtie, a pesquisa também é focada no estudo da influência de um substrato de dióxido de silício nas suas propriedades ressonantes e no estudo das suas características na região de campo distante (seção reta de espalhamento e diagrama de radiação). Os resultados numéricos são obtidos nas regiões do visível e do infravermelho próximo do espectro eletromagnético, simulados pela técnica de integração finita. Para as nanopartículas isoladas, esses resultados mostram que as geometrias sugeridas possuem intensidade de campo elétrico próximo em torno de 160% mais alta e comprimento de onda ressonante 15% deslocado para o vermelho, comparadas com a geometria triangular equilateral. Já no caso das nanoantenas bowtie, as novas geometrias possuem intensidade de campo elétrico próximo em torno de 90% mais alta e comprimento de onda ressonante 15% deslocado para o azul, comparadas com a nanoantena bowtie triangular equilateral. Os resultados deste trabalho podem servir para modelagem, fabricação e projeto de nanopartículas e de nanoantenas bowtie de ouro para diferentes aplicações, tais como microscopia e sensores de fibra óptica.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de dados e definição de indicadores para a regulação de usinas termelétricas dos sistemas isolados
(Universidade Federal do Pará, 2006-11-28) CONDE, Cláudio Luciano da Rocha; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421; BRANCO, Tadeu da Mata Medeiros; http://lattes.cnpq.br/8911039344594817
Esta tese tem por objetivo a definição de um sistema de coleta de dados remoto, eficiente e de baixo custo, para monitoração dos parâmetros elétricos e de consumo de combustível das usinas termelétricas dos sistemas isolados, quase todas localizadas na Região Amazônica. Essas usinas apresentam problemas relacionados à dificuldade de acesso e à ausência de informações que permitam uma gestão adequada da qualidade do fornecimento e dos combustíveis consumidos. A análise dos dados obtidos através da implantação do sistema proposto em quatro usinas do Estado do Pará possibilitou, entre outros resultados, o desenvolvimento de um indicador (IMU) adequado ao planejamento de curto e médio prazos. A conclusão da viabilidade da solução proposta para melhoria da eficiência operacional e do controle regulatório levou à definição de critérios para implantação de sistemas de coleta de dados em todos os sistemas isolados do Brasil, consolidado em regulação específica da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

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