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01 Computação Científica e Processamento de Alto Desempenho
Uso de rede de mapas acoplados para a modelagem da propagação do fogo
Almeida, R. M.; Macau, E. E. N.; Ramos, F. M.
A modelagem da propagação do fogo em paisagens heterogêneas é bastante significante devido a dinâmica do fogo ser sensível à características espaciais locais. É proposto nesse trabalho uma metodologia para modelar a propagação do fogo em uma paisagem heterogênea através de um modelo de tempo e espaço discretos e variáveis de estado contínua. A vantagem dessa estratégia de modelagem é que possibilita a inclusão características espaciais intrinsicamente locais possibilitando a descrição física da propagação do fogo em um ambiente heterogêneo. |
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Metodologia para determinação de climatologia de mesoescala do modelo BRAMS em Grade Computacional
Almeida, E. S.; Preto, A. J.; Velho, H. F. C.; Stephany, S.
Este trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia para determinação de climatologia de mesoescala em grade computacional, utilizando o modelo meteorológico BRAMS - Brazilian Regional Atmospheric Modeling System. A geração da climatologia para um dado número de anos tem um alto custo computacional. Uma forma de acelerar o tempo de execução de uma climatologia é utilizar clusters de computadores que estão distribuídos em várias instituições de pesquisa. Para isto é necessário configurá-los para que constituam uma grade computacional, que é uma infra-estrutura de hardware e software que provê acesso confiável e consistente a recursos computacionais de alto desempenho que estão distribuídos fisicamente: neste caso, os clusters serão instalados no Departamento de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), do Laboratório de Computação Aplicada (LAC) e Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC), os dois últimos pertencentes ao Instituto Nacional de Pesquisas Espacias (INPE) e localizados em São José dos Campos e Cachoeira Paulista respectivamente. Para validar esta metodologia, este trabalha apresenta uma simulação para a determinação desta a climatologia para os meses de janeiro, fevereiro e março de 2001 e 2002. |
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Investigação e Aplicação de Ferramentas para Análise de Séries Temporais em Ambiente de Software Livre
Barbosa, E. B. M. B.; Rosa, R. R.; Vijaykumar, N. L.
A análise de séries temporais não-estacionárias em geral, comuns na natureza, exige a utilização de abordagens robustas da matemática. Duas novas técnicas estatísticas computacionais que tem introduzido novos paradigmas à teoria da análise de séries temporais e merecem destaque são a transformada em ondeletas e a análise de padrões-gradiente. O presente trabalho tem por objetivo investigar as características dessas técnicas, em um ambiente comum de programação seguindo o conceito de software científico livre como, por exemplo, o Scilab. As técnicas foram aplicadas em séries temporais de temperatura do ar medidas em reservatórios hidrelétricos do Brasil. Análises preliminares em periodogramas e no espectro de ondeleta global permitem a identificação de padrões de variabilidade, possivelmente, associados ao ciclo diurno da temperatura. A análise de padrões-gradiente apresentam os momentos estatísticos e o valor médio do parâmetro FA muito semelhantes. Os resultados preliminares mostraram-se coerentes quando comparados com as implementações originais, desenvolvidas em ambientes distintos de programação como, por exemplo, Matlab e IDL. |
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Análise de sinais turbulentos na copa da floresta amazônica: em busca de caos e estruturas coerentes
Campanharo, A. S. L. O.; Ramos, F. M.; Macau, E. E. N.
A possível natureza caótica da turbulência na camada limite atmosférica, no interior e acima da copa da floresta é investigada. Em particular, este trabalho considera dados de temperatura de alta resolução, coletados em três diferentes elevações na Floresta Amazônica, Rondônia, Brasil. O objetivo é determinar se as séries temporais incluem componentes que podem ser descritas (individualmente) por um conjunto de equações diferenciais não-lineares. Análises sugerem que de fato existe em uma das séries temporais uma componente com características de dinâmica caótica (determinísticas) que se desenvolve em um atrator estranho cuja dimensão é aproximadamente 3.4. Esses resultados suportam a existência de um atrator caótico de baixa dimensão na atmosfera. ABSTRACT: The possible chaotic nature of the turbulence of the atmospheric boundary layer within and above the forest is investigated. In particular, this work considers high resolution temperature data, measured at three different heights, in the Amazon forest, Rondonia, Brazil. The goal is to determine whether these time series include components that may be described (individually) by a set of deterministic nonlinear differencial equations. Analysis suggests that indeed exists in one of the time series a component with characteristics of (deterministic) chaotic dynamics, that develops into a strange attractor whose dimension is approximately 3.4. These results support the existence of a low-dimensional chaotic attractor in the atmosphere. |
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Uma Nova Versão Aprimorada do Método da Otimização Extrema Generalizada
Galski, R. L.; Ramos, F. M.; Sousa, F. L.
Este artigo apresenta uma nova implementação aprimorada do algoritmo Otimização Extrema Generalizada (Generalized Extremal Optimization - GEO), e sua variante GEOvar, e analisa o ganho obtido quando aplicado a um conjunto de funções teste. Em Galski et al., 2003, uma primeira versão aprimorada foi apresentada. O novo aprimoramento, aplicado cumulativamente com o anterior, é mais um dos resultados dos estudos efetuados pelo primeiro autor como parte do seu programa de doutorado. São apresentadas curvas do valor da função objetivo versus o número de avaliações da função tanto para o GEO e GEOvar do primeiro aprimoramento quanto para o segundo, sendo os resultados analisados. |
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Viabilidade de Simulações Multi-corpos em Astrofísica usando um Ambiente de Grade Computacional
Garkauskas, A. L.; Preto, A. J.; Stephany, S.
Este artigo apresenta uma análise da viabilidade da utilização de computação em grade na execução de simulações astrofísicas multi-corpos. A computação em grade consiste de uma infra-estrutura de hardware e software que provê acesso confiável e consistente a recursos computacionais que estão distribuídos fisicamente. Ferramentas de software que fazem parte dessa infra-estrutura permitem a sua utilização, por exemplo, segundo um modelo de programação paralela baseado em comunicação por mensagens. A computação em grade requer o emprego de um escalonador que seja capaz de mapear tarefas a processadores dados os recursos computacionais disponíveis na grade. |
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On Calculating and Visualizing Rocket Trajectory Reconstitution
Louis, J. E.; Vijaykumar, N. L.
In rocket launching, it is fundamental to determine the right tracking of the vehicle in flight. Usually, real time information is received from more than one tracking system. Such information is useful while the vehicle is in flight as well as for future analysis. However, sometimes, vehicle may not be tracked by any system. Therefore, no registered data of the complete flight is available. One possible solution is to calculate the missing information to cover the "gaps" in trajectory path. This reconstitution is based on vehicles position and velocity, in reference to any instant of the flight. This article describes an application that calculates a trajectory reconstitution in order to obtain data that is eventually missing. This trajectory path is plotted in a cartographic map projection in a browser. Resources used on this application are based on web standards. |
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Particle-in-Cell/Monte-Carlo modelling of collisional and non-collisional plasmas
Marques, G. N.; Preto, A. J.; Stephany, S.; Passaro, A.; Abe, N. M.; Paes, A. C. J.
This paper presents an approach to model collisional and non-collisional plasmas using particles. The behavior of the plasma is governed by the Boltzmann equation. The particle evolution in the phase space is approximated by an expansion for the phase space distribution function, in which the collisional and non-collistional terms derived from Boltzmann equation can be treated separatedely. An electrostatic Particle-In-Cell model solves the non-collisional motion using the Lorentz and the Newton equations. The Finite Element Method is employed to compute the electric field using the Poisson equation. In this approach, only elastic and Coulomb collisions are considered, modeled by a Monte Carlo method. |
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design optimization of lithium niobate modulators using a genetic algorithm.
Muraro Júnior, A.; Passaro, A.; Preto, A. J.; Stephany, S.
Este trabalho apresenta a otimização de parâmetros de projeto de um modulator eletroóptico de niobato de lítio, usando um algoritmo genético como ferramenta de busca de soluções. Cada possível solução é avaliada, usando-se o método dos elementos finitos. Os casos testes incluem a otimização de simples e múltiplos parâmetros do modulador. O conjunto de características avaliadas incluem a tensão de meia onda, a impedância característica e a largura de banda do dispositivo. ABSTRACT: This work presents the optimization of some design parameters of a lithium niobate modulator using a genetic algorithm to iteratively refine candidate set of parameters. Each of these candidate solutions is evaluated by applying the Finite Element Method. Numerical results show that the genetic algorithm is able to optimize design parameters of the lithium niobate modulator. Test cases include optimization of single and multiple parameters of the modulator. The set of characteristics include the half wave voltage, the electrode characteristic impedance, and the resulting bandwidth of the device. |
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Tubo de Vórtice: Implementação Numérica e Identificação
Nova, H. F. V.; Travelho, J. S.
Em vários casos a estrutura de um escoamento é bem caracterizada por seus vórtices, especialmente para a proposta de visualização. Neste trabalho é apresentada uma nova forma para a implementação numérica de um tubo de vórtice a qual permite a fácil identificação no escoamento complexo. Seja pelo campo de velocidades ou pelo campo de pressão, o tubo de vórtice pode ser identificado. A implementação do tubo de vórtice é feita na condição inicial, sendo testado a sua dispersão ao longo do tempo por meio da velocidade tangencial. A expressão numérica evita singularidades, podendo ser imposta facilmente. São apresentados resultados para um tubo de vórtice com intensidade de e com um núcleo de de raio, para um escoamento laminar de água contido em um domínio semi-esférico com de raio. As equações de Navier-Stokes são discretizadas espacialmente por volumes finitos, empregando-se uma malha não-estruturada tetraedral. |
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Simulação de Transientes Elétricos durante Processos de Solda Anódica
Paes, F. F.; Fabbri, M.
RESUMO: Descrevemos um modelo numérico para a camada de depleção durante a solda eletrostática (solda anódica) na ausência do transporte difusivo com evolução no tempo. O esquema numérico permite modelos com mobilidades independentes dos cátions e dos ânions, permitindo que a camada oxida aumente na interface vidro-metal e a interdependência entre o transporte de sódio e de oxigênio. Contudo, os perfis das cargas da camada de depleção são concentrados à frente da interface, produzindo uma zona de depleção neutra. Deste modo, propomos um estudo detalhado da camada de depleção de íons de sódio. ABSTRACT: We describe a numeric model to the depletion layer dynamics during eletrostatic bonding (anodic bonding), in the absence of carrier diffusion. The numerical scheme allows for independent cation and anion mobility models, the oxide layer build-up at the metal-glass interface and also the interdependence between sodium and oxygen transport. Neverthenless, the depletion-layer charge profiles are rather concentrated around the depletion front, yielding an essentially neutral depletion zone. According, we propose a detailed studying of the depletion layer of sodium ions. |
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Simulação Numérica do Crescimento de Diamantes em um Reator HFCVD
Rocha, R. S.; Travelho, J. S.
RESUMO: O presente trabalho propõe a modelagem numérica dos fenômenos físico-químicos que ocorrem durante o crescimento de filmes de diamante em um reator HFCVD, na região que engloba o filamento quente. No desenvolvimento do modelo as equações serão discretizadas pelo método dos volumes finitos em uma malha não-estruturada bidimensional. ABSTRACT: This work considers the numerical modeling of the physicist-chemistries phenomena that occur during the growth of diamond films in a HFCVD reactor, in the region that involve the hot filament. In the development of the model the equations will be discretizade by the finite volme method in a non-structuralized two-dimensional mesh. |
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Recuperação de Perfis Verticais de Propriedades Recuperação de perfis verticais de propriedades óticas inerentes com o uso da radiação emergente da água
Souto, R. P.; Campos Velho, H. F.; Stephany, S.
Este trabalho refere-se ao emprego de uma metodologia de recuperação de perfis verticais dos coeficientes de absorção e de espalhamento utilizando exclusivamente dados da radiância emergente da água, medida imediatamente acima da superfície e em vários comprimentos de onda. Esta abordagem se torna possível com o uso de modelos bio-ópticos que relacionam estes coeficientes com a concentração de clorofila em profundidade e com o comprimento de onda da radiação. Deste modo, a falta de informação de radiância em profundidade, é compensada e substituída pelo dado de natureza multiespectral da radiância observada somente na superfície. É utilizada uma formulação implícita de resolução de problema inverso, caracterizando-se assim um problema de otimização, o qual se buscou resolver através do uso da meta-heurística de população de formigas Ant Colony System (ACS), com uma adaptação que pré-seleciona a soluções candidatas que atendam a um critério de suavidade. Foi necessário entretanto fazer uma média de rodadas do ACS, para obter um resultado satisfatório. ABSTRACT: This work refers to a metodology of recovering vertical profiles of absortion and scattering coefficients using only water leaving radiance data, measured in several wavelenghts. This approach is possible with bio-optical models which correlate chlorophyll concentration and radiation wavelenght. Therefore, the multispectral nature of radiance data in sea surface compensates the absence of radiance depth information. As is employed an implicit formulation for solving the inverse problem, it configures an optimization problem, and a modificated Ant Colony System meta-heuristics was used in order to solve it. The modification consists to pre-select candidate ant solutions following a smothness criterion. An average of all results reached by different seed was computed in order to improve the result. |
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02 Inteligência Artificial
Algoritmos genéticos em ambientes paralelos
Batista, M. A. F.; Guimarães, L. N. F.
Este trabalho tem por objetivo estudar os conceitos de processamento paralelo e a técnica de Message Passing (Troca de Mensagens) aplicado a um algoritmo genético híbrido para encontrar estados estacionários de sistemas dinâmicos. O desenvolvimento de uma ferramenta computacional em ambiente paralelo visa aumentar o desempenho do processamento de cálculos paralelos realizados em múltiplos processadores. ABSTRACT: This work has for objective to study the concepts of parallel processing and the technique of Message Passing applied to a hybrid genetic algorithm to find states stationary of dynamic systems. The development of a computational tool in parallel environment aims at to increase the performance of the processing of carried through parallel calculations in processing multiples. |
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Uma Arquitetura de Automação de Operações Solo Multi-Agente
Biancho, A. C.; Ferreira, M. G. V.; Silva, J. D. S.
A redução de custos na área espacial é uma crescente necessidade que pode ser efetivada com a automatização do planejamento e da execução das operações espaciais de solo. Assim, propõe-se uma arquitetura de automação de operações solo multi-agente denominada MAGA (Multi-Agent Ground-operation Automation architecture). A arquitetura MAGA agrega agentes responsáveis pela automatização do planejamento e da execução de operações espaciais, gerenciando a alocação de recursos de solo para o rastreio de um conjunto de satélites e planejando as suas operações de controle. Para o processo de planejamento, esta arquitetura considera a restrição temporal do período de visibilidade de um satélite, que pode ter o seu período de rastreio reduzido devido a um conflito de tempo com a passagem de outro satélite. A arquitetura MAGA analisa se o período de rastreio do satélite é suficiente para alcançar todos os objetivos da missão espacial e permite desconsiderar objetivos e subobjetivos de menor prioridade em caso de tempo insuficiente. |
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Aplicação da tecnologia de agentes de planejamento em operações de satélites
Cardoso, L. S.; Ferreira, M. G. V.; Orlando, V.
Este trabalho apresenta uma solução para a automatização das operações de satélites visando aumentar a confiabilidade e a redução do custo nas operações espaciais. O sistema de Planejamento Automático de Operações de Vôo (PLANPOV) de satélites aqui apresentado permite a geração automática de Planos de Operação de Vôo (POV) para a fase operacional de rotina de satélites do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). O seu desenvolvimento está baseado na técnica de agente de planejamento temporal, da área de Inteligência Artificial e faz uso da Linguagem de Definição do Domínio de Planejamento (PDDL2.2) e do planejador Local Search for Planning Graphs Time Initial Literal and Derived Predicates( LPG-TD). ABSTRACT: This work presents a solution to automate satellite operations in order to increase the reliability and reduce cost in space operations. The system of automatic planning for satellite flight operation (PLANPOV) presented here allows the automatic generation of Flight Operation Plans for the routine operational phase of the satellites of the National Institute for Space Research (INPE). This development is based on a planning agent from the area of Artificial Intelligence and uses the Planning Domain Definition Language (PDDL2.2) and the Local Search for Planning Graphs Time Initial Literal and Derived Predicates ( LPG-TD) planner. |
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Aprendendo por reforço a evitar colisões em um robô móvel
Hoffmann, L. T.; Silva, J. D. S.
Este trabalho apresenta a modelagem de um robô móvel sobre a óptica de um agente de aprendizagem, com o objetivo de navegar em um ambiente desconhecido, desviando de obstáculos. A aprendizagem da tarefa de navegação, bem como o processo de tomada de decisão, é realizada através do algoritmo Q-learning de aprendizagem por reforço. O sistema sensorial do agente é baseado em visão computacional, detectando informações sobre os objetos do ambiente, que serão utilizadas como variáveis de estado. Experimentos foram realizados com um robô móvel real, equipado com sensores e atuadores de baixo custo e de baixa precisão. Os resultados mostraram que o robô foi capaz de aprender a navegar num ambiente não estruturado, adaptando-se a imprecisões de modelagem, otimizando continuamente a escolha de suas ações. |
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Busca de regras para previsão de tempestades geomagnéticas utilizando técnica de mineração de dados
Muralikrishna, A.; Santos, R. D. C.; Dal Lago, A.; Silva, J. D. S.
A Terra sofre uma considerável influência da atividade solar através do vento solar, que traz consigo estruturas resultantes, principalmente, de explosões solares ou flares e ejeções de massa coronais - EMC entre outros eventos que ocorrem na fotosfera visível e na coroa solar. O avanço destas estruturas, dependendo de suas características, pode causar tempestades magnéticas na Terra, as quais, por sinal, podem ocasionar diversos danos aos sistemas tecnológicos do nosso planeta. Uma das soluções para diminuir os estragos causados pelas tempestades magnéticas intensas é a previsão de suas ocorrências, a qual é abordada no presente trabalho. A técnica escolhida para esta tarefa é a Árvore de Decisão, uma das técnicas de Mineração de Dados. ABSTRACT: The Earth suffers a considerable influence from the solar activity through the solar wind, that brings resultant structures, mainly, of solar explosions or flares and coronal mass ejections - CME - among others events that occur in the solar photosphere (visible) and in the solar corona . The advance of these structures, depending on its characteristics, can cause magnetic storms in the Earth, which, can cause diverse diverse damages to the technological systems in our planet.. One of the solutions to diminish the ruins caused from intense magnetic storms is the forecast of its occurrences, which is approached in the present work. The technique chosen for this task is the Tree of Decision, one of the techniques of Data Mining. |
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Análise de Desempenho de um Classificador Neural em Ambiente Distribuído
Rangel, K. M.; Guimaraes, L. N. F.
Este artigo apresenta alguns resultados do trabalho desenvolvido para melhoria de performance do Classificador Neural de Atributos de Textura para Busca e Recuperação de Imagens de Sensoriamento Remoto (Martins, 2003). A implementação em ambiente distribuído do Classificador Neural foi analisada, focando a distribuição do treinamento do Mapa Auto-Organizável de Kohonen, implementado na versão seqüencial do Classificador Neural. Para a implementação distribuída, foram analisadas algumas bibliotecas de troca de mensagens implementadas em Matlab. E, para a avaliação de desempenho em ambiente distribuído foi utilizado o Toolbox ParMatlab, de troca de mensagens, para prover a comunicação entre os nós durante o treinamento da Rede Neural. O speedup e a eficiência encontrados foram satisfatórios para o caso de distribuição de processamento do treinamento do Mapa Auto-Organizável de Kohonen no sistema distribuído semi-dedicado montado no IEAv. |
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Model Breeder - Um Algoritmo Genético para Criação de Modelos
Santa Catarina, A.; Oliveira, J. R. F.; Monteiro, A. M. V.
Este artigo apresenta um Algoritmo Genético (AG) capaz de gerar modelos matemáticos para um conjunto de dados de entrada. O AG é capaz de encontrar um modelo matemático que relaciona a variável dependente a um conjunto de variáveis independentes. Dois conjuntos de dados foram testados: um conjunto simples com apenas uma variável independente e um conjunto mais complexo com três variáveis independentes. Os resultados obtidos foram então comparados com os resultados fornecidos pelo método dos mínimos quadrados. Para o primeiro conjunto de dados o AG ajustou modelos menos precisos que o método dos mínimos quadrados. Para o segundo conjunto de dados o AG ajustou modelos até mais precisos que os modelos obtidos com o método dos mínimos quadrados. Estes resultados apontaram a ferramenta implementada como adequada para se realizar uma análise exploratória de dados de forma semi-automática. |
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Aplicação de redes neurais artificiais em ambiente de alto desempenhopara classificação de imagens SAR
Veronese, T. B.; Guimarães, L. N. F.; Martins, M. P.
Neste trabalho é proposto um modelo para estudo sobre a eficiência de métodos baseados em redes neurais artificiais na classificação de imagens SAR (Synthetic Aperture Radar), utilizando medidas de textura obtidas por filtros Gabor. Para isso, diferentes tipos de redes neurais artificiais devem ser incorporados, como SOM, Perceptron e ART. Serão implementadas técnicas de processamento distribuído em rede de computadores de baixo custo (PC), com o objetivo de avaliar o real ganho em desempenho. No desenvolvimento do projeto, será utilizado o método de Troca de Mensagens. O ambiente a ser utilizado para implementação é composto por computadores de processamento distribuído que integram o projeto BELIEVe, do Laboratório de Engenharia Virtual (LEV) do Instituto de Estudos Avançados (IEAv/Centro Ténico Aeroespacial) (http://www.ieav.cta.br/efa/lev.htm). As imagens a serem utilizadas foram obtidas do sensor SAR da aeronave de sensoriamento remoto do SIVAM, adquiridas em 13 de Setembro de 2004. A região de coleta situa-se no município de Machadinho dOeste RO. |
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03 Pesquisa Operacional
Uma Abordagem Evolutiva para o Mirrored Traveling Tournament Problem
Biajoli, F. L.; Lorena, L. A. N.
O Traveling Tournament Problem é um problema de otimização que abstrai algumas características de torneios esportivos, tendo como objetivo a minimização das distâncias percorridas pelos times no decorrer do torneio. Este trabalho aborda a versão espelhada do TTP, conhecida como Mirrored Traveling Tournament Problem (mTTP). Para tal propõe-se o uso conjunto das técnicas Algoritmos Genéticos e Simulated Annealing. A validação dos resultados será feita a partir de instâncias disponíveis na literatura. |
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Utilização de Técnicas de Mineração de Dados para Previsão do Nível do Rio Paraguai
Kono; Yasuo; Becceneri; C. , J.; Santos; C. D. , R.
A previsão do nível de um rio para um tempo futuro pode auxiliar a economia e a população que é servida pelo rio em questão. Pretende-se com este trabalho, um estudo da utilização de técnicas SOM e LVQ para verificar sua utilidade em um processo para prever o nível do rio Paraguai. Os resultados sendo satisfatórios poderão encorajar a utilização dessas técnicas e métodos em outros rios para auxiliar na elaboração de políticas que venham a influenciar a população ribeirinha positivamente, tanto economicamente quanto socialmente, considerando inclusive o aspecto ambiental. |
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Heurísticas híbridas com detecção de regiões promissoras para o Problema do Caixeiro Viajante com Coleta de Prêmios.
Chaves, A. A.; Lorena, L. A. N.
O Problema do Caixeiro Viajante com Coleta de Prêmios (PCVCP) é uma generalização do Problema do Caixeiro Viajante, podendo ser associado a um caixeiro que coleta um prêmio, em cada cidade visitada e paga uma penalidade para cada cidade não visitada, com um custo de deslocamento entre as cidades. O objetivo é minimizar o somatório dos custos da viagem e penalidades pagas, incluindo na rota um número suficiente de cidades que permitam coletar um prêmio mínimo pré-estabelecido. Este trabalho aborda novas heurísticas para resolver o PCVCP, utilizando um algoritmo evolutivo híbrido, chamado Evolutionary Clustering Search (ECS) e uma adaptação deste, chamada *CS, onde o componente evolutivo do ECS será substituído pelas metaheurísticas GRASP e VNS. A validação das soluções obtidas se dará através da comparação com os resultados encontrados através de um solver comercial, que consegue resolver de forma exata apenas problemas de pequeno porte. ABSTRACT: The Prize Collecting Travelling Salesman Problem (PCTSP) is a generalization of the Travelling Salesman Problem. It can be associated to a salesman that collects a prize in each city visited and pays a penalty for each city not visited, with travel costs among the cities. The objective is to minimize the sum of the costs of the trip and penalties, including in the tour an enough number of cities that allow collecting a minimum prize. This paper approaches new heuristics to solve the PCTSP, using a hybrid evolutionary algorithm, called Evolutionary Clustering Search (ECS) and an adaptation of this, called *CS, where the evolutionary component will be substituted by the metaheuristics Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) and Variable Neighborhood Search (VNS). The validation of the obtained solutions will be through the comparison with the results found by a commercial solver that was able to solve only small size problems. |
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Relaxação Lagrangena com Divisão em Clusters Aplicada ao Problema de Localização de Facilidades Não-capacitado
Corrêa, F. A.; Lorena, P. D. L. A. N.
Uma estratégia usada para a solução de um problema de grande porte é a sua divisão em problemas menores, resolvendo-os com a ajuda de solvers comerciais. Nesse contexto, este trabalho examina uma técnica que pode ser aplicada a problemas combinatoriais que podem ser representados em grafos de conflitos e considera o particionamento de grafos, de forma a se obter aglomerados (clusters) de vértices e arestas. Ao remover as arestas que ligam os agrupamentos, divide-se o grafo de conflitos em subgrafos, obtendo-se partes com as mesmas características do problema original. Ao relaxar essas arestas no sentido lagrangeano, os subproblemas são resolvidos e obtém-se uma aproximação da solução do problema original. Essa é a idéia da relaxação lagrangeana baseada em clusters (LagClus). Por obter subgrafos com as mesmas características do problema original, tem-se a vantagem de se obter melhores limitantes do que a relaxação lagrangeana tradicional. A LagClus foi testada e apresentou bons resultados para o problema de localização de facilidades não-capacitado (UFLP). |
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Um novo enfoque para a atribuição de escalas de serviço de longa duração em empresas de transporte
Gavião, F.; Lorena, L. A. N.; Senne, E. L. F.
Este trabalho descreve uma nova heurística para a resolução de problemas de atribuição de escalas de serviço de longa duração para empresas de transporte. Problemas desta natureza são classificados como NP-hard devido ao seu grau de complexidade. A abordagem procura reduzir a complexidade elaborando modelos mais simples que são resolvidos em etapas seqüenciais e com realimentação até que um critério de otimização seja atingido. ABSTRACT: This work describes a new heuristics for solving long duration crew rostering problems for transport companies. Problems of this nature are classified as NP-hard due to their complexity degree. The approach tries to reduce the complexity elaborating simpler models which are solved in sequential stages with feedback until an optimization criterion is reached. |
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Modelo para Análise de Custos no Desenvolvimento de Sistemas
Moro, C. A. C.
Nas atividades de prestação de serviços, verifica-se a constante preocupação com a alocação eficiente de recursos escassos e a necessidade cada vez maior de utilização de modelos matemáticos que permitam revisões periódicas para que decisões possam ser melhor avaliadas e testadas antes de efetivamente implementadas. Com este enfoque, o presente trabalho, utilizando-se de fundamentos da Programação Linear, apresenta modelagem de alocação de atividades desenvolvidas por profissionais na atividade de desenvolvimento de sistemas. Demonstra-se nesta aplicação a economia de recursos e a conseqüente situação de uma condição de melhor competitividade para a estratégia empresarial. |
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04 Processamento de Imagens e Geoprocessamento
Emprego de Análise em Multiresolução para Mosaicagem de Imagens de Sensoriamento Remoto.
Bagli, V. V.; Fonseca, L. M. G.
Mosaico de imagens é o processo de juntar duas ou mais imagens para gerar uma imagem maior. Duas fases são envolvidas neste processo: registro de imagens e blending. O processo de blending consiste em combinar as imagens na área de sobreposição de tal forma que a emenda entre as imagens fique visualmente imperceptível. Mesmo que as imagens estejam bem registradas, a área de transição entre as imagens pode ficar visível e as nuvens e sombras podem gerar artefatos e borramento na região de junção. Assim, este trabalho apresenta, de forma sucinta, um método de blending e remoção de nuvens/sombras baseado na decomposição em múltiplas resoluções. A geração de uma linha de corte, que considera informação de textura, pode ser empregada para combinar as duas imagens de uma maneira mais otimizada. |
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Acesso à Banco de Dados Padrão TerraLib Por API’s do Modelo OpenGIS
Carneiro, E. L. N. C.
Este artigo descreve o modelo TeOpenGIS que tem como objetivo permitir que um banco de dados TerraLib seja acessado de forma transparente por APIs do modelo OpenGIS de recuperação e armazenamento de dados geográficos. O presente modelo encontra-se em fase de implementação e o artigo serve com forma de divulgação das atividades que estão sendo desenvolvidas. |
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Tratamento digital de imagens e adequabilidade de sensores remotos para identificação de extração mineral irregular.
Costa, M. F.; Dutra, L. V.; Karfunkel, J.
As atividades de extração mineral clandestina resultam em considerável degradação ambiental e causam, a cada dia, maiores preocupações às entidades responsáveis pela fiscalização e gestão destes recursos. Encontrar alternativas para a identificação, fiscalização e disponibilização dos dados de áreas degradadas têm sido um dos objetivos da Polícia Militar de Minas Gerais, para uso de suas Unidades de Policiamento de Meio Ambiente. O uso de imagens de sensores remotos, as técnicas de processamento digital de imagens e os recursos de divulgação de dados via Web podem contribuir satisfatoriamente para o aumento da fiscalização e identificação de áreas críticas. Aliados a técnicas de geoprocessamento, as operações e atividades preventivas poderão ser melhor executadas. Este artigo resume os trabalhos em andamento que tem por finalidade a elaboração da proposta de mestrado a ser apresentada. |
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Arquitetura de um Mecanismo para Busca Especializada na Web
Gibotti, F. R.; Câmara, G.
O desenvolvimento acelerado da Internet e o aumento de conteúdos digitais disponíveis conduziram o desenvolvimento de mecanismos de busca que facilitassem a recuperação de informações na Web. Entretanto, estes mecanismos apresentam limitações principalmente quando se trata da recuperação de conteúdos especializados. Dados geográficos não são encontrados na Web por mecanismos convencionais, pois tais mecanismos não estão preparados para evidenciar este conteúdo. Neste contexto, este trabalho apresenta uma arquitetura para acesso e recuperação de dados geográficos na Web, discorrendo sobre suas principais características, arquitetura, tecnologias envolvidas e performance. |
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Linguagens de Consulta Espaço-Temporais
Oliveira, O. R. F.; Câmara, G.; Monteiro, A. M. V.
O ambiente geográfico atual impõe a necessidade de trabalhar com dados que combinem espaço e tempo. Neste artigo apresentamos um estudo da inclusão da dimensão temporal em bancos de dados geográficos. Para isso propomos uma tipologia para dados espaço-temporais, revemos algumas linguagens de consulta, discutimos a linguagem TerraMAP e mostramos os desafios de trabalhar com dados espaço-temporais nesse contexto. |
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Modelagem de dinâmicas espaciais com autômatos celulares
Pinto, E. G. M.; Fook, K. D.; Monteiro, A. M. V.; Câmara, G.
A introdução de novas ferramentas de análise espacial tem potencializado o estudo de fenômenos naturais de dimensão espaço-temporal, tais como escoamento de água da chuva, dispersão de sementes, crescimento populacional, fenômenos urbanos, entre outros. Os autômatos celulares (AC) vêm sendo utilizados com sucesso para avaliar a evolução desses fenômenos dinâmicos. Os AC podem ser acoplados a Sistemas de Informações Geográficas (SIG), aumentando a complexidade destes sistemas de modo a torná-los mais realistas, sendo muito utilizados no estudo de ambientes urbanos, considerados como sistemas complexos. Neste artigo, apresentam-se as aplicações e tendências no uso da tecnologia dos autômatos celulares para modelagem da dinâmica espacial, com particular enfoque a modelagem da dinâmica urbana. |
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Seleção de atributos usando algoritmos genéticos para classificação de regiões
Santos, J. C.; Oliveira, J. R. F.; Dutra, L. V.
O avanço tecnológico dos sensores remotos possibilita a geração de imagens com maior discriminação entre os alvos urbanos. Este trabalho tem por objetivo realizar a classificação automática do zoneamento urbano, aplicando técnicas de extração e seleção de atributos em imagens de alta resolução. Para reconhecer a malha viária e outros componentes do espaço urbano, serão implementados alguns atributos de forma que permitem reconhecer objetos distintos espectralmente semelhantes. Para maximizar a exatidão da classificação e diminuir o custo de processamento, a seleção de atributos será feita pelos algoritmos genéticos e pela busca exaustiva por máxima verossimilhança gaussiana. |
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Mining patterns of change in remote sensing image databases
Silva, M. P. S.; Câmara, G.; Souza, R. C. M.; Valeriano, D. M.; Escada, M. I. S.
Bancos de imagens de sensoriamento remoto são os arquivos de informação espacial que mais crescem atualmente. Entretanto, ainda temos uma capacidade limitada para extrair informações a partir de grandes bancos de imagens de sensoriamento remoto. Existem poucas técnicas para mineração de imagens e extração de informações a partir de grandes repositórios de imagens, o que revela deficiências para explorar nossas amplas bases de dados de sensoriamento remoto. Este artigo propõe uma metodologia para orientar a mineração de bancos de imagens de sensoriamento remoto. A idéia básica é utilizar conceitos do domínio para construir descrições genéricas de padrões de imagens de sensoriamento remoto, e então utilizar abordagens estruturais para identificar tais padrões nas imagens. Ilustramos nossa proposta com um estudo de caso para a detecção de padrões de uso do solo na Amazônia a partir do banco de imagens de sensoriamento remoto do INPE. ABSTRACT: Remote sensing image databases are the fastest growing archives of spatial information. However, we still have a limited capacity for extracting information from large remote sensing image databases. There are currently very few techniques for image data mining and information extraction in large image data sets, and thus we are failing to exploit our large remote sensing data archives. This paper proposes a methodology to provide guidance for mining remote sensing image databases. The basic idea is to use domain concepts to build generic description of patterns in remote sensing images, and then use structural approaches to identify such patterns in images. We illustrate our proposal with a case study for detecting land use patterns in Amazonia from INPEs remote sensing image database. |
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CASA-F: Uma Ferramenta para Obtenção de Pontos de Controle por Casamento de Feições
Silva, J. C.; Dutra, L. V.
Um problema freqüentemente encontrado em registro de imagens é a obtenção de pontos de controle. Uma quantidade razoável de pontos de controle é necessária para que um processo de registro de imagens seja realizado com sucesso. Em imagens que cobrem uma vasta região, nem sempre estes pontos de controle são encontrados com facilidade. Este artigo apresenta uma ferramenta, que está em fase em desenvolvimento, para a obtenção de pontos de controle a partir da extração e casamento de feições. |
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Armazenamento e Recuperação de Dados Matriciais em Bancos de Dados Objeto-Relacionais
Vinhas, L.; Câmara, G.
Esse trabalho examina algumas quetões relatives a construção de bases de dados geográficos, mais especificamente daqueles representados em uma estrutura matricial. Uma arquitetura geral é apresentada. Essa arquitetura baseia-se na combinação de dois mecanismos: particionamento e multi-resolução. Apresenta-se alguns algoritmos desenvolvidos para implementar tais mecanismos. Apresenta-se ainda exemplos de implementação desse modelo em dois SGBDs objeto-relacionais: MySQL e PostgreSQL. Para esse exemplo são discutidas algumas questões de eficiência na recuperação desses dados. |
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05 Sistema de Informação
Proposta de um Ambiente de Apoio a Estimativas em Projetos de Software Através Simulação
Araujo, D. G.; Sant´Anna; Kienbaum, G. S.
A atividade de estimar é considerada uma importante e difícil decisão de cunho gerencial dos ambientes de desenvolvimento de software e é referenciada como prática-chave para a maturidade e qualidade dos processos das organizações desenvolvedores de software. Diante desta posição, este trabalho vem discutir em linhas gerais uma proposta de um ambiente (arquitetura, técnica e ferramentas) que apóie as atividades gerenciais relacionadas a estimativas e aferição de estimativas para aspectos diversos como custo, esforço, prazo, etc de projetos de software. O ambiente proposto é caracterizado por meio da modelagem de processos de desenvolvimento de software para os ambientes de engenharia de software com o uso de simulação e esta última é realizada de forma combinada com um mecanismo que auxilie na definição e quantificação de elementos de tarefas. Uma implementação da proposta visa apoiar atividades gerenciais de definição de equipes de desenvolvimento. |
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Uma Visão Geral sobre a da Qualidade de Software
Augusto Neto, Á.; Sant'Anna, N.; Kienbaum, G.
Este trabalho apresenta uma visão geral sobre a qualidade de software. Inicialmente apresentam-se os principais conceitos envolvidos e como eles evoluíram ao longo do tempo. Em seguida, mostram-se as características dos principais modelos utilizados atualmente, pelo setor aeroespacial, para gerenciar a qualidade de software, representados pelo CMM e CMMII do SEI, pelas Normas ISO 15504 e pela Norma ECSSQ80B da European Cooperation for Space Standardization. Finalmente, descrevem-se as características das de algumas metodologias utilizadas para melhoria dos processos de produção de software e apresenta-se uma proposta para sua evolução. |
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Construção e Gestão de Conteúdo Educacional Utilizando Simprocess, TelEduc e Técnicas de Workflow
Bicudo, S. F.; Kienbaum, G. S.
Este trabalho apresenta a arquitetura e o estágio atual de desenvolvimento de um ambiente para construção e gestão de conteúdo educacional na web fundamentados em metodologias e técnicas tradicionalmente utilizadas nas áreas de gestão de processos e simulação de sistemas. O foco do trabalho é a estruturação e a construção de conteúdo didático por meio de uma interface gráfica amigável, baseada na tecnologia de workflow, e a sua disponibilização na web sob a forma de material de auxílio a aulas presenciais ou de cursos completos para educação a distância, utilizando um sistema de gestão de aprendizagem. O monitoramento em tempo real das atividades desenvolvidas pelos alunos e a gestão do processo educacional é vista como um aspecto complementar para evolução futura do sistema. O ambiente projetado está sendo desenvolvido com base na integração da ferramenta de simulação de sistemas SIMPROCESS com o ambiente de educação a distância TELEDUC. |
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Detecção de Backdoors e Canais Dissimulados
Chaves, C. H. P. C.; Montes, A.
Este artigo apresenta os conceitos de backdoors e canais dissimulados, alguns exemplos de ferramentas disponíveis publicamente e uma metodologia para detectá-los. O sistema de detecção de intrusão apresentado é um sistema híbrido, que utiliza mapas auto-organizáveis como técnica de detecção por anomalia e reconhecimento de padrões como técnica de detecção por abuso. O sistema tem como objetivo contribuir com toda comunidade de administração e segurança de redes, utilizando-se das vantagens das estratégias de detecção. |
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Arquitetura Adaptável para Execução de Transações Móveis
Flôr, D. E.; Vieira, M. F. G.; Sant'Anna, N.
Atualmente é crescente o interesse em empregar dispositivos móveis no acesso aos sistemas de informação. Em conjunto com a tecnologia de comunicação sem fio, estes dispositivos provêem a base para o paradigma da Computação Móvel (CM). A partir de então, os cenários que vem sendo descerrados influenciaram várias áreas da ciência da computação, inclusive os Sistemas de Banco de Dados (SBDs). A arquitetura infraestruturada da CM, exige dos SBDs um novo comportamento, o que requer adaptações relacionadas principalmente ao gerenciamento de transações, já que os equipamentos móveis acrescentaram novas formas de processamento. Este trabalho abordará as particularidades do ambiente móvel, as plataformas de processamento de transações em tal cenário, e os modelos de transações já encontrados na literatura. Ao final é apresentada uma arquitetura adaptável formada por serviços que avaliam as características do ambiente móvel e indicam o modelo de transação mais adequado para a plataforma de processamento disponível. |
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Geração de Interfaces Adaptativas para Dispositivos Móveis
Ito, G. C.; Ferreira, M.; Sant'ana, N.; Silva, R. R.
Este artigo apresenta a proposta de uma arquitetura para a Geração de Interfaces Adaptativas (GIA) que tem como objetivo a criação de interfaces de usuário que se adaptem às características de dispositivos móveis e paralelamente retornar dinamicamente elementos da interface de acordo com as características distintas de cada dispositivo. Através deste processo a interface do usuário poderá se adaptar em tempo de execução, ao aparelho que solicitar o serviço, considerando a classe de dispositivos, o tipo de plataforma, aspectos de contexto do usuário entre outros fatores. Para que este processo seja possível utilizar-se-á uma forma de reconhecimento para dispositivos móveis proposta pela World Wide Web Consortium (W3C), denominada Composite Capability Preference Profile (CC/PP). |
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Evolução dos trabalhos em detecção de anomalias na rede
Silva, L. S.; Montes, A.; Silva, J. D. S.
Neste artigo são apresentadas ações realizados até o momento para o desenvolvimento de um sistema de detecção de intrusão baseado em rede, para o qual é utilizada a abordagem baseada em anomalias. O objetivo deste sistema é sinalizar desvios do comportamento normal de uma rede que podem indicar a ocorrência de ataques. Inicialmente, é apresentada uma breve descrição do objetivo do trabalho e da situação atual em que se encontra. Na seção 2, o ambiente configurado para a monitoração do tráfego de rede é descrito. Em seguida, é apresentada a estratégia de recuperação de atributos a partir da qual será desencadeada a representação do comportamento normal da rede, na seção 3. Finaliza-se este artigo com algumas conclusões e descrição dos próximos desafios. |
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Arquitetura para um ambiente integrado web de simulação de processos e gerência de projetos.
Travassos, P. R. N.; Kienbaum, G. S.
Este trabalho descreve a arquitetura para um ambiente integrado de simulação de processos e gestão de projetos. Partindo-se das analogias e diferenças existentes na modelagem e na aplicação das técnicas e ferramentas individuais de cada uma destas áreas de estudo, são formulados conceitos e procedimentos integrados, a fim de unificá-las e aperfeiçoá-las. Diagramas do tipo PERT são estruturados como modelos de Workflows para serem utilizados na simulação de processos e orientar a elaboração de projetos de experimentos, adicionando-se análise de prazos e custos na execução dos modelos de simulação ou de suas componentes. O objetivo principal do trabalho é a apresentação do ambiente e da metodologia proposta e a sua aplicação em estudos na área de gestão de projetos, visando a melhoria nos seus procedimentos e resultados. |
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Estimativa de Esforço de Software Usando Raciocínio Baseado em Casos
Tronto, B.; Fabiana, I.; Sant'Anna; Nilson; Silva, S.; Demísio, J.
A gestão de projeto de software é uma atividade em que os gerentes usam suas habilidades e experiências para tomar decisões. A habilidade de se realizar predições efetivas, particularmente no que se refere a custo e qualidade, é uma das maiores contribuições para se ter um gerenciamento de projeto de software de sucesso. Conseqüentemente, pode-se verificar a existência de atividades de pesquisa significativas nesta área, muitas das quais têm o foco sobre predição de esforço e de defeitos. Estes problemas são caracterizados por ausência de teoria, inconsistência e incerteza que fazem deles bem ajustados a abordagens de raciocínio baseado em casos - RBC. Este trabalho apresenta um estudo de caso que aplica RBC para realizar estimativa de esforço de desenvolvimento de componentes de software. |
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