ISEP - Dissertações de Mestrado
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- Videovigilância, compressão e criptografiaPublication . Carvalho, José Fernando de OliveiraO estudo desta tese centra-se em torno de uma ideia que envolve condições aparentemente controversas, i.e. video vigilância segura, usando sistemas de baixo custo, através de redes baixo débito. Pretende-se com esta tese demonstrar que, recorrendo a determinados mecanismos de optimização e simplificação da compressão, se podem satisfazer simultaneamente as diversas condições, de forma a tornar a solução segura. Para esse efeito são estudados e implementados algoritmos de compressão (com e sem perdas) e de criptografia, num sistema de baixo custo, desenvolvido de raiz no projecto da Licenciatura, o sistema VideoVigi. Em relação à compressão implementou-se uma versão adaptada da recomendação H.263 do ITU-T que inclui compressão de redundância espacial, temporal e de símbolos. No que diz respeito à criptografia foi implementado um algoritmo de encriptação simétrica, o standard AES. Os desenvolvimentos efectuados tiveram em conta o formato de vídeo CIF na sua versão monocromática. Para se avaliar a nova solução VideoVigi realizaram-se diversos ensaios num ambiente semi-real. Para isso recorreu-se a um acesso ADSL de baixo débito (BW= 64 kbps) configurado num DSLAM ligado à rede IP. Nos testes realizados obteve-se uma taxa de 3 frames por segundo, com encriptação, e 6 frames por segundo, sem encriptação. A compressão atingiu valores superiores a 99%, assegurando um fluxo contínuo de imagens perfeito para a video vigilância. De outro modo, na rede usada para teste e sem recorrer à compressão, a taxa de frames por segundo não foi além de 0,06. Os mecanismos de optimização da compressão e encriptação implementados, alteraram os dados do vídeo o suficiente, para poderem ser enviados por uma rede de baixo débito (64 kbps), e encriptados para poderem ser transferidos, de um modo seguro, sobre uma rede partilhada como a Internet. A simplificação destes mecanismos tornaram o seu algoritmo suficientemente ―leve‖ para ser implementado em sistemas de baixo custo (30 MIPS). Desta forma, sistemas de baixo custo, como o VideoVigi, podem tornar a video vigilância de locais remotos viável através de redes de baixo débito (e.g. General Packet Radio Service – GPRS).
- Estudos de formulação de solo‐cimento e solo‐cal e respectivas aplicaçõesPublication . Santos, Jorge Ribeiro; Cruz, Nuno; Carvalho, JoséEste trabalho teve como objectivo descrever os aspectos mais relevantes, ligados ao tratamento de solos com cimento e ao melhoramento de solos com cal, com um destaque particular para a aplicação das técnicas num contexto de obras rodoviárias. Pretende‐se também, descrever a metodologia dos estudos de formulação em laboratório cujo objectivo é optimizar a percentagem de ligante hidráulico a utilizar no melhoramento ou tratamento dos solos. É também objectivo, descrever a aplicação das referidas técnicas em contexto de obra, bem como o controlo da qualidade das mesmas. Os casos práticos apresentados neste trabalho referem‐se a duas obras realizadas pela empresa Mota‐Engil, sendo que a soluçãorelacionada com o tratamento de solos com cimento foi aplicada numa obra rodoviária em regime de concessão na zona norte do país, enquanto que a solução de melhoramento de solos com cal foi aplicada numa obra aeroportuária localizada no aeroporto de Lisboa.
- Classificação multi-etiqueta hierárquica de textos segundo a taxonomia ACMPublication . Santos, António Paulo Gomes dos; Rodrigues, FátimaMuitos dos trabalhos de classificação existentes na literatura, envolvem a atribuição a cada instância (exemplo) de uma única classe, de entre um conjunto pré-definido de classes normalmente pequeno e organizado de forma plana. Porém, existem problemas de classificação mais complexos, em que a cada instância é possível atribuir mais do que uma classe, podendo as classes, estar organizadas numa estrutura hierárquica. Para estes problemas, existe um conjunto de abordagens para lidar com o facto de uma instância poder pertencer a mais do que uma classe (classificação multi-etiqueta). Existem também abordagens para lidar com a organização hierárquica das classes (classificação hierárquica). Esta dissertação, apresenta um estudo das abordagens e conceitos de classificação multi-etiqueta e hierárquica, aplicados à classificação de documentos de texto. Trata-se, portanto, de um problema de classificação, em que as instâncias são documentos de texto, que podem pertencer a mais do que uma classe e estas encontram-se organizadas hierarquicamente. Nos problemas de classificação de texto, uma fase importante, é o pré-processamento dos documentos. Um processo transformativo, aplicado normalmente para reduzir o número de termos de um documento, de forma a obter uma representação dos documentos, mais adequada para as fases seguintes. Nesta dissertação, são também estudadas as várias tarefas de pré-processamento que podem ser realizadas, como por exemplo, remoção de stopwords, stemming, esquemas de atribuição de pesos aos termos. No estudo experimental realizado, foi utilizado o esquema de classificação ACM (Computing Classification System), que define um conjunto de classes, organizadas hierarquicamente, nas áreas científicas no campo da computação. O estudo experimental realizado, consistiu no desenvolvimento de uma solução para automatizar a navegação e recolha de documentos classificados da biblioteca digital ACM, pré-processamento dos documentos, construção e aplicação de diferentes classificadores a documentos ainda não classificados e por fim a avaliação do seu desempenho de previsão. Foi proposta uma metodologia para classificação multi-etiqueta hierárquica que combina as abordagens usadas na classificação multi-etiqueta e na classificação hierárquica que se mostrou adequada para a resolução destes problemas.
- Betão betuminoso com betume anti-querosene Formulação, aplicação e comportamentoPublication . Baptista, Teresa Cristina Ferreira; Teixeira, Adriano; Saturnino, MiguelEste trabalho pretende contribuir para um melhor conhecimento do comportamento de misturas betuminosas, destacando-se a mistura betuminosa com incorporação de betume anti-querosene, aplicada como camada de desgaste na obra “ Empreitada para as Obras de Beneficiação/ Reforço do Pavimento, no Sublanço Penafiel/ Amarante, da A4 ”, sobre a qual e feita uma breve descrição. Esta mistura foi aplicada em Portugal pela primeira vez. O betume anti-querosene utilizado na formulação da mistura e considerado um ligante especial modificado com polímero, pelo que foi abordado o seu processo de fabrico, vantagens e inconvenientes. Para avaliar a influencia do ligante no desempenho da mistura betuminosa face a agressividade dos derrames de hidrocarbonetos foi realizado um estudo laboratorial com diferentes betumes. Como durante a realização do trabalho entrou em vigor a Marcação CE das misturas betuminosas foi realizado o enquadramento da mistura betuminosa com incorporação de betume anti-querosene na nova normalização. No estudo realizado sobre a acção do combustível nas misturas betuminosas, foi ensaiada uma mistura betuminosa com uma amostra de betume anti-querosene cujos resultados obtidos nos ensaios foram bem diferentes dos obtidos na fase de dimensionamento da referida mistura, logo podemos dizer que o ensaio Cântabro pode por si só não ser suficiente para avaliar laboratorialmente o comportamento de misturas betuminosas com baixa porosidade.
- A avaliação de impacte ambiental em Portugal: análise exploratória às pedreiras da região NortePublication . Rebelo, Hélio Fernando da Silva; Teixeira, RuteDurante milhares de anos, a interferência humana, foi sendo absorvida pelo ambiente, não se registando significativas alterações nos processos de auto equilíbrio da natureza. Este equilíbrio, só começou a ser drasticamente alterado há cerca de trezentos anos. Hoje em dia, verifica-se que estas alterações ocorrem em progressão exponencial, existindo já situações de alteração e destruição de cadeias naturais irreversíveis, as quais não podemos já reparar e cujas consequências não podemos, tão pouco, prever. Por tudo isto, os Estudos e Análises de Impacte Ambiental passaram a ser uma preocupação presente em todos os Estados e em todos os cidadãos. No presente trabalho pretende-se dar a conhecer o desenvolvimento legislativo relativo às normas técnicas de Avaliação de Impacte Ambiental - AIA em Portugal bem como fazer uma análise aos processos de AIA de um conjunto de Pedreiras da Região Norte.
- Estudo da susceptibilidade ao polimento dos agregados para camadas de desgaste de pavimentos rodoviáriosPublication . Fontes, Pedro Miguel Oliveira; Teixeira, AdrianoAs camadas de desgaste dos pavimentos rodoviários são constituídas maioritariamente por materiais pétreos e a aptidão do agregado ao polimento é um factor de primordial importância no comportamento desta camada, quanto à aderência ao pneumático dos veículos. Neste trabalho é efectuado um estudo dos resultados dos ensaios de polimento em agregados através do ensaio de coeficiente de polimento acelerado (PSV) e tenta estabelecer uma relação,procurando valores de tendência entre os resultados obtidos nesse mesmo ensaio de polimento e a origem e características geológicas dos agregados. O objectivo é conhecer antecipadamente um valor aproximado do PSV com base na classificação geológica e origem de um determinado agregado. Numa segunda fase do trabalho é efectuado um estudo para uma tentativa de melhoramento do comportamento do agregado ao polimento, partindo do aperfeiçoamento dos índices de forma e de achatamento dos agregados, assim como pelo acréscimo da percentagem de faces fragmentadas.
- Ontology mapping evolutionPublication . Martins, Hélio Artur Mendes; Silva, NunoIntrodução Hoje em dia, o conceito de ontologia (Especificação explícita de uma conceptualização [Gruber, 1993]) é um conceito chave em sistemas baseados em conhecimento em geral e na Web Semântica em particular. Entretanto, os agentes de software nem sempre concordam com a mesma conceptualização, justificando assim a existência de diversas ontologias, mesmo que tratando o mesmo domínio de discurso. Para resolver/minimizar o problema de interoperabilidade entre estes agentes, o mapeamento de ontologias provou ser uma boa solução. O mapeamento de ontologias é o processo onde são especificadas relações semânticas entre entidades da ontologia origem e destino ao nível conceptual, e que por sua vez podem ser utilizados para transformar instâncias baseadas na ontologia origem em instâncias baseadas na ontologia destino. Motivação Num ambiente dinâmico como a Web Semântica, os agentes alteram não só os seus dados mas também a sua estrutura e semântica (ontologias). Este processo, denominado evolução de ontologias, pode ser definido como uma adaptação temporal da ontologia através de alterações que surgem no domínio ou nos objectivos da própria ontologia, e da gestão consistente dessas alterações [Stojanovic, 2004], podendo por vezes deixar o documento de mapeamento inconsistente. Em ambientes heterogéneos onde a interoperabilidade entre sistemas depende do documento de mapeamento, este deve reflectir as alterações efectuadas nas ontologias, existindo neste caso duas soluções: (i) gerar um novo documento de mapeamento (processo exigente em termos de tempo e recursos computacionais) ou (ii) adaptar o documento de mapeamento, corrigindo relações semânticas inválidas e criar novas relações se forem necessárias (processo menos existente em termos de tempo e recursos computacionais, mas muito dependente da informação sobre as alterações efectuadas). O principal objectivo deste trabalho é a análise, especificação e desenvolvimento do processo de evolução do documento de mapeamento de forma a reflectir as alterações efectuadas durante o processo de evolução de ontologias. Contexto Este trabalho foi desenvolvido no contexto do MAFRA Toolkit1. O MAFRA (MApping FRAmework) Toolkit é uma aplicação desenvolvida no GECAD2 que permite a especificação declarativa de relações semânticas entre entidades de uma ontologia origem e outra de destino, utilizando os seguintes componentes principais: Concept Bridge – Representa uma relação semântica entre um conceito de origem e um de destino; Property Bridge – Representa uma relação semântica entre uma ou mais propriedades de origem e uma ou mais propriedades de destino; Service – São aplicados às Semantic Bridges (Property e Concept Bridges) definindo como as instâncias origem devem ser transformadas em instâncias de destino. Estes conceitos estão especificados na ontologia SBO (Semantic Bridge Ontology) [Silva, 2004]. No contexto deste trabalho, um documento de mapeamento é uma instanciação do SBO, contendo relações semânticas entre entidades da ontologia de origem e da ontologia de destino. Processo de evolução do mapeamento O processo de evolução de mapeamento é o processo onde as entidades do documento de mapeamento são adaptadas, reflectindo eventuais alterações nas ontologias mapeadas, tentando o quanto possível preservar a semântica das relações semântica especificadas. Se as ontologias origem e/ou destino sofrerem alterações, algumas relações semânticas podem tornar-se inválidas, ou novas relações serão necessárias, sendo por isso este processo composto por dois sub-processos: (i) correcção de relações semânticas e (ii) processamento de novas entidades das ontologias. O processamento de novas entidades das ontologias requer a descoberta e cálculo de semelhanças entre entidades e a especificação de relações de acordo com a ontologia/linguagem SBO. Estas fases (“similarity measure” e “semantic bridging”) são implementadas no MAFRA Toolkit, sendo o processo (semi-) automático de mapeamento de ontologias descrito em [Silva, 2004].O processo de correcção de entidades SBO inválidas requer um bom conhecimento da ontologia/linguagem SBO, das suas entidades e relações, e de todas as suas restrições, i.e. da sua estrutura e semântica. Este procedimento consiste em (i) identificar as entidades SBO inválidas, (ii) a causa da sua invalidez e (iii) corrigi-las da melhor forma possível. Nesta fase foi utilizada informação vinda do processo de evolução das ontologias com o objectivo de melhorar a qualidade de todo o processo. Conclusões Para além do processo de evolução do mapeamento desenvolvido, um dos pontos mais importantes deste trabalho foi a aquisição de um conhecimento mais profundo sobre ontologias, processo de evolução de ontologias, mapeamento etc., expansão dos horizontes de conhecimento, adquirindo ainda mais a consciência da complexidade do problema em questão, o que permite antever e perspectivar novos desafios para o futuro.
- Solução doméstica para televisão digitalPublication . Silva, Rui Carlos Neves; Leitão, João Miguel Queirós MagnoA Internet Protocol Televison (IPTV) é uma tecnologia desconhecida da maioria dos portugueses, embora já seja usada por alguns cidadãos. Esse desconhecimento e a necessidade de conhecer a arquitectura da IPTV, levaram a um estudo de uma rede IPTV, apresentado neste documento, onde é também demonstrado um protótipo de uma solução doméstica de IPTV. Uma solução doméstica típica de IPTV utiliza um HomeGateway para receber os vários tipos de dados, e uma box junto a cada televisor para tornar possível visualizar numa TV os conteúdos recebidos. A solução aqui proposta, comparativamente às soluções oferecidas no mercado, inclui um servidor na casa de cada cliente. Este servidor é colocado entre as boxes de cada TV e a HomeGateway e é o responsável por receber conteúdos vídeo do servidor central do serviço e enviá-los para as boxes. O protótipo implementado divide-se em duas partes: servidor (o servidor local) e cliente (as boxes). O servidor foi desenvolvido é capaz de receber vários pedidos de ligação e gerilos independentemente; para o cliente implementaram-se as seguintes funcionalidades, usando apenas software livre: interacção por parte do utilizador através de um comando, alteração do volume, corte do som, paragem em tempo real, guia de programação, Video on Demand (VoD), agendamento de gravação e reprodução de conteúdos gravados. Na elaboração deste protótipo foi usado um media player, o VLC, para se poder ler e enviar vídeos através de uma rede IP. Para o desenvolvimento desta aplicação foi usada a linguagem de programação C e alguns pacotes de bibliotecas auxiliares que são: Libvlc, para a criação de uma janela VLC; Xlib, para permitir aceder ao servidor de janelas X; GTK, para o desenvolvimento do interface gráfico; Libxml, para permitir parcelar um ficheiro XMLTV. Para testar o protótipo desenvolvido foi utilizado um repositório de conteúdos local.
- Capela do Senhor da Pedra: diagonóstico e proposta de tratamento da pedraPublication . Bré, Joana Mafalda Oliveira; Begonha, Arlindo; Spínola, Sílvia Vieira Pinto Alves da CostaEsta dissertação insere-se no domínio da patologia da pedra, nomeadamente na patologia do Granito de Lavadores empregue na Capela do Senhor da Pedra. Inicialmente, fez-se a recolha bibliográfica sobre o monumento, a geologia da pedra utilizada na construção e os tipos de deteriorações existentes em vários monumentos de granito. Efectuou-se a identificação dos tipos de deteriorações existentes, designadamente desagregação granular, alvéolos, eflorescências, colonização biológica e fissuras, tendo-se procedido à recolha de amostras das mesmas para posterior realização de testes de diagnóstico. Estudou-se o meio poroso do Granito de Lavadores com recurso a diversas técnicas de ensaio de diagnóstico, nomeadamente, aos ensaios de determinação da densidade aparente, porosidade livre às quarenta e oito horas, porometria com o porosímetro de mercúrio, absorção de água por capilaridade e evaporação. Executou-se o mapeamento das deteriorações em cinco zonas distintas do monumento. Os minerais de sais solúveis são os principais agentes responsáveis pelos mecanismos de deterioração do granito da capela, tendo sido identificados através das técnicas de microscopia electrónica de varrimento e da difracção de raios X. Após a interpretação de todos os resultados obtidos, elaborou-se uma proposta de intervenção devidamente fundamentada a realizar no referido monumento, atendendo ao tipo de deterioração existente, tipo de rocha e resultados obtidos dos ensaios. Finalmente, apresenta-se um estudo económico relativo aos ensaios realizados e aos tipos de tratamentos a utilizar na Capela do Senhor da Pedra de acordo com a proposta de intervenção apresentada.
- On the use of IEEE 802.15.4/Zigbee for time-sensitive wireless sensor network applicationsPublication . Severino, Ricardo; Alves, Mário Jorge de Andrade Ferreira; Koubâa, AnisRecent advancements in information and communication technologies are paving the way for new paradigms in embedded computing systems. This, allied with an increasing eagerness for monitoring and controlling everything, everywhere, is pushing forward the design of new Wireless Sensor Network (WSN) infrastructures that will tightly interact with the physical environment, in a ubiquitous and pervasive fashion. Such cyber-physical systems require a rethinking of the usual computing and networking concepts, and given that the computing entities closely interact with their environment, timeliness is of increasing importance. This Thesis addresses the use of standard protocols, particularly IEEE 802.15.4 and ZigBee, combined with commercial technologies as a baseline to enable WSN infrastructures capable of supporting the Quality of Service (QoS) requirements (specially timeliness and system lifetime) that future large-scale networked embedded systems will impose. With this purpose, in this Thesis we start by evaluating the network performance of the IEEE 802.15.4 Slotted CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) mechanism for different parameter settings, both through simulation and through an experimental testbed. In order to improve the performance of these networks (e.g. throughput, energyefficiency, message delay) against the hidden-terminal problem, a mechanism to mitigate it was implemented and experimentally validated. The effectiveness of this mechanism was also demonstrated in a real application scenario, featuring a target tracking application. A methodology for modelling cluster-tree WSNs and computing the worst-case endto-end delays, buffering and bandwidth requirements was tested and validated experimentally. This work is of paramount importance to understand the behaviour of WSNs under worst-case conditions and also to make the appropriate network settings. Our experimental work enabled us to identify a number of technological constrains, namely related to hardware/software and to the Open-ZB implementation in TinyOS. In this line, a new implementation effort was triggered to port the Open-ZB IEEE 802.15.4/ZigBee protocol stack to the ERIKA real-time operating system. This implementation was validated experimentally and its behaviour compared with the TinyOS–based implementation.