Στην εποχή της Συστημικής Ιατρικής, οι τεχνολογίες μαζικής καταγραφής της γονιδιακής και miRNA έκφρασης (π.χ. μικροσυστοιχίες, RNA-seq) αλλά και οι τεχνολογίες ανίχνευσης πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων (π.χ. yeast two-hybrid, co-immunoprecipitation) απελευθέρωσαν τεράστια ποσά δεδομένων για την αποσαφήνιση των μηχανισμών των πολύπλοκων ασθενειών. Η παρούσα διδακτορική διατριβή συμβάλλει προσφέροντας νέες υπολογιστικές μεθοδολογίες και εργαλεία και παραθέτοντας νέες αξιόπιστες βιολογικές υποθέσεις για την επίλυση σύνθετων ασθενειών του ανθρώπου. Καταρχήν, αποκτήθηκε γνώση του θεωρητικού υπόβαθρου διάφορων μέγαλης κλίμακας μοριακών τεχνικών, τεχνικών εξόρυξης δεδομένων όπως η ομαδοποίηση καθώς και γραφοθεωρητικών προσεγγίσεων. Έπειτα, σχεδιάστηκε μια μεθοδολογία για συνδυασμό πρωτεωμικών και μεταγραφωμικών δεδομένων και αναπτύχθηκε ένα αλγόριθμος ομαδοποίησης γράφων, που ονομάζεται Detect Modules (DetMod), ο οποίος ανιχνεύει κοινοτήτες/υπο-δομές (modules) πρωτεϊνών με διακριτή βιολογική λειτουργία και έντονη δυναμική συσχέτιση σε επίπεδο έκφρασης. Η απόδοση και αξιοπιστία της μεθόδου εξετάστηκε και πιστοποιήθηκε στον απλό οργανισμό-μοντέλο Saccharomyces cerevisiae προτού εφαρμοστεί στην επίλυση προβλημάτων της φαρμακογονιδιωματικής όπως η απόκριση του μεταγραφήματος στην θεραπεία με ταμοξιφένη στην περίπτωση του θετικού στην απόκριση σε οιστρογόνα καρκίνου του μαστού. Αποτέλεσμα της μεθόδου είναι δυναμικοί βιοδείκτες της απόκρισης στην ταμοξιφένη με μορφή υπο-δομών αντί μεμονωμένων πρωτεϊνών. Παράλληλα, στα πλαίσια της σύγχρονης βιβλιογραφίας όπου οι εμπλεκόμενοι μηχανισμοί του καρκίνου αλληλοεπικαλύπτονται με αυτούς της γήρανσης, μια προσαρμοσμένη μεθοδολογία ανάλογη με την προαναφερόμενη εφαρμόστηκε στη μελέτη του φαινομένου της γήρανσης. Τα αποτελέσματα της μεθόδου σε πολλαπλούς ιστούς του ποντικού, και σε δεύτερο στάδιο μεμονωμένα στον καρδιακό ιστό, ανέδειξαν ποια μοριακά μονοπάτια εμπλέκονται στη γήρανση όλων των ιστών και ποια εξειδικεύονται σε ένα μόνο ιστό. Στην περίπτωση του καρδιακού ιστού βιοδείκτες σε μορφή υπο-δομών αποτυπώνουν τα εμπλεκόμενα μονοπάτια αλλά και τη συνεργατική δράση και υπαιτιότητα των miRNA. Σε επόμενο στάδιο μελετήθηκαν οι μηχανισμοί απόκρισης στη γρίπη Α (Η1Ν1) μέσω της ανακατασκευής Γονιδιακών Ρυθμιστικών Δικτύων (ΓΡΔ) που αναπαριστούν τις χρονικά μεταβαλλόμενες αιτιατές σχέσεις μεταξύ μοριακών μονοπατιών από χρονοσειρές γονιδιακής έκφρασης. Το χρονικά μεταβαλλόμενο ΓΡΔ προέκυψε μέσα από μια μέθοδο συνδυασμού πολλαπλών αλγορίθμων ανακατασκευής από διαφορετικές κλάσεις του μαθηματικού φορμαλισμού. Η μέθοδος προσέφερε νέα γνώση για τη συνδεσιμότητα των μοριακών μονοπατιών μέχρι και την 60η ημέρα μετά την εισβολή του ιού στον πνευμονικό ιστό του ποντικού από το στάδιο της φυσικής ανοσίας, στη χυμική ανοσία και τέλος στη διαδικασία αποκατάστασης. Τέλος, παρουσιάζεται ο OLYMPUS, ένας νέος υβριδικός μη επιβλεπόμενος αλγόριθμος ομαδοποίησης που εφαρμόστηκε σε χρονοσειρές γονιδιακής έκφρασης σε απόκριση στη γρίπη Α (Η1Ν1). Ο OLYMPUS χρησιμοποιεί τον Διαφορεξελικτικό αλγόριθμο ως στρατηγική βελτιστοποίησης ενός ασαφούς αλγορίθμου ομαδοποίησης και παράλληλα ενσωματώνει το κριτήριο Bayesian Information με σκοπό την αυτόματη εύρεση του βέλτιστου αριθμού ομάδων. Η ανάλυση των εξαγόμενων ομάδων προσέφερε νέες υποθέσεις σχετικά με τη δυναμική πολλών μοριακών μονοπατιών που εμπλέκονται στην ανοσολογική απόκριση και για πρώτη φορά αναδείχθηκε ο ρόλος των κατασταλμένων διεργασιών στο κινητικό μοντέλο της γρίπης Α. / In the Systems Medicine era, the large scale gene and miRNA expression techniques (e.g. microarrays, RNA-seq) as well as techniques for the detection of protein interactions (e.g. yeast two-hybrid, co-immunoprecipitation) have released mass amounts of data for deciphering the underlying mechanisms of complex diseases. The present PhD thesis contributes by providing new computational methodologies and tools, and by offering novel biological hypotheses for solving complex human diseases. Initially, a good grasp of the current high-throughput molecular techniques was acquired along with familiarization with data mining tecniques such as clustering and with graph-theoretic approaches. Then, a methodology for integrating proteomic and transcriptomic data was designed and a graph clustering algorithm was developed, called Detect Modules (DetMod), which detects, on the composite transcriptome-proteome network, communities/modules with distinct biological function and enhanced association at the dynamic expression level. The performance and reliability of the method was tested and validated in the simple model organism Saccharomyces cerevisiae before solving pharmacogenomics problems such as the transcriptome response mechanisms during tamoxifen response in estogen-response-positive breast cancer cases. The output of the method was dynamic biomarkers of tamoxifen response in the form of modules instead of individual proteins. In parallel, the recent literature associates the mechanisms involved in cancer with those involved in aging. In this context, an adapted methodology similar to the aforementioned was applied in the study of aging. The findings of the method in multiple mouse tissues and on second level in cardiac tissue highlighted the cross-tissue aging molecular pathways as well as the tissue-specific. In the case of cardiac tissue modular biomarkers captured the underlying tissue-specific pathways as well as the synergism of miRNAs. On next level, the response mechanisms to Influenza A (H1N1) were explored through the reconstruction of Gene Regulatory Networks (GRNs), which in turn represent the time-varying causal pathway interactions based on time series expression data. The final time-varying GRN was derived from an ensemble of reconstruction algorithms from different classes of mathematical formalism. The method offered new knowledge for the pathway interactivity until the day 60 after the viral invasion in the mouse lung tissue, from the innate response to the humoral and the late repair phase. Finally, OLYMPUS is presented, a novel unsupervised hybrid clustering algorithm which was applied at time series expression data in response to Influenza A (H1N1). OLYMPUS uses the Differential Evolutionary algorithm as optimization strategy of a fuzzy clustering algorithm and in parallel integrates the Bayesian Information Criterion in order to detect automatically the optimal cluster number. The cluster analysis offered new hypotheses regarding the dynamics of several molecular pathways and for the first time, the role of suppressed biological processes was highlighted in the Influenza A kinetic model.

Στην παρούσα µεταπτυχιακή διπλωµατική εργασία παρουσιάζεται ο σχεδιασµός, η ανάπτυξη, η εγκατάσταση και λειτουργία ενός ολοκληρωµένου συστήματος παρακολούθησης και διαχείρισης έξυπνων κτιρίων με χρήση ετε- ρογενών ασυρµάτων δικτύων αισθητήρων. Οι συγκεκριµένες συσκευές µπο- ρούν να λειτουργήσουν είτε ως απλοί αισθητήρες είτε ως ελεγκτές συσκευών, με χρήση ασύρµατης επικοινωνίας και state-of-the-art τεχνολογιών του Δια- δικτύου των Συσκευών που διευκολύνουν την αλληλεπίδραση με αυτές αλλά και την εννοποίησή τους με διαδυκτιακές εφαρμογές. Στα πλαίσια της συ- γκεκριµένης διπλωµατικής, εστιάζουµε αρχικά στην υλοποίηση του πρωτο- κόλλου CoAP που προσφέρη τις δυνατότητες ελένχου και αίσθησης μέσω της ασύρµατη επικοινωνία των συσκευών με ένα δομημένο και κοινά κατανοητό τρόπο. Προτείνουµε επίσης, µια ένα συγκεκριµένου συστήµατος το οποίο προ- σφέρει κεντρικά τις υπηρησίες των ασύρματων αισθητήρων για την διευκό- ληνση της αναζήτησης συσκευών και χαρακτηριστικών όπως και την δυνα- τότητα κεντρικής διαχείρισης των συσκευών. Το συγκεκριµένο σύστηµα εί- ναι ανεξάρτητο από τις συσκευές που χρησιµοποιούνται (platform & hardware independent) καθώς οι λειτουργίες και τα δεδοµένα παρέχονται µε δοµηµένο τρόπο με την χρήση RESTful Web Services. Για την µελέτη της συµπεριφο- ράς του συστήµατος αναπτύχθηκαν ολοκληρωµένες εφαρµογές οι οποίες απο- δικνύουν την ευκολία χρήσης των δεδομένων που προέρχονται από τις συ- σκευές και αλληλεπίδρασης με αυτές. Κάθε µία από αυτές υλοποιήθηκε με χρήση διαφορετικών τεχνολογιών όπως HTML5, Android, Microsoft Windows 8 και On{x}, αλλά και διαφορετικές συσκευές αισθητήρων και συγκεκριµένα iSense, Arduino, TelosB και XBee. / Within the scope of this MSc dissertation, we present the design and implementation of pervasive applications on top of heterogeneous wireless sensor network environment. The wireless communication between heterogeneous devices is an inherently difficult research problem due to fundamental differences in system architecture, properties and capabilities of the these devices. Initially, our research focused on the identification of the problems related to the intercommunication among the devices of a heterogeneous wireless sensor network. As a solution, we propose a new abstract system that provides the key qualities needed for a successful pervasive system; expandability, scalability and performance. The new architecture achieves interoperability among the devices by introducing abstraction in the communication protocols (MAC, Transport and Application Layers). In order to demonstrate the applicability of our system we include various representative use case scenarios, that illustrate the usage of our infrastructure. Each scenario focuses on different properties of the system and uses a combination of devices such as iSense, Arduino, SunSPOT, TelosB and XBee.

Στη παρούσα διπλωματική εργασία θα μελετηθεί η συμπεριφορά των εναέριων γραμμών μέσης τάσης του νομού Άρτας, όταν αυτές πλήττονται από διάφορα αίτια, τα οποία είναι καταγεγραμμένα μέσω του Συστήματος Αναγγελιών Βλαβών (ΣΑΒ) της ΔΕΗ και βρίσκονται στη διάθεσή μας για το έτος 2011. Τα κυριότερα αυτών είναι τα κεραυνικά πλήγματα και η κακοκαιρία και σε αυτά θα δωθεί βαρύτητα. Σκοπός είναι να εξαχθούν, μέσω θεωρητικών υπολογισμών, κάποια συμπεράσματα για το πως θα συμπεριφέρονται οι γραμμές αυτές ανάλογα με τη τοποθεσία, το ανάγλυφο της περιοχής, το ύψος της γραμμής και διάφορους άλλους παράγοντες που θα αναφερθούν λεπτομερώς στο 3ο κεφάλαιο. Για την καλύτερη κατανόηση όμως των προαναφερθέντων και για να έχουμε μια πιο πλήρη εικόνα επι του αντικειμένου, θα πρέπει αρχικά να γίνει μια συνοπτική παρουσίαση ενός τυπικού συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, αφού πρώτα αναλυθεί στα επιμέρους τμήματά του. Αναγκαία επίσης είναι και η αναφορά της IEEE οδηγίας για τη συμπεριφορά έναντι κεραυνών των εναέριων γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, μιας και οι επικρατούντες κλιματολογικές – περιβαλλοντολογικές συνθήκες είναι από τις βασικές αιτίες πρόκλησης σφαλμάτων στα εναέρια δίκτυα. / This thesis studies the behavior of medium voltage (distribution) lines of county of Artas, when they are affected by various causes, which are written down from the System Notice Damage of Hellenic Public Power Corporation and are at our disposal for the year 2011. The most important of them are lightning strikes and bad weather, to which extra focus will be given. Our purpose is to conclude through theoretical calculations to the behavior of these lines according to the location, relief area, the line’s height and other factors that will be mentioned in chapter 3. In order to have a complete perception of the subject, a brief presentation of a typical power system will take place after it is analysed in subsections. It is also important to mention the guidelines of Intstitute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) on the behaviour of air power distribution lines against lightning, as the prevailing environmental and climatological conditions are the most essential causes of faults on air lines.

Η διπλωματική εργασία περιγράφει την δομή του δικτύου GSM,DCS,UMTS, την διαδικασία δρομολόγησης μίας κλήσης, τα βήματα σχεδιασμού και την περιαγωγή. Επίσης περιλαμβάνει τον σχεδιασμό τριών σταθμών, δύο σε αστικές περιοχές, έναν στην περιοχή της Αθήνας και έναν στην περιοχή των Πατρών και έναν σε αγροτική περιοχή, και συγκεκριμένα στην περιοχή Βρύναινα Μαγνησίας. / --

Στην εποχή μας, τα κοινωνικά μέσα δικτύωσης και τα ηλεκτρονικά μέσα γενικότερα διαμορφώνουν συμπεριφορές και κοινωνικές τάσεις. Όπως είναι λοιπόν αναμενόμενο, ολόκληροι κλάδοι που επαφίενται στην ανθρώπινη επικοινωνία, όπως η διαφήμιση, επηρεάζονται από αυτές τις αλλαγές. Όσον αφορά το marketing, έχει μετασχηματιστεί πλέον κυρίως σε e-marketing και είναι ιδιαίτερα εστιασμένο στην προσωπική σχέση που είναι δυνατό να αποκτήσει το brand με τους πελάτες της μέσω των κοινωνικών μέσων. Είναι λοιπόν ιδιαίτερα σημαντικό να μπορεί κανείς να παρακολουθεί τις διαφοροποιήσεις και την κατεύθυνση στην οποία κινούνται τα μεγαλύτερα κοινωνικά μέσα δικτύωσης, ώστε να μπορεί να μεταλλάσσει έγκαιρα και την πορεία των αντίστοιχων κλάδων που επηρεάζονται. Στο μεγαλύτερο κοινωνικό δίκτυο του κόσμου αυτή τη στιγμή, το facebook, τα είδη των διαφημίσεων και ο τρόπος που αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποικίλλουν και έτσι δίνουν τη δυνατότητα στο διαφημιζόμενο να επιλέξει τη μίξη που εκείνος επιθυμεί και πιστεύει ότι ανταποκρίνεται καλύτερα στο σκοπό της διαφημιστικής του καμπάνιας. Είτε έχει σαν σκοπό την αναγνωρισιμότητα, είτε κάποια στοχευμένη ενέργεια, όπως η απόκτηση περισσότερων fans, η δημοσιοποίηση μίας εκδήλωσης ή η παρουσίαση ενός νέου προϊόντος, υπάρχουν αντίστοιχα κατάλληλα είδη διαφημίσεων για να εξυπηρετήσουν τους σκοπούς της διαφημιστικής καμπάνιας. Από την άλλη, ο χρήστης του facebook, ανάμεσα στις δημοσιεύσεις από τα αγαπημένα του πρόσωπα, εκτίθεται και σε έναν ελεγχόμενο αριθμό διαφημίσεων και έτσι είναι περισσότερο θετικά διακείμενος στο να τις παρατηρήσει και να αλληλεπιδράσει με αυτές σε σχέση με τα ηλεκτρονικά μέσα ενημέρωσης και ακόμη περισσότερο με τα παραδοσιακά μέσα διαφήμισης, όπως η τηλεόραση και το ραδιόφωνο. Η διαδικασία που συνήθως ακολουθείται όταν κανείς θέλει να τρέξει στο facebook μία διαφημιστική καμπάνια είναι ιδιαίτερα απλή. Το ίδιο το facebook παρέχει κάποιες βασικές οδηγίες, ώστε να κατευθύνει το διαφημιζόμενο ανάλογα με τους στόχους της εκάστοτε ενέργειας, καθώς θέλει να βοηθήσει τους διαφημιζόμενους ώστε να μένουν όσο το δυνατόν πιο ικανοποιημένοι από την απόδοση της διαφημιστικής τους καμπάνιας. Αφού η καμπάνια σεταριστεί από το χρήστη, υπάρχει αλγόριθμος με βάση τον οποίο τρέχει η διαφημιστική καμπάνια, ο οποίος βελτιστοποιεί την απόδοση των καμπανιών ανάλογα με τους στόχους που έχει ορίσει αρχικά ο πελάτης. Τέλος, μπορεί ο διαφημιζόμενος να μελετήσει την αναφορά της καμπάνιας για να διαπιστώσει σε πολλαπλά επίπεδα την απόδοσή της και πιθανά να εξάγει συμπεράσματα που μπορεί να του είναι χρήσιμα την επόμενη φορά. Στη μεταπτυχιακή αυτή εργασία δημιουργήθηκε πρόγραμμα με σκοπό να διευκολύνει την ανάγνωση της αναφοράς, περιορίζοντας την πληροφορία στην επιθυμητή κάθε φορά και δημιουργώντας template σε ευανάγνωστη μορφή. Ολόκληρες εταιρείες στηρίζονται στη διαφήμιση στο facebook και μάλιστα οι μεγαλύτερες από αυτές συνεργάζονται με το ίδιο το μέσο, με αποτέλεσμα να αποφέρουν έως και 40% καλύτερα αποτελέσματα στην απόδοση των διαφημιστικών καμπανιών σε σχέση με το αν έτρεχαν αυτόματα από τον αλγόριθμο του facebook. Στην εργασία αυτή ερευνήθηκε κατά πόσο όντως υπάρχουν περιθώρια περαιτέρω βελτιστοποίησης της απόδοσης μίας καμπάνιας από έναν άνθρωπο σε σχέση με τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης, χωρίς περαιτέρω συνεργασία με το facebook και σε ποιες περιπτώσεις αυτό είναι εφικτό. Έτσι, προτάθηκαν τρόποι για συγκεκριμένες κατηγορίες διαφημίσεων που αποδίδουν πολύ καλύτερα, οι οποίοι αναπτύχθηκαν ύστερα από πειραματική φάση πραγματικών διαφημιστικών καμπανιών. Μπορεί κανείς να συμπεράνει πως είναι ιδιαίτερα σημαντικό, τη διαφήμιση στο facebook οποιουδήποτε ενδιαφερόμενου να την τρέχει εξειδικευμένο άτομο, ώστε να αποδίδονται τα μέγιστα, αφού ακόμη και ο αυτόματος αλγόριθμος του facebook έχει σημαντικά περιθώρια βελτίωσης. / Nowadays, the social media and electronic media in general shape attitudes and social trends. It is therefore to be expected, that sciences that rely on human communication, such as advertising, to be affected by these changes. Marketing for example has transformed in e-marketing and is particularly focused on the personal relationship is possible to acquire the brand with consumers through social media. It is therefore very important to be able to monitor variations and the direction in which they operate the largest social media, so that it can mutate in time and the course of the respective sectors affected. In the largest social network of the world, the facebook, types of advertising and how these can be used vary and thus enable the advertiser to choose the mix that he believes that better reflects the purpose of the advertising of campaign. Whether aims awareness, or some targeted action, such as acquiring more fans, disclosure of an event or a product launch, are respectively appropriate kinds ads to serve the purpose of the advertising campaign. On the other hand, the user of facebook, between the posts from his loved ones, is exposed to a controlled number of ads and thus it is more likely to interact with them. The procedure usually followed for running a campaign on facebook is very simple. The facebook provides some basic guidelines to direct the advertiser according to the objectives of the action, as he wants to help advertisers to stay as satisfied as possible the performance of their advertising campaign. After the campaign set up, there is an algorithm, which optimizes the performance of campaigns depending on the objectives initially set by the client. Finally, the advertiser can study the data of his campaign to check the performance and possibly draw conclusions that can be useful the next time. In this master work created a program to facilitate the reading of the report, limiting the information to the desired every time and creating template in legible form. Entire companies rely on advertising on facebook and even the greatest of them work with the medium itself, thereby generating up to 40% better results in performance of advertising campaigns in relation to whether he ran the algorithm facebook. In this study, we investigated whether indeed there is room for further optimization of performance of a campaign by a man in connection with the optimization algorithm, without further consultation with facebook and in which cases it is possible. Thus, suggested ways for specific categories of ads perform much better, developed after experimental phase real advertising campaigns. One can conclude that it is particularly important, advertising on facebook any interested to run qualified person in order to deliver the maximum, since even the automatic algorithm facebook has significantly improved.

Η δομή της εργασίας χωρίζεται σε πέντε μέρη. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια παρουσίαση των δικτύων υπολογιστών και του μοντέλου αναφοράς OSI που χρησιμοποιείται για την περιγραφή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρωτόκολλο επικοινωνίας TCP και αναλύονται οι μηχανισμοί και οι υπηρεσίες που παρέχει. Στο τρίτο κεφάλαιο μελετάται η υλοποίηση του πρωτοκόλλου TCP στον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος Linux και προτείνονται μέθοδοι εκτενούς παρακολούθησης της λειτουργίας του σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες που παρέχει ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματος. Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει την πειραματική διαδικασία. Μέσα από συγκεκριμένα σενάρια που υλοποιούνται σε ένα οικιακό τοπικό δίκτυο, εξετάζεται και αξιολογείται η λειτουργία πέντε διαφορετικών αλγορίθμων συμφόρησης του πρωτοκόλλου TCP, οι οποίοι αποτελούν κομμάτι του πυρήνα του λειτουργικού συστήματος. Τέλος στο πέμπτο κεφάλαιο παίρνοντας σαν αφορμή τα αποτελέσματα της συγκριτικής αξιολόγησης των πέντε αλγορίθμων προτείνονται μικρές τροποποιήσεις στον κώδικα του ενός από αυτούς με στόχο την βελτίωση της λειτουργίας του στο συγκεκριμένο τοπικό δίκτυο. / Η δομή της εργασίας χωρίζεται σε πέντε μέρη. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια παρουσίαση των δικτύων υπολογιστών και του μοντέλου αναφοράς OSI που χρησιμοποιείται για την περιγραφή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρωτόκολλο επικοινωνίας TCP και αναλύονται οι μηχανισμοί και οι υπηρεσίες που παρέχει. Στο τρίτο κεφάλαιο μελετάται η υλοποίηση του πρωτοκόλλου TCP στον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος Linux και προτείνονται μέθοδοι εκτενούς παρακολούθησης της λειτουργίας του σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες που παρέχει ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματος. Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει την πειραματική διαδικασία. Μέσα από συγκεκριμένα σενάρια που υλοποιούνται σε ένα οικιακό τοπικό δίκτυο, εξετάζεται και αξιολογείται η λειτουργία πέντε διαφορετικών αλγορίθμων συμφόρησης του πρωτοκόλλου TCP, οι οποίοι αποτελούν κομμάτι του πυρήνα του λειτουργικού συστήματος. Τέλος στο πέμπτο κεφάλαιο παίρνοντας σαν αφορμή τα αποτελέσματα της συγκριτικής αξιολόγησης των πέντε αλγορίθμων προτείνονται μικρές τροποποιήσεις στον κώδικα του ενός από αυτούς με στόχο την βελτίωση της λειτουργίας του στο συγκεκριμένο τοπικό δίκτυο.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη της τηλεπικοινωνιακής κίνησης σε οπτικά δίκτυα δρομολόγησης μήκους κύματος. Στα πλαίσια της αποτίμησης της απόδοσής τους, υπολογίζεται η πιθανότητα φραγής κλήσης (Call Blocking Probability) για ένα σύνολο δοσμένων διαδρομών. Αφού αρχικά γίνεται αναφορά στην ιστορία και την εξέλιξη της τεχνολογίας των οπτικών ινών και των οπτικών δικτύων, το θέμα της εργασίας επικεντρώνεται στα οπτικά δίκτυα σταθερής δρομολόγησης και σταθερής εναλλακτικής δρομολόγησης. Γίνεται χρήση δύο αναλυτικών μοντέλων υπολογισμού της πιθανότητας απωλειών σε αυτά: το μοντέλο Birman και το μοντέλο Sridharan-Sivarajan, τα οποία υλοποιούνται στη γλώσσα προγραμματισμού C. Τα αποτελέσματα των μεθόδων ανάλυσης για συγκεκριμένα παραδείγματα συγκρίνονται με αυτά της προσομοίωσης, που υλοποιείται με χρήση της γλώσσας προσομοίωσης SIMSCRIPT II.5. Επιπρόσθετα, εξετάζεται η τεχνική της ομοιοκαταχώρησης τηλεπικοινωνιακής κίνησης (Traffic grooming) με προσομοίωση της λειτουργίας οπτικών δικτύων που κάνουν χρήση της τεχνικής αυτής. / The main objective of this diploma thesis is the study of the telecommunication traffic in Wavelength-Routed Optical Networks. In the frames of their performance evaluation, Call Blocking Probabilities for given routes are calculated. Firstly, the history and evolution of optical fibers and optical networks are described. Followingly, the present thesis is focused in Wavelength-Routed Optical Networks for two routing schemes: Fixed Routing and Fixed Alternate Routing. Two analytical models are used for the calculation of blocking probabilities for these optical networks: Birman model and Sridharan-Sivarajan model, which are realized in C programming language. Afterwards, both these analytical techniques and the simulation, which is realised in SIMSCRIPT II.5 simulation language, are applied in particular examples and their equivalent results are compared. In addition, the Traffic-Grooming technique is examined by simulating the operation of optical networks which use this specific technique.

Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας διερευνήθηκε η δυνατότητα της χρήσης τεχνολογίας ασαφούς λογικής και νευρωνικών δικτύων στη γήρανση των μονώσεων. Στον ηλεκτρολογικό εξοπλισμό και ειδικά στον εξοπλισμό που λειτουργεί υπό υψηλή τάση, κύρια συνιστώσα της κατασκευής του είναι η μόνωσή του, η οποία κατά κανόνα είναι και η πλέον ευαίσθητη. Η διάρκεια ζωής του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού περιορίζεται από τη διάρκεια ζωής της μόνωσής του. Ο έλεγχος των μονώσεων του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού υψηλής τάσης είναι σχολαστικός και γίνεται βάσει κανονισμών που έχουν θεσπισθεί από τους διεθνείς οργανισμούς τυποποίησης (IEC, VDE/DIN, UTE/NF, BS, ANSI, TGL, GOST, ΕΛΟΤ, CENELEC). Ο έλεγχος γίνεται δια της εκτελέσεως δοκιμών σε πειραματικές διατάξεις, με εφαρμογή τάσεων συγκεκριμένων κυματομορφών (βιομηχανικής συχνότητας, κρουστικής κλπ.) και πλάτους πολλαπλασίου εκείνου της τάσης υπό την οποία ο συγκεκριμένος εξοπλισμός θα λειτουργήσει. Παρ' όλα αυτά, μετά από την παρέλευση κάποιου χρονικού διαστήματος, η μόνωση καταστρέφεται κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού. Η κυριότερη από τις αιτίες στις οποίες οφείλονται αυτές οι καταστροφές των μονώσεων είναι το φαινόμενο των μερικών εκκενώσεων. Οι μερικές αυτές εκκενώσεις αναπτύσσονται στα διηλεκτρικά του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού υπό ορισμένες συνθήκες καταπόνησης και δια της συνεχούς χειροτέρευσης της αντοχής τους, τα οδηγούν σε καταστροφή της μόνωσης υπό την τάση λειτουργίας. Προκειμένου για στερεά μονωτικά υλικά, οι μερικές εκκενώσεις μπορεί να είναι εξωτερικές, δηλαδή να εκδηλώνονται στην εξωτερική επιφάνεια του μονωτικού, η οποία είναι συνήθως και συνοριακή επιφάνεια με κάποιο άλλο αέριο ή υγρό διηλεκτρικό, ή να είναι εσωτερικές, οπότε συμβαίνουν σε κοιλότητες μικρών διαστάσεων, που έχουν σχηματισθεί μέσα στη μάζα του μονωτικού κατά την κατασκευή του. Όμως, η γήρανση ενός διηλεκτρικού δεν επηρεάζει μόνο την διηλεκτρική αντοχή και την τάση διάσπασής του, αλλά και άλλα χαρακτηριστικά μεγέθη του μονωτικού υλικού, όπως την γωνία απωλειών δ και τον συντελεστή απωλειών εφδ. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της παρούσης διπλωματικής εργασίας, είναι ικανό να προβλέψει τα χαρακτηριστικά υγιούς μόνωσης. Δέχεται ως εισόδους τη χωρητικότητα του δοκιμίου C, την παράμετρο ψ (ο λόγος της απόστασης της διεπιφάνειας από την ελεύθερη επιφάνεια του δοκιμίου, ως προς το μήκος του δοκιμίου) που ουσιαστικά καθορίζει τη θέση μιας διεπιφάνειας μέσα στο διάκενο και την τάση δοκιμής. Ως έξοδο, κάνει εκτίμηση του συντελεστή απωλειών εφδ. Σε μία γενική θεώρηση το μοντέλο που αναπτύχθηκε δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να εκτιμήσει σύντομα και αξιόπιστα τα χαρακτηριστικά της υγιούς μόνωσης. Τα δεδομένα του αποτελέσματος είναι άμεσα συγκρίσιμα με αυτά της χρησιμοποιημένης μόνωσης, κατόπιν τούτου δύναται να αποτελέσουν βάση για την εκτίμηση της κατάστασής της. Το μοντέλο που προτείνεται, βασίζεται στις αρχές της ασαφούς λογικής και των νευρωνικών δικτύων και χρησιμοποιεί το νευρoασαφές σύστημα ANFIS. Η ασαφής λογική αποτελεί μια γενίκευση της δίτιμης (Boolean) λογικής. Επιτρέπει εκτός από το «αληθές» (τιμή “1”) και το «ψευδές» (τιμή “0”), και τις ενδιάμεσες τιμές. Έτσι, ένα σύστημα μπορεί να περιγραφεί μέσω ενός συνόλου απλών λεκτικών κανόνων «αν –τότε» το οποίο είναι πιο εύχρηστο και πιο κοντά στην ανθρώπινη λογική. Τα ΤΝΔ είναι δίκτυα που αποτελούνται από μη γραμμικά στοιχεία, τους νευρώνες, οι οποίοι αλληλοσυνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε να επεξεργάζονται τις πληροφορίες ταυτόχρονα. Τα κυριότερο χαρακτηριστικό που καθιστούν τα ΤΝΔ ιδιαίτερα, είναι η εφαρμογή τους σε μη γραμμικό έλεγχο. Άλλα βασικά χαρακτηριστικά που έχουν, είναι η ικανότητα ανεκτικότητας σε βλάβες, το μεγάλο πλήθος πληροφοριών που είναι ικανά να επεξεργαστούν όπως και η αντιμετώπιση περιπτώσεων που δεν έχουν ξανασυναντήσει. Το ακρωνύμιο ANFIS προέρχεται από τις λέξεις adaptive neuro-fuzzy inference system. Χρησιμοποιώντας ένα σύνολο εισόδων / επιθυμητών εξόδων , κατασκευάζουμε ένα σύστημα ασαφούς συλλογιστικής στο οποίο οι παράμετροι των συναρτήσεων συμμετοχής προσαρμόζονται μέσα από τη διαδικασία της μάθησης , χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο της προς τα πίσω διάδοσης του σφάλματος σε συνδυασμό με τη μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Για την ανάπτυξη του μοντέλου, χρησιμοποιήθηκε το toolbox fuzzy logic του Matlab. Η διαδικασία που ακολουθήθηκε περιλαμβάνει την οργάνωση του δικτύου και των μεταβλητών του, την εκπαίδευση του νευρο-ασαφούς δικτύου και τέλος την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων του. Για την εκπαίδευση του μοντέλου χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις του Εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων, Πανεπιστήμιου Πατρών για τα υλικά με την εμπορική ονομασία τερεφθαλικός πολυεστέρας του πολυαιθυλενίου Polyethylene terephthalate (PET) και πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας low density polyethylene, (LDPE). / The scope of this thesis is to investigate the possibility of use of technology of fuzzy logic and neural networks in the insulations aging. In the electrical equipment and specifically in the equipment that functions under high voltage, main component of its manufacture is its insulation, which as a rule is the most sensitive. The duration of life of electrical equipment is limited by the duration of life of its insulation. The control of insulations of electrical equipment of high voltage is meticulous and it becomes under regulations that have been established by the international organizations of standards (IEC, VDE/DIN, UTE/NF, BS, ANSI, TGL, GOST, ΕLΟΤ, CENELEC). The control becomes via the implementation of trials in experimental devices, with application of voltage of concrete wavelengths (industrial frequency, impulse etc) and width of multiple of the voltage under which the particular equipment will function. Nevertheless, after the expiry of the time, the insulation is destroyed at the duration of regular operation of electrical equipment. The most important of the causes in which are owed these destructions of insulations is the phenomenon of certain discharges. These certain discharges are developed in dielectrics of the electrical equipment under certain strain conditions and via the continuous deterioration of their resistance, lead him to destruction of insulation under the voltage of function. With regard to solid insulating materials, the certain discharges can be exterior, which means that they express themselves in the exterior surface of insulating, which is usually also boundary surface with some other gas or liquid dielectric, or be internal, therefore happen in cavities of small dimensions, which have taken shape in the insulating mass at its manufacture. However, the ageing of dielectric does not only affect the dielectric resistance and his tendency of split, but also other characteristic sizes of insulating material, as the angle of losses δ and the factor of losses tanδ. The model that was developed in the frames of this thesis, is capable to forecast the characteristics of a healthy insulation. It accepts as entries the capacity of essay C, parameter ψ (the ratio of distance of interface from the free surface of the essay, to the length of essay) that substantially it determines the location interface into the gap and the tendency of trial. As exit, it makes estimate of factor of losses tanδ. In a general regard the model that was developed gives to the user the possibility of appreciating at an early date and reliably the characteristics of healthy insulation. The data of result are immediately comparable with those of used insulation, so it is possible to constitute the base for the estimate of the situation. The model that is proposed, is based on the principle of fuzzy logic and neural networks and it uses the neural-fuzzy system ANFIS. The fuzzy logic constitutes a generalisation of the Boolean logic. It allows apart from “true” (value “1”) and “false” (value “0”), and the intermediate prices. Thus, a system can be described via a total of simple verbal rules “if - then” which is more easily used and more close to the human logic. The neural networks are networks that are constituted by not linear elements, the neurons, which connected in such a way so as to process the information simultaneously. The main characteristic that gets the neural networks so special is their application in not linear control. Other basic characteristics that they have, is their ability to overhead errors, The amount of the information that are capable to process and to face cases that haven’t met before. The acronym ANFIS derives from the words adaptive neuro-fuzzy inference system. Using a total of entries nad of desirable exits, we manufacture a system of fuzzy syllogistic in which the parameters of the membership functions are adapted through the process of learning. For the development of the model, it was used the toolbox fuzzy logic of Matlab. The process that was followed includes the organisation of network and its variables, the education of the neural-fuzzy network and finally the confirmation of the results. For the education of model were used measurements of Laboratory of High Voltages, of University Patras for the materials called Polyethylene terephthalate (PET) and low density polyethylene, (LDPE).

Στην παρούσα εργασία θα ασχοληθούμε με τη μελέτη ενός διασυνδεμένου με το Δίκτυο φωτοβολταϊκού σταθμού μεγάλης ισχύος. Η ονομαστική ισχύς του σταθμού ανέρχεται στα 500kW περίπου και η σύνδεση του γίνεται στο Δίκτυο ΜΤ της ΔΕΗ. Για την εξομοίωση της λειτουργίας του σταθμού χρησιμοποιούμε το πρόγραμμα PVSYST. Με τη χρήση και κατανόηση του συγκεκριμένου προγράμματος προσπαθούμε ταυτόχρονα να βγάλουμε χρήσιμα συμπεράσματα για την μοντελοποιημένη λειτουργία των φωτοβολταϊκών. Στο πρώτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με το μοντέλο της μιας διόδου που περιγράφει τη λειτουργία των ΦΒ πλαισίων. Οι παράμετροι του μοντέλου και οι τιμές που αυτές λαμβάνουν για διάφορες συνθήκες θερμοκρασίας και ακτινοβολίας καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την ηλεκτρική συμπεριφορά των πλαισίων. Ωστόσο ο καθορισμός των παραμέτρων δεν είναι πάντα εύκολη υπόθεση. Στο κεφάλαιο αυτό θα ανιχνεύσουμε μια μεθοδολογία προσδιορισμού τους για να καταλήξουμε στον τρόπο που αντιμετωπίζονται από το πρόγραμμα. Κατά την λειτουργία των ΦΒ πλαισίων σε συνθήκες διαφορετικές από τις πρότυπες παρουσιάζονται απώλειες. Μια φωτοβολταϊκή γεννήτρια μπορεί να αποτελείται από εκατοντάδες πλαίσια. Πρέπει συνεπώς να δούμε το σύνολο των Περίληψη 11 απωλειών που αφορούν το σύστημα φβ γεννήτρια. Στο κεφάλαιο 2 εξετάζουμε το ζήτημα των απωλειών και τον τρόπο αντιμετώπισης τους από το PVSYST. Σκοπός μας είναι η κατανόηση των παραγόντων που τις καθορίζουν και η κατά το δυνατόν ποσοτικοποίηση τους. Ένα από τα σημαντικότερα τμήματα μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης είναι ο μετατροπέας dc-ac. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τα σημαντικότερα ηλεκτρικά μεγέθη που αφορούν τους μετατροπείς και είναι σημαντικά για την ορθή διαστασιολόγηση του συστήματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο προχωράμε στη διαστασιολόγηση του συστήματος. Εξετάζουμε κυρίως τα ζητήματα συμβατότητας μεταξύ ΦΒ γεννητριών και μετατροπέων και καθορίζουμε τον αριθμό των εν σειρά και παράλληλων πλαισίων που απαιτούνται. Παράλληλα παρουσιάζονται οι αποδόσεις του συστήματος όπως προκύπτουν από το πρόγραμμα για προσομοίωση λειτουργίας ενός έτους. Ο υπολογισμός τους βασίζεται στα 2 πρώτα κεφάλαια. Στο πέμπτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με το φαινόμενο της νησιδοποίησης. Η αύξηση της παραγωγής ισχύος από Διανεμημένους Παραγωγούς καθιστά την εμφάνιση του φαινομένου όλο και συχνότερη. Η ανίχνευση και διακοπή του φαινομένου είναι καθοριστικής σημασίας για την ορθή λειτουργία του Δικτύου και την ασφάλεια του προσωπικού που εργάζεται σε αυτό. Εδώ περιγράφουμε μερικές από τις πιο βασικές εφαρμοζόμενες μεθόδους ανίχνευσης και διακοπής του. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τα βασικά χαρακτηριστικά των μέσων προστασίας έναντι υπερεντάσεων. Προχωράμε σε μελέτη των διατάξεων προστασίας της εγκατάστασης με σκοπό τη διασφάλιση της σε περίπτωση εμφάνισης σφαλμάτων. Στο έβδομο κεφάλαιο συνεχίζουμε με μια επισκόπηση των διατάξεων προστασίας και ζεύξης που χρειάζονται για τη σύνδεση Διανεμημένων Παραγωγών στο Δίκτυο Μέσης Τάσης της ΔΕΗ. Παραθέτουμε τις βασικές προϋποθέσεις που πρέπει να πληρούν τα μέσα όπως αυτές καθορίζονται από σχετικό κανονισμό. Στο όγδοο κεφάλαιο τέλος παρουσιάζουμε μερικές βασικές αρχές και ορισμούς που χαρακτηρίζουν τα βραχυκυκλώματα στα Δίκτυα ΥΤ και ΜΤ. Ο υπολογισμός χαρακτηριστικών μεγεθών που αφορούν στα ρεύματα βραχυκύκλωσης είναι Περίληψη καθοριστικής σημασίας για την προστασία του συστήματος παραγωγής και διανομής ηλεκτρικής ισχύος. Δε θα επεκταθούμε ωστόσο σε μια τέτοια μελέτη. / -

Η παρούσα εργασία αφορά την παρουσίαση μιας νέας ιδέας στην δρομολόγηση των ασυρμάτων ad hoc δικτύων, την δομημένη δρομολόγηση. Η ιδέα αυτή εξελίχθηκε σταδιακά στην διάνοιά μου τον τελευταίο ένα χρόνο, η ιδέα για την δόμηση μιας υπερκείμενης δομής πάνω από ένα ασύρματο ad hoc δίκτυο που θα καθοδηγούσε την αναζήτηση του κόμβου προορισμού. Η έρευνά μου είχε αρχίσει από τα p2p δίκτυα και τις δομές. Κάποια στιγμή συνειδητοποίησα ότι όλα αυτά είχαν άμεση σχέση με τα ad hoc δίκτυα. Όταν τελικά διαπίστωσα την ευρεία υιοθέτηση της πλημμύρας στους αλγορίθμους δρομολόγησης στα ad hoc, ήμουν βέβαιος πως σίγουρα θα μπορούσαμε να κάνουμε κάτι καλύτερο. Να αντικαταστήσουμε την αδόμητη, τυφλή, τεχνική της πλημμύρας με μια δομημένη, κατευθυνόμενη, αναζήτηση που θα ελαχιστοποιούσε την επιβάρυνση στο δίκτυο. Έτσι άρχισε η αναζήτησή μου, που κατέληξε στην ανάπτυξη του πρωτοκόλλου CONOS. Ενός πρωτοκόλλου που φιλοδοξεί να μετατρέψει τα ad hoc δίκτυα από μια εξειδικευμένη τεχνική σε μια καθημερινή πραγματικότητα. Το πρωτόκολλο CONOS περιγράφεται αναλυτικά στο δεύτερο μέρος αυτής της αναφοράς, και όπως φαίνεται από τις μετρήσεις που έχω κάνει, όντως ελαχιστοποιεί την επιβάρυνση στην αναζήτηση του κόμβου προορισμού. Ωστόσο απομένει να γίνει και άλλη έρευνα, το κεφάλαιο 6 συνοψίζει διάφορα ανοιχτά θέματα και προτάσεις για την αντιμετώπισή τους. / -