In this thesis we propose to use a penalized maximum conditional likelihood criterion to estimate the graph of a general discrete Markov random field. We prove the almost sure convergence of the estimator of the graph in the case of a finite or countable infinite set of variables. Our method requires minimal assumptions on the probability distribution and contrary to other approaches in the literature, the usual positivity condition is not needed. We present several examples with a finite set of vertices and study the performance of the estimator on simulated data from theses examples. We also introduce an empirical procedure based on k-fold cross validation to select the best value of the constant in the estimators definition and show the application of this method in two real datasets. / Nesta tese propomos um critério de máxima verossimilhança penalizada para estimar o grafo de dependência condicional de um campo aleatório Markoviano discreto. Provamos a convergência quase certa do estimador do grafo no caso de um conjunto finito ou infinito enumerável de variáveis. Nosso método requer condições mínimas na distribuição de probabilidade e contrariamente a outras abordagens da literatura, a condição usual de positividade não é necessária. Introduzimos alguns exemplos com um conjunto finito de vértices e estudamos o desempenho do estimador em dados simulados desses exemplos. Também propomos um procedimento empírico baseado no método de validação cruzada para selecionar o melhor valor da constante na definição do estimador, e mostramos a aplicação deste procedimento em dois conjuntos de dados reais.

Orientador: Prof. Dr. David Correa Martins Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2014.

Orientador: Silvio Jorge Coelho Simões / Coorientadora: Tatiana Sussel Gonçalves Mendes / Banca: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Márcio Roberto Magalhães de Andrade / Resumo: A maioria dos empreendimentos do setor elétrico brasileiro não apresentam uma avaliação sistemática espaço-temporal de suas estruturas para identificar vulnerabilidades ambientais nos empreendimentos. Assim, este estudo teve como objetivo analisar a susceptibilidade de movimento de massa em linhas de transmissão, na região da Serra da Mantiqueira, sujeitas aos efeitos de chuvas tropicais e operacionalizar uma plataforma dinâmica de análise e alerta nas áreas de maior criticidade. Para este trabalho, foram levantados dados estáticos e dinâmicos na região a partir de fontes de acesso público e privado. A seguir, foram definidos os múltiplos critérios através do processo de análise hierárquica (AHP). Utilizando Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e álgebra de mapas, foi possível determinar o mapa de susceptibilidade em cinco classes e operacionalizar a plataforma de monitoramento, análise e alerta a riscos ambientais baseando-se nas áreas identificadas e nos dados dinâmicos meteorológicos e hidrológicos. Como resultado, foi gerado um banco de dados geográfico com abrangência regional (14.000 km²), que envolveu 7 critérios: declividade, distância das linhas de transmissão, densidade de drenagem, uso do solo, tipo do solo, densidade de fraturas e falhas, e precipitação. A distribuição das classes de susceptibilidade encontradas na região de estudo foram: muito baixa (1,5%), baixa (12%), média (34,9%), alta (45,3%) e muito alta (6,2%). Foi possível ainda, identificar diferent... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Most of the Brazilian electric sector enterprises do not present a systematic space-time evaluation of their structures to identify environmental vulnerabilities in the projects. Thus, this study aimed to analyze the susceptibility of mass movement in transmission lines, in the Serra da Mantiqueira region, subject to the effects of tropical rains and to operationalize a dynamic platform of analysis and alertness in the most critical areas. For this work, static and dynamic data were collected in the region from public and private sources. Next, the multiple criteria were defined through the hierarchical analysis process (AHP). Using Geographic Information Systems (GIS) and map algebra, it was possible to determine the susceptibility map in five classes and to operationalize the monitoring platform for monitoring, analysis and alert to environmental risks based on identified areas and dynamic meteorological and hydrological data. As a result, a geographic database with a regional coverage (14.000 km²) was generated, involving 7 criteria: slope, distance of transmission lines, drainage density, soil use, soil type, fracture and failure density, and precipitation. The distribution of susceptibility classes found in the study region were very low (1.5%), low (12%), average (34.9%), high (45.3%) and very high (6, 2%). It was also possible to identify different mass movements in areas close to the transmission lines, as well as to other risk elements such as dwellings, roads, reservoir borders and telecommunications towers. The operationalized monitoring platform allowed the establishment of dynamic analyzes on the occurrence of extreme natural events, by sending notifications and WEB access with the map of the affected areas. Thus, this study can become an instrument of evaluation, monitoring and management for the public management and regulatory agencies of the electric sector / Mestre

O desenvolvimento sustentável e a sustentabilidade estão sendo abordados como um novo paradigma econômico que estabelece um contexto geral para que organizações e instituições desenvolvam suas estratégias e processos, associados aos debates da responsabilidade socioambiental corporativa, particularmente para a administração pública, onde está ocorrendo um processo de mudança para o desenvolvimento de cidades sustentáveis e inteligentes. As operações complexas e fechadas definem estruturas para gerenciar o fluxo de materiais, energia e informações. Este documento aborda o problema da gestão de resíduos sólidos em pequenas cidades e, com base em uma revisão bibliográfica e um estudo de múltiplos casos em profundidade, propõe um sistema de medição como instrumentos de avaliação de desempenho ambiental que têm por função refletir as estratégias de gestão integrando as ações de sustentabilidade. Para analisar as práticas de desenvolvimento do modelo utilizar-se-á de uma adaptação da metodologia Multicritério de Apoio a Decisão Construtivista - MCDA-C, juntamente com aplicação da técnica de Painel de Especialistas, a qual possibilitará a comparação e confirmação dos objetivos propostos. Nos estudos de casos, com os indicadores obtidos do contexto, literatura e de especialistas da área, é desenvolvido o modelo, possibilitando a determinação do desempenho global da gestão de resíduos e os pesos das áreas de preocupações, a fim de refinar propor o modelo em outras administrações voltadas a gestão de resíduos. Por fim, o modelo para avaliação de desempenho da gestão municipal de resíduos se mostrou como uma importante ferramenta para melhorar o planejamento estratégico quando no controle e gerenciamento das dimensões sustentáveis da organização, identificando critérios que aprimoram e diagnosticando ações de melhorias, contribuindo na qualidade e custos dos serviços propostos na gestão. / The sustainability and sustainable development is being approached as a new economic paradigm that establishes a general context for organizations and institutions to develop their strategies and processes, associated to the debates of corporate social and environmental responsibility, particularly for public administration, where a process of change for the development of sustainable and smart cities. Complex and closed operations define structures to manage the flow of materials, energy, and information. This study addresses the problem of solid waste management in small cities and, based on a bibliographical review and a study of multiple in-depth cases, proposes a measurement system as instruments for the evaluation of environmental performance, whose function is to reflect the strategies of integrating sustainability actions. In order to analyze the development practices of the model, it will be used an adaptation of the Multicriteria Decision Aid – Constructivist - MCDA-C, together with the application of the Expert Panel technique, which will allow the comparison and confirmation of the proposed objectives. In the case studies, with the indicators obtained from the context, literature and specialists of the area, the model is developed, allowing the determination of the overall performance of waste management and the weights of the areas of concern, in order to refine the model proposed in other administrations focused on waste management. Finally, the model for evaluation of municipal waste management was shown as an important measure to improve strategic planning when it is not a control and management of sustainable dimensions of the organization, identifying criteria and solutions for improvement actions, contributing in the quality and costs of the proposed services in the management.

Fundação Araucária; CNPq / O elevado número de alternativas somado ao número de variáveis, que nem sempre são mensuráveis e muitas vezes são conflitantes, torna a escolha do sistema de tratamento de efluentes um difícil processo de decisão. A fim de assegurar que a melhor alternativa seja selecionada é necessário uma análise aprofundada, que considere o maior número de aspectos relacionados à tomada de decisão. Deste modo, este trabalho forneceu uma nova abordagem para a seleção de tecnologias de tratamento de águas residuais, considerando as dimensões econômicas, sociais, técnicas e ambientais. O modelo seguiu três etapas, sendo a primeira a definição das alternativas do modelo, as quais foram definidas através do estudo da viabilidade econômica de 37 tecnologias usuais no cenário brasileiro. Na segunda etapa, foram definidos dois grupos de critérios, de acordo com a vazão e a população, por meio da utilização do método de Copeland. E na terceira foi aplicado o método PROMETHEE II para ranqueamento das alternativas. Considerando os aspectos avaliados, as tecnologias infiltração lenta, infiltração rápida e lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa foram as alternativas preferidas para as pequenas comunidades, ao passo que os sistemas UASB, seguido de póstratamento foram as opções menos preferidas. Para os centros urbanos as alternativas de destaque foram: infiltração rápida, reator UASB com filtro anaeróbio, já as de menor potencial foram os sistemas de lagoas. Os resultados contribuem para o desenvolvimento do saneamento, uma vez que o trabalho forneceu um processo de determinação mais robusto para seleção de tecnologias de tratamento, avaliando os critérios relevantes, como diretrizes para a determinação. / The high number of alternatives added to the number of variables, which are not always measurable and often conflicting, makes choosing the wastewater treatment system a difficult decision process. In order to ensure that the best alternative is selected, a depth analysis is required, which considers the greatest number of decision-making aspects. Therefore, this work has provided a new approach for the selection of wastewater treatment technologies, considering the economic, social, technical and environmental dimensions. The model has followed three stages: the first one was the definition of the model alternatives, which were defined through the economic viability study of 37 technologies usual in Brazil; in the second stage, two groups of criteria were defined, according to flow rate and population, using the Copeland method; and in the third one, the PROMETHEE II method was applied in order to rank the alternatives. Considering the aspects evaluated, the technologies as slow and fast infiltration, anaerobic pond followed by facultative pond were the preferred alternatives for small communities, while UASB systems followed by post-treatment were the less preferred options. For the urban groups the preferred alternatives were: fast infiltration, UASB reactor with anaerobic filter, while the ones with the least potential were the pond systems. The results contribute to the sanitation development, since the work has provided a robust determination process for the selection of the treatment technologies, by evaluating the most relevant criteria.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de manutenção preditiva para motores elétricos, que utiliza a técnica de monitoramento de variáveis, transmissão de dados pela rede elétrica (Powerline Communication) e um tratamento com os métodos multicritério para classificação (ELECTRE TRI e AHPSort) e ordenação (ELECTRE II) dos motores que apresentam condição de falha incipiente, além do aproveitamento das instalações elétricas existentes para a aquisição de dados do funcionamento de motores elétricos tais como: tensão, corrente, temperatura e vibração. Essas informações podem ser avaliadas e tratadas através de métodos multicritério para alocar os motores em classes que representam estados de funcionamento normal, aceitável e falha incipiente. Assim, nos motores classificados em condição de falha incipiente pode ser realizado um ranking para apontar o motor em pior estado de funcionamento. Neste trabalho, foi conduzido um ensaio de falhas programadas em bancada com um período de aquisição de 1 minuto das variáveis de funcionamento de seis motores. Neste período, pode ser feito o registro do motor que apresentou as condições mais críticas para a falha, considerando as variáveis medidas como critérios na análise. Após um largo período de análise, foram computadas todas as vezes que cada motor foi classificado na classe de falha incipiente e ranqueado em primeiro lugar, significando que ele possui condições fora do padrão normal de funcionamento e piores que dos outros motores analisados. Com isso, foi possível identificar o motor que, por mais vezes, esteve em condição de falha incipiente, refletindo as falhas inseridas durante o ensaio. Essa metodologia possibilitou indicar ao gestor da manutenção, os desvios do funcionamento normal de motores elétricos, considerando mais de uma variável ao mesmo tempo, alinhado aos objetivos do decisor, através dos pesos calculados para os critérios, limites e preferências estabelecidas em cada método multicritério utilizado na metodologia proposta neste trabalho. / This work presents the development of a predictive maintenance methodology for electric motors, which uses the variable monitoring technique, data transmission through the electric network (Powerline Communication) and a treatment with multicriteria methods for sorting (ELECTRE TRI and AHPSort) and ranking (ELECTRE II) electric motors with incipient failure condition and the use of existing electrical installations for the acquisition of data of the operation of electric motors such as voltage, current, temperature and vibration. This information can be evaluated and treated through multicriteria methods to allocate motors in classes that represent normal, acceptable, and incipient failure states. Thus, in electric motors classified as incipient failure condition, a ranking can be performed to detect the engine in the worst operating state. In this work, a bench experiment was conducted with a 1-minute acquisition period of the operating variables in 6 motors. In this period, the electric motor can be registered that presented the most critical conditions for the fault, considering the measured variables as criteria in the analysis. After a longer period of analysis, we computed every time this engine was classified in the incipiente failure and first rank class, which means that it has conditions that are out of the normal operating range and worse than the other engines analyzed. Through this methodology it is possible to indicate to the maintenance manager deviations from the normal operation of electric motors, considering more than one variable at the same time aligned to the objectives of the decision maker, through the weights calculated for the criteria and limits and preferences established in each multicriteria method used in the methodology proposed in this work.

As redes inteligentes ou smart grids surgiram como um dos principais agentes dentro da reestruturação que o sistema elétrico de potência vem sofrendo há alguns anos. Mais especificamente, essa evolução vem tomando destaque nas redes de distribuição de energia elétrica. O surgimento de novos equipamentos, com tecnologia moderna, permite que o sistema seja monitorado em tempo real e manobrado de forma remota mediante as necessidades. Com o objetivo de otimizar cada vez mais as funcionalidades desses equipamentos, aplicando e promovendo sistemas capazes de funcionar de forma autônoma é que estudos vem desenvolvendo novas metodologias para atender as necessidades de recomposição das redes de distribuição diante à alguma anomalia. Um novo conceito que surgiu como vertente das redes inteligentes vem movendo o setor acadêmico e as concessionárias responsáveis pela distribuição de energia chamado reconfiguração de redes de distribuição, vem sendo tema de discussões e estudos sobre as melhores alternativas de implantação. Essa dissertação apresenta um modelo para utilização em sistemas baseado em reconfiguração, que identifique os melhores resultados para o conjunto quando é necessário fazer a transferência de carga de uma subestação de energia por perda em suas fontes de alimentação. O modelo leva em conta os principais índices de qualidade e continuidade de energia obtidos a partir de um método de busca exaustiva selecionando as melhores opções de manobras para reconfigurar os alimentadores mediante a uma anomalia no sistema de distribuição. O método multicritério PROMETHEE é utilizado para definir as melhores sequências de manobra na rede e consequentemente os melhores desempenhos para o sistema após o remanejamento das cargas. O modelo apresenta uma característica um pouco diferente dos que se encontra na literatura, pois não utiliza nenhum método de compensação para melhorar os índices de níveis de tensão e perdas de energia. A metodologia proposta foi avaliada e validade mediante a simulações em uma rede real pertencente a uma concessionária de energia elétrica e seus resultados apresentaram uma melhora significativa para o sistema de distribuição. / Smart grids have emerged as one of the key players in restructuring the electric power system has been suffering for some years. More specifically, this evolution has taken prominence in the electricity distribution networks. The emergence of new equipment with modern technology allows the system to be monitored in real time and operated remotely by the needs. In order to optimize more and more features of the equipment, applying and promoting systems that function autonomously is that research is developing new methodologies to meet the needs of restoration of distribution networks on the abnormality. A new concept that has emerged as component of smart grids has been moving the academic sector and the utilities responsible for distribution of energy called reconfiguration of distribution networks, has discussions and studies theme being on the best deployment of alternatives. This thesis presents a model for use in reconfiguring based systems, identifying the best results for the set when you need to load transfer of a loss of power substation in their power supplies. The model takes into account the main quality indicators and energy continuity obtained from an exhaustive search method selecting the best options maneuvers to reconfigure feeders by an anomaly in the distribution system. The multicriteria method PROMETHEE is used to define the best maneuver sequences on the network and therefore the best performance for the system after the relocation of cargo. The model presents a characteristic slightly different from that found in the literature, it does not use any compensation method for improving the rates of voltage levels and energy losses. The proposed methodology was evaluated and validity by simulations in a real network belonging to an electric utility and the results showed a significant improvement to the distribution system.

CNPq / A Transgenética Computacional é uma metáfora para o desenvolvimento de algoritmos evolucionários com base na teoria de evolução endossimbiótica e em outras interações do fluxo intracelular. Diversos algoritmos foram desenvolvidos com base nesta metáfora para problemas de Otimização Combinatória, em sua maioria com um único objetivo, obtendo bons resultados. Uma vez que a consideração de mais de um objetivo leva, em geral, a representações mais realistas de problemas práticos complexos, neste trabalho investiga-se o desenvolvimento de Algoritmos Transgenéticos para problemas multiobjetivo. Tais algoritmos são examinados em versões que utilizam elementos de outros algoritmos evolucionários multiobjetivo sendo eles o NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II) e o MOEA/D (Multi-objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition). Diante disso, este trabalho propõe duas novas metodologias utilizando a Transgenética Computacional acoplada ao NSGA-II e ao MOEA/D, denominadas NSTA (Non-Dominated Sorting Transgenetic Algorithm) e MOTA/D (Multi-objective Transgenetic Algorithm based on Decomposition), respectivamente. Para avaliar o desempenho das técnicas propostas, os algoritmos desenvolvidos foram aplicados a dois problemas de Otimização Combinatória, NP-difíceis,em versões com mais de um objetivo. O primeiro problema é o Caixeiro Comprador Biobjetivo e o segundo o Quadrático de Alocação multiobjetivo. Foram realizados experimentos com casos de teste disponíveis em bancos utilizados comumente por outros trabalhos da literatura. Os resultados dos algoritmos propostos foram comparados com os resultados obtidos com os algoritmos evolucionários multiobjetivo que os inspiraram. A análise dos dados obtidos com os experimentos computacionais mostram que a versão MOTA/D é a mais eficiente dentre os algoritmos do experimento com relação a qualidade da aproximação da fronteira de Pareto. / The Computational Transgenetic is a metaphor for the development of evolutionary algorithms based on the theory of evolution endosymbiotic and other intracellular interactions flow. Several algorithms have been developed based on this metaphor for combinatorial optimization problems, mostly with a single objective, obtaining good results. Once the account of more than one objective provides, in general, more realistic representations of complex practical problems, this work investigates the development of Transgenetic Algorithms for multiobjective problems. Such algorithms are examined in versions that use elements of other multiobjective evolutionary algorithms such as the NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II) and the MOEA/D (Multi-objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition). Therefore, this work proposes two new methods using Computational Transgenetic attached to NSGA-II and MOEA/D, named NSTA (Non-Dominated Sorting Transgenetic Algorithm) and MOTA/D (Multi-objective Transgenetic Algorithm based on Decomposition), respectively. To evaluate the proposed techniques performance, the experiments consider two NP-hard combinatorial optimization problems, in versions with more than one objective. The first problem is the Traveling Purchaser Problem and the second the Quadratic Assignment Problem. Experiments were performed with test cases available in benchmarks commonly used by other studies in the literature. The proposed algorithms' results were compared with those obtained by the multiobjetive evolutionary algorithms that inspired them. The analysis of data obtained by the computational experiment shows that the version MOTA/D is among the most efficient algorithms of the experiment with respect to the quality of the Pareto front approximation.

Crotalaria spectabilis Roth is a species which has been standing out in the improvement of the quality of ground and control of nematodes in some states of northeast. The objective of this work was to get given biometrics data of seeds (length, width, thickness and weight of 1000 seeds), to study the sprouting behavior in terms of the substratum, temperature and light, being considered the botanical and technological criteria of germination, to follow and to register the after-seminal development, as well as comparing different tests of vigor. For physiological potential evaluation, the seeds had been divided in five lots, being submitted to the tests: germination, first counting, electric conductivity and traditional accelerated aging. After this stage, different concentrations of 2, 3, 5 triphenil tetrazolium chloride salt had been studied in order to establish colorimetric standards in seeds with different levels of vigor obtained by the test of accelerated aging. The seeds present length, width and thickness of 4,4 mm; 3,3 mm and 1,6 mm, respectively, with the total of 62.189 seeds in one kilogram. The temperatures of 25 and 300C, using the paper substratum, in the light presence, had provided the best values of percentage and germination speed of the seeds in relation to the botanical criterion, whereas for the technological criterion, the temperature of 250C was statistically superior for these two variables in the same described conditions. The germination of the seeds of Crotalaria spectabilis is epigaea and plantules is phanerocotyledonarious. The studied tests had not exposed differences of vigor in the five studied lots, with exception of the one carried through electric conductivity with 50 ml of water. The tetrazolium test revealed promising in the identification of seeds with different levels of vigor. / A Crotalaria spectabilis Roth é uma espécie que vem se destacando na melhoria da qualidade de solos e controle de nematóides em vários estados do Nordeste. O objetivo deste trabalho foi obter dados biométricos de sementes (comprimento, largura, espessura e peso de 1000 sementes), estudar o comportamento germinativo em função do substrato, temperatura e luz, considerando os critérios botânico e tecnológico de germinação, acompanhar e registrar o desenvolvimento pós-seminal, bem como comparar diferentes testes de vigor. Para avaliação do potencial fisiológico, as sementes foram divididas em cinco lotes, sendo submetidas aos testes: germinação, primeira contagem, condutividade elétrica e envelhecimento acelerado tradicional. Transcorrida esta etapa, estudou-se diferentes concentrações do sal 2, 3, 5 cloreto trifenil de tetrazólio a fim de estabelecer padrões colorimétricos em sementes com diferentes níveis de vigor obtidos pelo teste de envelhecimento acelerado. As sementes apresentam comprimento, largura e espessura de 4,4 mm; 3,3 mm e 1,6 mm, respectivamente, com total de 62.189 sementes em um quilograma. As temperaturas de 25 e 300C, utilizando o substrato papel, na presença de luz, proporcionaram os melhores valores de porcentagem e velocidade de germinação das sementes em relação ao critério botânico, enquanto que para o critério tecnológico, a temperatura de 250C foi estatisticamente superior para essas duas variáveis nas mesmas condições descritas. A germinação das sementes de Crotalaria spectabilis é epígea e as plântulas são fanerocotiledonares. Os testes estudados não revelaram diferenças de vigor nos cincos lotes estudados, com exceção da condutividade elétrica realizada com 50 ml de água. O teste de tetrazólio mostrou-se promissor na identificação de sementes com diferentes níveis de vigor.

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