[pt] Fontes renováveis são importantes recursos a serem agregados aos sistemas de energia elétrica em prol da descentralização da geração. Discussões acerca dos efeitos ambientais direcionam os estudos em busca de alternativas que possibilitem minimizar a emissão de gases poluentes e diversifiquem a matriz elétrica. Nesse contexto, a geração distribuída (GD) de natureza renovável vem se mostrando cada vez mais presente, alterando a estrutura clássica do sistema e conferindo um maior protagonismo do consumidor. Assim, torna-se essencial avaliar o desempenho dessas novas redes de distribuição no atendimento à demanda, de modo a estabelecer padrões adequados e monitorá-los através das agências reguladoras. Há uma diversidade de métodos de avaliação do desempenho dessas redes, principalmente através dos conceitos de confiabilidade, para lidar com as falhas de equipamentos e os efeitos decorrentes. A presente tese tem como objetivo avaliar índices de confiabilidade de sistemas de distribuição na presença de GD. Para isso, são apresentadas três técnicas baseadas em simulação Monte Carlo (SMC). Uma clássica, denominada SMC sequencial, tem como objetivo modelar a natureza cronológica do problema bem como as incertezas provenientes da intermitência de fontes de GD. A segunda, baseada na SMC quase sequencial, caracteriza-se por sua simplicidade e capacidade em manter a flexibilidade da SMC sequencial, porém, com melhor desempenho em termos de precisão e tempo de processamento. Por último, uma SMC baseada nos conceitos de transição de estado do sistema de forma cronológica assegura também precisão e flexibilidade à técnica. Novas funções teste são propostas para alcançar tal objetivo. Dois sistemas com inserção de GD são utilizados para avaliar o desempenho dos conceitos e técnicas propostas: IEEE RBTS, rede acadêmica padrão amplamente utilizada na área de confiabilidade; e uma rede real. A discussão exaustiva dos resultados confirma que as propostas cumprem os objetivos estabelecidos. / [en] Renewable sources are important resources to be added to electrical energy systems in favor of decentralized generation. Discussions about environmental effects drive the studies in search of alternatives that make it possible to minimize the emission of polluting gases and diversify the electrical matrix. In this context, distributed generation (DG) of a renewable nature has been increasingly present, changing the classic structure of the system and giving greater engagement to the consumer. Therefore, it is essential to evaluate the performance of these new distribution grids in meeting the power demand, in order to establish appropriate standards and monitor them through the regulatory agencies. There is a diversity of methods for evaluating the performance of these networks, mainly through reliability concepts, to deal with equipment failures and the resulting effects. This thesis aims to evaluate reliability indices of distribution systems in the presence of DG. To this end, three techniques based on Monte Carlo simulation (MCS) are presented. A classic one, called sequential MCS, aims at modeling the chronological nature of the problem as well as the uncertainties arising from the intermittency of the DG sources. The second one, based on a quasi-sequential MCS, is characterized by its simplicity and ability to maintain the flexibility of sequential MCS, but with better performance in terms of precision and processing time. Finally, an MCS based on the concepts of chronological system state transition, also provides precision and flexibility to the reliability assessment. New test functions are proposed to achieve this goal. Two systems with DG insertion are used to evaluate the performance of the proposed concepts and techniques: IEEE RBTS, a standard academic network widely used in the reliability area; and another real network. The exhaustive discussion of the results confirms that both proposals meet the established objectives.

Bajo el contexto actual, en medio de una pandemia mundial que ha golpeado todos los sectores económicos y una prevista reforma del sector eléctrico en el Perú, la Generación Distribuida (GD) aún sigue estando en agenda con un proyecto de reglamento publicado en el año 2018 que no da luces sobre la implementación de un mecanismo efectivo de cobertura en la distribución de electricidad a los usuarios finales. En su efecto, lo que se tiene en el Perú es únicamente un reconocimiento legal de la Generación Distribuida, quedando relegado los aspectos vinculados al esquema regulatorio de la GD que se traduzcan en incremento del bienestar social. Dicho ello, este documento tiene como objetivo analizar el impacto regulatorio de dos de los principales mecanismos regulatorios utilizados en la implementación de Generación Distribuida a nivel mundial, y sobre dicho análisis seleccionar la óptima para ser aplicada en forma efectiva en el Perú, considerando la experiencia internacional y otros estudios que antecedieron a la presente investigación bibliográfica. En ese sentido, se ha efectuado un documento de Análisis de Impacto Regulatorio (RIA) de los dos esquemas regulatorios más populares: Net-Metering y el Net-Billing, pues resultan ser los más utilizados en regiones donde ya se tiene implementado la Generación Distribuida. El Análisis de Impacto Regulatorio (RIA) fue efectuado con la metodología de multicriterio, el cual consiste en un análisis de Costo & Beneficio del tipo cualitativo. Los resultados de dicho estudio arrojó que el esquema regulatorio Net-Metering resultaría más efectivo que el Net-Billing ante una implementada Generación Distribuida con energía fotovoltaica, ya que mediante el Net- Metering se alcanzaría una tasa de cobertura de casi el 100%, no obstante, existiría el riesgo que las distribuidoras asumieran costos por mantener un negocio sostenible, pues la electricidad inyectada a la red se valorizaría al precio básico de mercado y no al del Mercado Mayorista de Electricidad.

[pt] Para combater as alterações climáticas, os sistemas energéticos modernos estão a passar por uma transição baseada na descarbonização, envolvendo uma vasta implantação de fontes de energia renováveis e a electrificação das sociedades. Para que esta transição seja bem sucedida, vários desafios associados à produção de energia renovável precisam de ser abordados nas operações do sistema energético. Esses desafios decorrem da alta variabilidade de produção, juntamente com previsibilidade e controlabilidade limitadas, levando a necessidades de flexibilidade nas operações do sistema de energia. O fluxo de potência ideal (OPF) e o comprometimento da unidade (UC) estão entre as ferramentas computacionais mais importantes para os operadores do sistema determinarem o estado do sistema de potência. Este cálculo é realizado para otimizar diversas decisões na rede, para despachar os componentes da rede e para reconfigurá-los. Além disso, o cálculo é utilizado para precificar os serviços prestados por geradores de grande escala e, progressivamente, por entidades descentralizadas como famílias e pequenas empresas que, além de consumirem, também geram e armazenam energia, e assim, têm um papel no equilíbrio energético através de sua flexibilidade. Várias simplificações são feitas no OPF e no UC para lidar com a carga computacional dos modelos, que tende a ser elevada para sistemas realistas. A imprecisão do modelo devido à simplificação das equações de fluxo de potência ou ao ignorar a estocasticidade, está causando cada vez mais altos custos para as operações do sistema, à medida que a situação real se desvia da previsão, implicando ações dispendiosas por parte dos operadores do sistema em tempo real. Esta tese centra-se nos desafios das operações dos sistemas de energia modernos, tais como gestão coordenada de congestionamento e tensão, programação de energia e reservas, bem como cálculo de preços. Em primeiro lugar, a tese constrói métodos e algoritmos para melhorar a capacidade computacional e a precisão do modelo para problemas de UC e OPF com restrita de rede e corrente alternada (AC) através do desenvolvimento de uma aproximação melhorada das leis físicas que governam os fluxos de potência. Em segundo lugar, aplica estes métodos e algoritmos ao problema de coordenação entre múltiplos Operadores de Redes de Distribuição (DSO) e Operadores de Redes de Transmissão (TSO), introduzindo novas técnicas de optimização descentralizada para gerir problemas de congestionamento e tensão, bem como abordar aspectos de troca de informação de rede. Por fim, a tese propõe novos mecanismos de precificação, abordando endogenamente as decisões operacionais não convexas de energia e programação de reservas para o planejamento do dia seguinte, considerando a estocasticidade da geração de energia renovável. Os benefícios computacionais e de precisão são ilustrados em estudos de caso, empregando diversas métricas desenvolvidas. / [en] To counter climate change, modern power systems are undergoing a decarbonisation-based transition involving vast deployment of renewable energy sources and electrification of societies. For this transition to succeed, various challenges associated with renewable power production need to be addressed in power system operations. These challenges stem from high output variability along with limited predictability and controllability, leading to flexibility needs in power system operations. Optimal power flow (OPF) and unit commitment (UC) are amongst the most important computational tools for system operators to determine the state of the power system. This computation is performed to optimise various decisions on the grid, to dispatch the components in the network, and to reconfigure them. Additionally, the computation is used to price the services provided by large scale generators and, progressively, by decentralised entities such as households and small enterprises which, apart from consuming, also generate and store power, and thus, have a role in energy balancing through their flexibility. Various simplifications are made in OPF and UC to tackle the computational burden of the models, which tends to be high for realistic systems. Model inaccuracy due to simplification of power flow equations or ignoring stochasticity, is increasingly causing high costs for system operations, as the real situation deviates from the forecast implying costly actions by system operators in real-time. This thesis focuses on challenges in modern power system operations, such as coordinated congestion and voltage management, energy and reserve scheduling as well as price computation. Firstly, the thesis constructs methods and algorithms to enhance computational capability and model accuracy for Alternating Current (AC) Network-Constrained UC and OPF problems through devising an improved approximation of the physical laws governing power flows. Secondly, it applies these methods and algorithms to the coordination problem amongst multiple Distribution System Operators (DSO) and Transmission System Operators (TSO), introducing novel decentralised optimisation techniques for managing congestion and voltage problems as well as addressing network information exchange aspects. Finally, the thesis proposes new pricing mechanisms, endogenously tackling the non-convex operational decisions for energy and reserve scheduling for day-ahead planning, considering stochasticity of renewable energy generation. Computational and accuracy benefits are illustrated in case studies by employing various metrics developed.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-09-03T17:53:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Daniel_Yokoyama.pdf: 3080551 bytes, checksum: fb4afe8fd7691c5976810b6e1418b97f (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-09-03T17:54:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Daniel_Yokoyama.pdf: 3080551 bytes, checksum: fb4afe8fd7691c5976810b6e1418b97f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-03T17:54:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Daniel_Yokoyama.pdf: 3080551 bytes, checksum: fb4afe8fd7691c5976810b6e1418b97f (MD5) Previous issue date: 2015-06-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Confronted by the increase in demand for computing power to solve scientific applications, the need to purchase and maintain a computing infrastructure becomes a must and a hindrance to research institutions. In this backdrop, the technological race and the need to purchase equipment, the cloud computing paradigm focusing on scientific computing emerges as a tool to aid in the advancement of scientific works. The following text presents a private cloud platform focused on the creation and management of computational clusters for application in solving high-performance computing tasks, specifically highly parallelizable processes using MPI. In addition to the system description cluster computing clouds, the work presents a scheduling model of virtual machines based on the affinity of the applications running on the hosts. This allocation model aims to allow better use of the resources available to the platform, increasing the flow of tasks performed. / Mediante a crescente demanda por poder computacional para a resolução de aplicações científicas, a necessidade de aquisição e manutenção de uma infraestrutura computacional torna-se uma obrigação e um empecilho para as instituições de pesquisa. Perante este cenário, de corrida tecnológica e a necessidade de aquisição de equipamentos, o paradigma de computação em nuvem voltado para a computação científica surge como uma ferramenta para auxiliar no avanço dos trabalhos científicos. O texto a seguir apresenta uma plataforma de nuvem privada voltada à criação e gerência de clusters computacionais para a aplicação na resolução de tarefas de computação de alto desempenho, especificamente processos altamente paralelizáveis utilizando MPI . Além da descrição do sistema para clusters computacionais em nuvem, o trabalho segue para apresentar um modelo de escalonamento de máquinas virtuais baseado na afinidade das aplicações em execução nos hospedeiros. Este modelo de alocação busca permitir um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis à plataforma, aumentando a vazão de tarefas executadas.

A Inteligência Artificial Distribuída traz uma série de novas perspectivas para a computação quando considera sistemas heterogêneos, adaptativos, evolutivos, continuamente em funcionamento e abertos. Estes sistemas, chamados de sociedades, apresentam tais características por permitirem que seus componentes, chamados de agentes, migrem entre sociedades, isto é, agentes podem sair e entrar em sociedades. Sociedades abertas permitem a migração dos agentes e coloca dois tipos de problemas para o agente que está migrando: problemas de linguagem e interação, que concernem ao uso de expressões usadas e à maneira como as interações são organizadas na nova sociedade; e, problemas de conhecimento e atuação, que se referem à como um agente irá se comportar a fim de realizar justamente aquilo que a sociedade espera dele. Este trabalho se atem aos problemas de conhecimento e atuação. Para que os agentes da sociedade possam cooperar e coordenar suas ações, é necessário que tenham conhecimento das capacidades, habilidades, desejos e planos dos outros agentes. Grande parte do conhecimento a respeito dos outros pode ser extraído dos papéis que estes podem assumir na sociedade. Assim sendo, o problema colocado para este trabalho é como os agentes da sociedade que receberam o agente imigrante e o próprio agente imigrante conhecerão/aprenderão os papéis uns dos outros. São desenvolvidos três mecanismos de identificação de papéis, bem como a comparação entre eles e sua adequação a tipos de migração. Os três mecanismos são os seguintes: i) Identificação de papéis por protocolo de apresentação: é proposta uma linguagem de descrição de protocolos (LDP) e uma especificação de protocolo de apresentação nesta LDP. Os agentes que utilizam este mecanismo conseguem se identificar com rapidez, porém necessitam conhecer várias informações “locais” da sociedade, o que pode ser muito restritivo para um agente migrante. ii) Identificação de papéis por observação e classificação: esta solução procura classificar o agente observado em um papel de um conjunto prédefinido de papéis. Neste conjunto, os papéis são descritos por meio de processos de interação (PI). Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Foram desenvolvidas duas formas de proceder a classificação: construir uma especificação do agente a partir da observação das suas ações e verificar se esta pertence ao conjunto pré-definido de papéis; e, verificar se o comportamento do agente confere com as execuções possíveis para algum dos papéis pré-definidos. Este mecanismo é mais adequado para sociedades abertas e tem boa precisão no resultado apresentado, porém, a identificação do papel de um agente pode ser demorada. iii) Identificação de papéis por reconhecimento de intenções em planos: este mecanismo baseia-se na existência de uma relação entre intenções e papéis. A partir das ações observadas para o agente, procura-se saber qual seu plano, sua intenção e, conseqüentemente, seu papel. Para isto foi implementado um procedimento de indução de planos. Este mecanismo também é adequado para sociedades abertas, no entanto, a identificação, embora satisfatória, nem sempre é completamente correta. Estes três mecanismos foram testados em simulações numa implementação da sociedade Produtor - Consumidor, onde puderam ser comprovadas as características de cada um. / Distributed Artificial Intelligence brings a number of new perspectives to Computing Science when heterogeneous, adaptative and evolutive systems, those under functioning and open, are taken into consideration. These systems, named societies, present these characteristics because they allow their components, named agents, to migrate within societies, that is, agents are allowed to enter and to leave societies. Agents' migration brings two kinds of problems to the migrating agent: language and interaction problems both related to the use of used expressions and to the way the interactions are organized in the new society; and, knowledge and performance problems refering to the way the agent will behave in order to accomplish exactly what society expects him to do. This work is limited to knowledge and performance problems. In order to cooperate and coordinate their actions, the society's agents need to learn about the capabilities, abilities wishes and plans of other agents. A great part of knowledge of others can be extracted from the social roles these agents can play. Therefore, the problem posed in this work is how social agents who has received an immigrating agent and the immigrating agent himself will know and learn one another's roles. Three role identification mechanisms, and the comparison between them and their adaptation to migration types as well are developed. The three mechanisms are the following: i) Role Identification by means of presentation protocol:a language of protocol description (LPD) and a specification of presentation protocol in this LPD are proposed. The agents who use this mechanism can rapidly identify each other, however they need know a number of 'local' social information, which can be very restrictive to the migrating agent. ii) Role identification by means of observation and classification: this solution tries to classify the observed agent as a role out of set of definite roles. In this set, the roles are described by means of interactional processes (IP). Therefore, the notion of IP was developed. Two ways to proceed the role classification were developed: to build the agent's especification departing from the observation of their actions and to check whether this especification belongs to a set of pre-defined roles; and to check whether the agent's behavior fits the possible executions to some predefined roles. This mechanism is more adequate to open societies and has good precision in the result presented, but, the agent's role identification can last longer. iii) Role Identification by means of intention and plans recognition: this mechanism is based on the existence of a relationship between intentions and roles. By departing from the agent's observed actions, his plan, intention, consequently, his role is recognized. Therefore an induced plan procedure was implemented. This mechanism is also adequate to open societies, however, the identification, though satisfactory, is not always totally correct. These three mechanisms were tested in simulated situations in a kind of Producer- Consumer Society implementation in which each one's characteristics could be verified.

[pt] O tema das mudanças climáticas é um dos maiores desafios globais por parte de governos nacionais e articulações internacionais, visando estabilizar as concentrações de Gases do Efeito Estufa (GEE) e evitar interferências antropogênicas perigosas sobre a atmosfera e o sistema climático global. De acordo com o Painel Intergovernamental para a Mudança de Clima (IPCC), as principais causas das mudanças climáticas estão relacionadas as emissões liberadas pela queima dos combustíveis fósseis que compõem a matriz energética de muitos países industrializados, tornando-se necessária a limpeza do componente fóssil, particularmente do carbono. O Brasil está entre os dez países que mais emite GEE, apesar de possuir uma das matrizes energéticas com mais energias renováveis do mundo, assumiu em 2015 na convenção do clima em Paris o compromisso global de descarbonização da economia e de aumentar a participação de fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, na sua matriz energética. Valendo-se do alto potencial de irradiação solar no território brasileiro, o presente estudo aponta a geração distribuída de energia fotovoltaica como um dos caminhos para acelerar o ingresso do Brasil na economia de baixo carbono honrando o compromisso de mitigação dos GEE. Simulando cenários com base no ano de 2010 e usando o recurso de geoprocessamento, concluiu-se que com a instalação massiva de sistema fotovoltaico nos telhados dos domicílios brasileiros, é possível antecipar metas de mitigação dos GEE e gerar excedentes de emissões evitadas posicionando o Brasil como um importante protagonista na descarbonização da economia global até o final do século. / [en] Since the last decades of the twentieth century, human society has been facing economic and environmental crisis, influencing each other, drawing attention of national governments, international and non-governmental organizations together with several sectors of civil society. The economic crisis recently experienced by several countries and aggravated by various pressures of a global population that reached 7.3 billion in 2015 with a projected growth for 2030 of 8.5 billion people, will require an increase of employment, food production, water supply, energy production and industry development. As far as the environment is concerned, there is sufficient agreement by the scientific community, attributing to industrial processes, the use of fossil fuels, deforestation and land use throughout the 19th and 20th centuries, several environmental impacts such as: cumulative discharge of waste contaminating the soil, rivers and oceans; overexploitation of natural resources often leading to the risk of their depletion; emission of polluting gases (particularly CO2) causing global temperature rise, warming the atmosphere and oceans reducing snow and melting ice from the glacial regions, acidifying and raising the level of the oceans; use of agrochemicals and pesticides in agricultural activities contaminating soil and food; deforestation leading to severe ecological imbalances, biodiversity loss and changes in climate patterns. From this global context, several countries have been restructuring their laws and economies to stop the predatory exploitation of natural resources and implementing actions to clean up their energy matrix and decarbonize the economy reducing carbon emissions of fossil fuels sources responsible for the environment contamination.

Submitted by Daniel Chada (danielc2112@gmail.com) on 2017-01-10T13:25:02Z No. of bitstreams: 1 chada.phd.2017.01.09.pdf: 5177057 bytes, checksum: a6174d9f2ba0b373776e750def2a23aa (MD5) / Approved for entry into archive by ÁUREA CORRÊA DA FONSECA CORRÊA DA FONSECA (aurea.fonseca@fgv.br) on 2017-01-12T14:03:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 chada.phd.2017.01.09.pdf: 5177057 bytes, checksum: a6174d9f2ba0b373776e750def2a23aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-23T11:48:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 chada.phd.2017.01.09.pdf: 5177057 bytes, checksum: a6174d9f2ba0b373776e750def2a23aa (MD5) Previous issue date: 2016-12-08 / Este trabalho consiste em três contribuições independentes do âmbito da modelagem cognitiva ao campo de management science. O primeiro aborda Experience Recognition, uma teoria inicialmente introduzida por Linhares e Freitas [91]. Aqui ela é estendida e delineada, além de se discutir suas contribuições para a ciência cognitiva e management science. A segunda contribuição introduz a framework cognitiva chamada Rotational Sparse Distributed Memory, e fornece uma aplicação-exemplo de suas características como substrato para um fortemente relevante campo da management science: redes semânticas. A contribuição final aplica Rotational Sparse Distributed Memory para a modelagem de motifs de rede, flexibilidade dinâmica e organização hierárquica, três resultados de forte impacto na literatura recente de neurociência. A relevância de uma abordagem baseada na modelagem neurocientífica para a decision science é discutida. / This work is comprised of three independent contributions from the realm of cognitive modeling to management science. The first addresses Experience Recognition, a theory first introduced by Linhares and Freitas [91]. Here it is extended and better defined, and also its contribution to cognitive science and management science are discussed. The second contribution introduces a cognitive framework called Rotational Sparse Distributed Memory, and provides a sample application of its characteristics as a substrate for a highly relevant subject in management science: semantic networks. The final contribution applies Rotational Sparse Distributed Memory to modeling network motifs, dynamic flexibility and hierarchical organization, all highly impactful results in recent neuroscience literature. The relevance of a neuroscientific modeling approach towards a cognitive view of decision science are discussed.

A Inteligência Artificial Distribuída traz uma série de novas perspectivas para a computação quando considera sistemas heterogêneos, adaptativos, evolutivos, continuamente em funcionamento e abertos. Estes sistemas, chamados de sociedades, apresentam tais características por permitirem que seus componentes, chamados de agentes, migrem entre sociedades, isto é, agentes podem sair e entrar em sociedades. Sociedades abertas permitem a migração dos agentes e coloca dois tipos de problemas para o agente que está migrando: problemas de linguagem e interação, que concernem ao uso de expressões usadas e à maneira como as interações são organizadas na nova sociedade; e, problemas de conhecimento e atuação, que se referem à como um agente irá se comportar a fim de realizar justamente aquilo que a sociedade espera dele. Este trabalho se atem aos problemas de conhecimento e atuação. Para que os agentes da sociedade possam cooperar e coordenar suas ações, é necessário que tenham conhecimento das capacidades, habilidades, desejos e planos dos outros agentes. Grande parte do conhecimento a respeito dos outros pode ser extraído dos papéis que estes podem assumir na sociedade. Assim sendo, o problema colocado para este trabalho é como os agentes da sociedade que receberam o agente imigrante e o próprio agente imigrante conhecerão/aprenderão os papéis uns dos outros. São desenvolvidos três mecanismos de identificação de papéis, bem como a comparação entre eles e sua adequação a tipos de migração. Os três mecanismos são os seguintes: i) Identificação de papéis por protocolo de apresentação: é proposta uma linguagem de descrição de protocolos (LDP) e uma especificação de protocolo de apresentação nesta LDP. Os agentes que utilizam este mecanismo conseguem se identificar com rapidez, porém necessitam conhecer várias informações “locais” da sociedade, o que pode ser muito restritivo para um agente migrante. ii) Identificação de papéis por observação e classificação: esta solução procura classificar o agente observado em um papel de um conjunto prédefinido de papéis. Neste conjunto, os papéis são descritos por meio de processos de interação (PI). Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Foram desenvolvidas duas formas de proceder a classificação: construir uma especificação do agente a partir da observação das suas ações e verificar se esta pertence ao conjunto pré-definido de papéis; e, verificar se o comportamento do agente confere com as execuções possíveis para algum dos papéis pré-definidos. Este mecanismo é mais adequado para sociedades abertas e tem boa precisão no resultado apresentado, porém, a identificação do papel de um agente pode ser demorada. iii) Identificação de papéis por reconhecimento de intenções em planos: este mecanismo baseia-se na existência de uma relação entre intenções e papéis. A partir das ações observadas para o agente, procura-se saber qual seu plano, sua intenção e, conseqüentemente, seu papel. Para isto foi implementado um procedimento de indução de planos. Este mecanismo também é adequado para sociedades abertas, no entanto, a identificação, embora satisfatória, nem sempre é completamente correta. Estes três mecanismos foram testados em simulações numa implementação da sociedade Produtor - Consumidor, onde puderam ser comprovadas as características de cada um. / Distributed Artificial Intelligence brings a number of new perspectives to Computing Science when heterogeneous, adaptative and evolutive systems, those under functioning and open, are taken into consideration. These systems, named societies, present these characteristics because they allow their components, named agents, to migrate within societies, that is, agents are allowed to enter and to leave societies. Agents' migration brings two kinds of problems to the migrating agent: language and interaction problems both related to the use of used expressions and to the way the interactions are organized in the new society; and, knowledge and performance problems refering to the way the agent will behave in order to accomplish exactly what society expects him to do. This work is limited to knowledge and performance problems. In order to cooperate and coordinate their actions, the society's agents need to learn about the capabilities, abilities wishes and plans of other agents. A great part of knowledge of others can be extracted from the social roles these agents can play. Therefore, the problem posed in this work is how social agents who has received an immigrating agent and the immigrating agent himself will know and learn one another's roles. Three role identification mechanisms, and the comparison between them and their adaptation to migration types as well are developed. The three mechanisms are the following: i) Role Identification by means of presentation protocol:a language of protocol description (LPD) and a specification of presentation protocol in this LPD are proposed. The agents who use this mechanism can rapidly identify each other, however they need know a number of 'local' social information, which can be very restrictive to the migrating agent. ii) Role identification by means of observation and classification: this solution tries to classify the observed agent as a role out of set of definite roles. In this set, the roles are described by means of interactional processes (IP). Therefore, the notion of IP was developed. Two ways to proceed the role classification were developed: to build the agent's especification departing from the observation of their actions and to check whether this especification belongs to a set of pre-defined roles; and to check whether the agent's behavior fits the possible executions to some predefined roles. This mechanism is more adequate to open societies and has good precision in the result presented, but, the agent's role identification can last longer. iii) Role Identification by means of intention and plans recognition: this mechanism is based on the existence of a relationship between intentions and roles. By departing from the agent's observed actions, his plan, intention, consequently, his role is recognized. Therefore an induced plan procedure was implemented. This mechanism is also adequate to open societies, however, the identification, though satisfactory, is not always totally correct. These three mechanisms were tested in simulated situations in a kind of Producer- Consumer Society implementation in which each one's characteristics could be verified.

A Inteligência Artificial Distribuída traz uma série de novas perspectivas para a computação quando considera sistemas heterogêneos, adaptativos, evolutivos, continuamente em funcionamento e abertos. Estes sistemas, chamados de sociedades, apresentam tais características por permitirem que seus componentes, chamados de agentes, migrem entre sociedades, isto é, agentes podem sair e entrar em sociedades. Sociedades abertas permitem a migração dos agentes e coloca dois tipos de problemas para o agente que está migrando: problemas de linguagem e interação, que concernem ao uso de expressões usadas e à maneira como as interações são organizadas na nova sociedade; e, problemas de conhecimento e atuação, que se referem à como um agente irá se comportar a fim de realizar justamente aquilo que a sociedade espera dele. Este trabalho se atem aos problemas de conhecimento e atuação. Para que os agentes da sociedade possam cooperar e coordenar suas ações, é necessário que tenham conhecimento das capacidades, habilidades, desejos e planos dos outros agentes. Grande parte do conhecimento a respeito dos outros pode ser extraído dos papéis que estes podem assumir na sociedade. Assim sendo, o problema colocado para este trabalho é como os agentes da sociedade que receberam o agente imigrante e o próprio agente imigrante conhecerão/aprenderão os papéis uns dos outros. São desenvolvidos três mecanismos de identificação de papéis, bem como a comparação entre eles e sua adequação a tipos de migração. Os três mecanismos são os seguintes: i) Identificação de papéis por protocolo de apresentação: é proposta uma linguagem de descrição de protocolos (LDP) e uma especificação de protocolo de apresentação nesta LDP. Os agentes que utilizam este mecanismo conseguem se identificar com rapidez, porém necessitam conhecer várias informações “locais” da sociedade, o que pode ser muito restritivo para um agente migrante. ii) Identificação de papéis por observação e classificação: esta solução procura classificar o agente observado em um papel de um conjunto prédefinido de papéis. Neste conjunto, os papéis são descritos por meio de processos de interação (PI). Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Foram desenvolvidas duas formas de proceder a classificação: construir uma especificação do agente a partir da observação das suas ações e verificar se esta pertence ao conjunto pré-definido de papéis; e, verificar se o comportamento do agente confere com as execuções possíveis para algum dos papéis pré-definidos. Este mecanismo é mais adequado para sociedades abertas e tem boa precisão no resultado apresentado, porém, a identificação do papel de um agente pode ser demorada. iii) Identificação de papéis por reconhecimento de intenções em planos: este mecanismo baseia-se na existência de uma relação entre intenções e papéis. A partir das ações observadas para o agente, procura-se saber qual seu plano, sua intenção e, conseqüentemente, seu papel. Para isto foi implementado um procedimento de indução de planos. Este mecanismo também é adequado para sociedades abertas, no entanto, a identificação, embora satisfatória, nem sempre é completamente correta. Estes três mecanismos foram testados em simulações numa implementação da sociedade Produtor - Consumidor, onde puderam ser comprovadas as características de cada um. / Distributed Artificial Intelligence brings a number of new perspectives to Computing Science when heterogeneous, adaptative and evolutive systems, those under functioning and open, are taken into consideration. These systems, named societies, present these characteristics because they allow their components, named agents, to migrate within societies, that is, agents are allowed to enter and to leave societies. Agents' migration brings two kinds of problems to the migrating agent: language and interaction problems both related to the use of used expressions and to the way the interactions are organized in the new society; and, knowledge and performance problems refering to the way the agent will behave in order to accomplish exactly what society expects him to do. This work is limited to knowledge and performance problems. In order to cooperate and coordinate their actions, the society's agents need to learn about the capabilities, abilities wishes and plans of other agents. A great part of knowledge of others can be extracted from the social roles these agents can play. Therefore, the problem posed in this work is how social agents who has received an immigrating agent and the immigrating agent himself will know and learn one another's roles. Three role identification mechanisms, and the comparison between them and their adaptation to migration types as well are developed. The three mechanisms are the following: i) Role Identification by means of presentation protocol:a language of protocol description (LPD) and a specification of presentation protocol in this LPD are proposed. The agents who use this mechanism can rapidly identify each other, however they need know a number of 'local' social information, which can be very restrictive to the migrating agent. ii) Role identification by means of observation and classification: this solution tries to classify the observed agent as a role out of set of definite roles. In this set, the roles are described by means of interactional processes (IP). Therefore, the notion of IP was developed. Two ways to proceed the role classification were developed: to build the agent's especification departing from the observation of their actions and to check whether this especification belongs to a set of pre-defined roles; and to check whether the agent's behavior fits the possible executions to some predefined roles. This mechanism is more adequate to open societies and has good precision in the result presented, but, the agent's role identification can last longer. iii) Role Identification by means of intention and plans recognition: this mechanism is based on the existence of a relationship between intentions and roles. By departing from the agent's observed actions, his plan, intention, consequently, his role is recognized. Therefore an induced plan procedure was implemented. This mechanism is also adequate to open societies, however, the identification, though satisfactory, is not always totally correct. These three mechanisms were tested in simulated situations in a kind of Producer- Consumer Society implementation in which each one's characteristics could be verified.

Orientador: Fernando Antônio Campos Gomide / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Walter_IgorAlexandre_D.pdf: 1762436 bytes, checksum: 257485271a6580f86b0b466799ceff14 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Sugerimos uma abordagem evolutiva para o projeto de estratégias de interação em sistemas multiagentes, especialmente estratégias de oferta modeladas como sistemas baseados em regras nebulosas. O objetivo é a aprendizagem das estratégias de oferta em leilões em modelos em que a base de conhecimento sofre evolução para melhorar o desempenho dos agentes atuando em um ambiente competitivo. Dados para aprendizagem e otimização das estratégias são raros em ambientes competitivos como os leilões. Introduzimos um modelo de sistema genético fuzzy (GFS) cujos operadores genéticos utilizam uma representação de tamanho variável do cromossomo e uma relação hierárquica estabelecida através do fitness dos indivíduos, em um esquema que explora e explota o espaço de busca ao longo das gerações. A evolução de estratégias de interação permite a descoberta de comportamentos dos agentes previamente desconhecidos e inesperados, permitindouma análise mais rica dos mecanismos de negociação e seu papel como protocolo de coordenação. A aplicação da abordagem proposta no mercado de energia elétrica permite a simulação destes mercados através da evolução de estratégias de oferta (bidding) em leilões de energia. A reestruturação destes mercados nas economias contemporâneas apresenta novos desafios e oportunidades, uma vez que não há consenso sobre qual seria sua melhor organização. A evolução da estrutura organizacional destes mercados salienta a falta de discernimento sobre as principais questões a serem analisadas e levadas em consideração. Argumenta-se que a abordagem econômica neoclássica se mostra limitada na análise dos efeitos da reestruturação e no estudo do comportamento dos agentes econômicos competindo nos mercados de energia elétrica reestruturados. Apresentamos uma arquitetura computacional inspirada na Economia Computacional baseada em Agentes que permite a modelagem, estudo e simulação destes mercados. Aplicamos ferramentas de inteligência computacional adequadas à concepção dos agentes participantes nos mercados de energia e que podem ser estendidas a outros mecanismos de mercado e negociação. Os mercados de energia elétrica são sistemas complexos habitados por agentes econômicos com interesse próprio que interagem entre si. Concluímos que é natural modelar e simular estes mercados como sistemas multiagentes. A evolução de estratégias de oferta permite a descoberta de comportamentos que auxiliam na tomada de decisão de um participante e na avaliação do mecanismo de negociação por parte de seus projetistas / Abstract: We suggest an evolutionary approach to design interaction strategies for multiagent systems, focusing on strategies modeled as fuzzy rule-based systems. The aim is to learn models represented by evolving knowledge bases to achieve agents' performance improvement when playing in a competitive environment. In competitive situations data for learning and tuning are rare and rule bases must jointly evolve with the databases. We introduce an evolutionary algorithm whose operators use variable length chromosome, a hierarchical relationship among individuals through fitness, and a scheme that successively explores and exploits the search space along generations. Evolution of interaction strategies uncovers unknown and unexpected agent behaviors and allows a richer analysis of negotiation mechanisms and their role as a coordination protocol. An application concerning an electricity market illustrates the effectiveness of the approach and allows to simulate the market through evolutionary bidding strategies. The restructuring process of power markets raises new challenges and opportunities, since there is no consensual market architecture. The evolution of the power industry organization shows a lack of insight about the issues to be addressed and taken into account. Several authors have considered the available tools based on the neoclassical economics theory a limited approach to analyze the effects of the industry restructuring and to study economical agents behavior participating in a restructured electricity market. We present Artificial Economy Multiagent System (AEMAS), a computational architecture inspired on Agent-based Computational Economics (ACE) that allows to model, study and simulate a power market. We apply Computational Intelligence tools to conceive the market agents that we expect could be extended to other negotiation environments. A power market is a complex system populated by self interested economical agents that interact. We conclude that it is feasible to model and simulate these markets on a multiagent system based approach. The evolution of bidding strategies allows to uncover new and unexpected behaviors that help to address the negotiation mechanism analysis by its designers and to support a market player decision process / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica