<p>U ovoj doktorskoj disertaciji ispitana je mogućnost prebacivanja Naprednog Distributivnog Menadžment Sistema (NDMS) zasnovanog na zajedničkoj operaciono tehnološkoj platformi na virtualno Cloud infrastrukturno okruženje. Prvo je odabrano tradicionalno NDMS rešenje zasnovano na fizičkoj računarskoj arhitekturi i identifikovani su funkcionalni blokovi. Zatim su profilirane njihove performanse prema četiri ključna resursa: procesor, operativna memorija, računarska mreža i stalna memorija. Dalje predloženo je virtualno rešenje zasnovano na Cloud infrastrukturi koje je verifikovano na dve zamišljene elektrodistributivne mreže realnih veličina (maloj i velikoj) i u dva testna scenarija (stabilnog stanja i visoke aktivnosti). Na kraju predstavljeni su rezultati testiranja koji pokazaju da se NDMS može prebaciti u virtualno Cloud okruženje bez negativnog uticaja na funkcionalne i nefunkcionalne zahteve NDMS rešenja.</p> / <p>This dissertation inspects the possibility of transferring the Advanced Distribution Management System (ADMS) based on a common operating technology platform to the virtual Cloud Infrastructure Environment. First, a traditional ADMS solution based on physical computing architecture was chosen and functional blocks were identified. Furthermore, their performances were profiled to four key resources: processor, operating memory, computer network, and storage. Then, virtual cloud-based solution was proposed based on Cloud infrastructure which is verified on two imaginary power distribution networks of real size (small and large) and in two test scenarios (steady state and high activity). Finally, the test results show that ADMS can be transferred to a virtual Cloud environment without adversely affecting the functional and non-functional requirements of the ADMS solution.</p>

<p>Predmet ove doktorske disertacije je analiza dinamičkog ponašanja<br />kotrljajnih ležaja primenom veštačkih neuronskih mreža. Na bazi<br />rezultata eksperimentalnog ispitivanja obučene su veštačke<br />neuronske mreže koje su sposobne da predvide amplitude brzine<br />vibracija ležaja. Vibracije koje ležaj generiše zavise od niza<br />uticajnih parametara koji se mogu podeliti na konstrukcione,<br />tehnološke i eksploatacione. Modeli dobijeni primenom veštačkih<br />neuronskih mreža određuju zavisnosti između uticajnih parametara i<br />amplituda brzine vibracija koje ležaj generiše. Validacija<br />neuronskih modela izvršena je na osnovu eksperimentalnih rezultata.<br />Analiziran je uticaj svakog parametra ležaja na amplitude brzine<br />vibracija u karakterističnim područjima frekvencija. U radu su<br />prikazani i rezultati međusobnog uticaja više parametara. Modelima<br />su dobijene preporučene vrednosti uticajnih parametara ležaja. Pri<br />analizi tehnoloških parametara uvedeni su: parametar ekvivalentne<br />površinske hrapavosti, parametar ekvivalentne valovitosti i<br />parametar ekvivalentnog odstupanja od kružnosti staza kotrljanja.<br />Novouvedeni parametri omogućavaju bolje razumevanje uticaja na<br />dinamičko ponašanje. U radu je pokazano da su neuronski modeli<br />sposobni da na osnovu parametara ležaja predvide klasu kvaliteta<br />ležaja.</p> / <p>The subject of this doctoral dissertation is the analysis of the dynamic<br />behavior of ball bearings using artificial neural networks. Based on the<br />results of the experimental test, artificial neural networks were trained to be<br />able to predict the amplitudes of the bearing vibration velocity. The vibrations<br />generated by the bearing depend on a number of influential parameters that<br />can be divided into construction, technological and exploitation. Models<br />obtained by applying artificial neural networks determined the dependences<br />between the influencing parameters and the amplitudes of the vibration<br />velocity generated by the bearing. Validation of neural models was<br />performed based on experimental results. The influence of each parameter<br />on the vibration velocity amplitudes in the characteristic frequency ranges<br />was analyzed. The paper also presents the results of the mutual influence of<br />several parameters. The models obtained the recommended values of the<br />influential bearing parameters. In the analysis of technological parameters,<br />the following parameters were introduced: the parameter of equivalent<br />surface roughness, the parameter of equivalent waviness and the parameter<br />of equivalent roundness error of raceways. The newly introduced parameters<br />provide a better understanding of the impact on dynamic behavior. The paper<br />shows that neural models are able to predict the bearing quality class based<br />on bearing parameters.</p>

<p>Problem velike količine emisije CO2 u atmosferi je međunarodno<br />prepoznat a Evropska unija je dokumentom &bdquo;Energetska mapa puta 2050<br />Evropske unije&ldquo; najviše doprinela u prepoznavanju i realizaciji mera<br />za njegovo sprovođenje. Jedan od ključnih segmenata dokumenta<br />predstavlja energetska politika. U ovoj tezi su prepoznati ključni<br />indikatori vezani za energetsku politiku, a zatim je formiran model<br />veštačkih neuronskih mreža koji je u stanju da predvidi emisiju CO2<br />do 2050. godine. Model je u mogućnosti da nauči funkcionisanje celog<br />sistema i omogućava simulaciju raznih scenarija energetske politike<br />kako bi se ispunio cilj da se što efikasnije i brže dođe do željenog<br />smanjenja emisija CO2.</p> / <p>The problem of high CO2 emission has been recognised internationally.<br />European Union has contributed the most to recognition and realization of<br />measures and actions, needed to solve this problem, by developing<br />document Energy Roadmap 2050. One of key segments of this document is<br />energy policy. In this thesis, key indicators for energy policy are found, after<br />which the artificial neural network model which is capable of CO2 emission<br />prediction by the year 2050 is formed. Model is capable of learning the whole<br />complex energy system and enables simularion of different energy policy<br />scenarios in order to reach the EU goal and decrease CO2 emission by the<br />year 2050 in most efficient and easiest way.</p>

<p>Istraživanja predstavljena u disertaciji imala su za cilj razvoj nove metode bazirane na dubokim konvolucijskim neuoronskim mrežama u cilju detekcije bolesti biljaka na osnovu slike lista. U okviru eksperimentalnog dela rada prikazani su dosadašnji literaturno dostupni pristupi u automatskoj detekciji bolesti biljaka kao i ograničenja ovako dobijenih modela kada se koriste u prirodnim uslovima. U okviru disertacije uvedena je nova baza slika listova, trenutno najveća po broju slika u poređenju sa javno dostupnim bazama, potvrđeni su novi pristupi augmentacije bazirani na GAN arhitekturi nad slikama listova uz novi specijalizovani dvo-koračni pristup kao potencijalni odgovor na nedostatke postojećih rešenja.</p> / <p>The research presented in this thesis was aimed at developing a novel method based on deep convolutional neural networks for automated plant disease detection. Based on current available literature, specialized two-phased deep neural network method introduced in the experimental part of thesis solves the limitations of state-of-the-art plant disease detection methods and provides the possibility for a practical usage of the newly developed model. In addition, a new dataset was introduced, that has more images of leaves than other publicly available datasets, also GAN based augmentation approach on leaves images is experimentally confirmed.</p>

<p>U disertaciji je predložen algoritam za proračun kratkih spojeva zasnovan na korelisanim intervalima. U savremenim distributivnim mrežama postoje različiti tipovi generatora koji proizvode električnu energiju iz energije obnovljivih izvora. Za takve generatore, kao i za potrošače, karakteristično je to što je njihova proizvodnja i potrošnja neizvesna. Predloženi algoritam u disertaciji uvažava te neizvesnosti, kao i korelacije između navedenih elemenata. Neizvesnosti su modelovane intervalima i direktno su uvažene u predloženom algoritmu za proračun kratkih spojeva. Algoritam je prvenstveno razvijen za proračun kratkih spojeva savremenih distributivnih mreža sa velikim brojem distribuiranih generatora i potrošača. NJime je moguće proračunavati režime sa kratkim spojevima distributivnih mreža velikih dimenzija, što je numerički verifikovano u disertaciji. Predloženim algoritmom se dobija režim distributivne mreže sa kratkim spojem koji je realističniji od režima dobijenih algoritmima sa determinističkim pristupom. Proračuni kao što su: koordinacija, podešenje i provera osetljivosti relejne zaštite, provera kapaciteta prekidača i osigurača, lokacija kvara itd. mogu na osnovu realističnijeg režima, dobijenog predloženim algoritmom, da daju kvalitetnije rezultate, što je numerički potvrđeno na primeru koordinacije prekostrujne zaštite</p> / <p>In this dissertation an algorithm for correlated intervals-based short-circuit calculation is<br />proposed. In modern distribution networks there are various types of generators that produce<br />electric energy from renewable energy resources. For these generators, as well as loads, uncertain<br />production and consumption is characteristic. The proposed algorithm in the dissertation deals<br />with above-mentioned uncertainties, as well as correlations among them. The uncertainties are<br />modeled with intervals and directly taken into account in the proposed algorithm for short-circuit<br />calculation. The algorithm is primarily developed for short-circuit calculation in modern<br />distribution networks with a great number of distributed generators and consumers. The proposed<br />algorithm enables calculation of short circuits states of large-scale distribution networks, which is<br />numerically verified in the dissertation. The proposed algorithm provides short circuit state of<br />distribution network which is more realistic than the one obtained with algorithms with<br />deterministic approach. Calculations such as: coordination, settings and sensitivity check of relay<br />protection, breaker and fuse capacity check, fault location, etc. can give better results, on the basis<br />of the more realistic state obtained by the proposed algorithm for short circuit calculation, which<br />is numerically confirmed by the example of coordination of overcurrent protection.</p>

<p>U disertaciji je predložen metod za proračun kompleksnih kratkih spojeva u aktivnim, neuravnoteženim distributivnim mrežama velikih dimenzija. Predloženim metodom je moguće proračunavati kompleksne kratke spojeve sa proizvoljno izabranim brojem čvorova i brojem faza zahvaćenih kratkim spojem, bez prethodnog komplikovanog izvođenja uslova kratkog spoja. Različiti kratki spojevi se definišu jednostavnom inspekcijom. Pored toga, svi elementi distributivne mreže su modelovani dovoljno preciznim modelima, uključujući i savremene distribuirane energetske izvore. Posebna pažnja je posvećena ovim elementima i izvođenju njihovoh modela pogodnim za proračune kratkih spojeva mreža velikih dimenzija, s obzirom da ti modeli do sada nisu bili razvijeni, a broj ovih uređaja u distributivnim mrežama je sve veći. Predloženim metodom je moguće proračunavati neuravnotežene sisteme u nesimetričnim režimima pre kratkog spoja, a proračun se vrši u domenu simetričnih komponenti. Ova činjenica čini predloženi metod izuzetno brzim i pogodnim za &ldquo;on-line mode&rdquo; distributivnog menadžment sistema. Numerički rezultati na nekoliko reprezentativnih mreža jasno prikazuju prednost predloženog metoda u odnosu na postojeće metode za proračune kratkih spojeva distributtivnih mreža.</p> / <p>In this dissertation a calculation method for quantifying the impact of complex short-circuits on active unbalanced distribution systems is proposed. Unlike previous distribution system short-circuit calculations, the proposed method is capable of solving complex short-circuits with an arbitrary number of faulted busses and phases, without predefining the boundary (fault) conditions. Different short-circuits are defined by simple inspection of these faults. Moreover, all distribution system elements are appropriately modeled and integrated in the proposed method, including electronically coupled distributed energy resources (DERs). The development of new models for these DERs, suitable for on-line calculations of large-scale systems, is specially stressed as these models have not been developed yet. Finally, the proposed calculation procedure is capable of solving unbalanced systems, including mutually coupled sections, in unsymmetrical pre-fault states, and it is performed in the sequence domain. This makes the proposed method particularly fast and suitable for online distribution system analysis. The computation results show the advantages of the proposed method relative to previous short-circuit calculation methods, regarding both the required calculation time and the accuracy.</p>

<p>U ovoj doktorskoj disertaciji je predstavljena je nova metoda za<br />detekciju propada napona, zasnovana na Rekurentnoj<br />neuronskoj mreži i analizi u harmonijskom domenu. Metoda je<br />namenjena za primenu u savremenim distributivnim mrežama<br />koje sadrže obnovljive izvore, i u skladu sa tim je optimizovana i<br />testirana. Pametna metoda postiže izuzetne rezultate u brzini<br />detekcije, sa prosečnim vremenom detekcije manjim od 1 ms, uz<br />izuzetnu pouzdanost (preko 97%). U doktorskoj disertaciji<br />dokazana je i druga hipoteza, a to je da je moguće predvideti<br />dubinu propada algoritmom zasnovanim na harmonijskoj analizi.</p> / <p>In this PhD thesis, a novel method for the detection of voltage dips<br />(sags), based on the Recurrent Neural Network and analysis in the<br />frequency domain, is presented. The method is intended for use in<br />the modern distribution grids that contains renewable sources, and<br />accordingly it is optimized and tested. The smart method achieves<br />exceptional results in detection speed, with an average detection<br />time of less than 1 ms and with high reliability (over 97%). In the<br />PhD thesis, another hypothesis is proved, which claims that is<br />possible to predict the depth of dip with algorithm based on the<br />harmonic analysis.</p>

<p>U fazi razvoja traktora upotrebom računarski podržanih simulacija, neophodan je odgovarajući model pneumatika. U radu je korišćenjem neuronskih mreža razvijen originalni empirijski model geometrijskog niskopojasnog filtriranja kratkotalasnih neravnina podloge koje vrši pneumatik. Razvoj modela baziran je na sopstvenim eksperimentalnim istraživanjima posmatranog aspekta ponašanja pneumatika. Model je integrisan u globalni oscilatorni model sposoban da opiše osnovne aspekte dinamičkog ponašanja taktorskih pneumatika.</p> / <p>During tractor development phase in which computer aided simulations are used, it is necessary to use appropriate tire model. Original empirical model of tractor tire low-pass geometric filtering behavior on short-wavelength road unevenness was developed in this work by using neural networks. Model development is based on author&#39;s experimental investigations. Model is integrated into global vibration tire model able to describe basic aspects of tractor tire dynamic behavior.</p>

<p>U bežičnoj mreži senzora i robota, senzorski moduli vrše nadzor<br />fizičkih veličina od značaja, a roboti imaju ulogu izvršilaca<br />zadataka koji im se dodeljuju primenom odgovarajućeg algoritma. Nakon<br />detekcije događaja od strane statičkih senzorskih čvorova i<br />prosleđivanja informacija o događajima robotima, potrebno je<br />dodeliti zadatke robotima na efikasan način. Dodela zadataka vrši<br />se u skladu sa prirodom različitih scenarija koji se mogu javiti u<br />praksi. U okviru disertacije razmatran je slučaj kada se konkurentno<br />javlja više događaja kojima je potrebno dodeliti izvršioce. U pogledu<br />energetske efikasnosti, u ovakvim sistemima kao ključni problemi<br />javljaju se minimizacija ukupne dužine kretanja robota i optimizacija<br />komunikacije u mreži. Od komunikacinih protokola za otkrivanje<br />izvršilaca, u ovoj disertaciji predstavljena su poboljšanja<br />postojećeg iMesh protokola i uveden je novi vCell protokol zasnovan na<br />lokalizovanom formiranju ćelija Voronoi dijagrama. Takođe,<br />upoređene su performanse novog protokola sa postojećim (pravougaoni<br />kvorum i iMesh) u gustim mrežama, retkim mrežama i mrežama sa<br />rupama u topologiji. Uz to, uvedeni su algoritmi za ažuriranje lokacije<br />kojima mreža reaguje na kretanje robota. Rezultati simulacija pokazuju<br />da vCell postiže efikasnost blizu 100% u nalaženju najbližeg robota u<br />gustim mrežama. U retkim mrežama, efikasnost mu je do 40% bolja u<br />odnosu na ostala rešenja.</p><p>Kao glavni rezultat u disertaciji prikazani su novi algoritmi za<br />dodelu robota kao izvršilaca zadataka događajima, čime su<br />prevaziđni nedostaci više do sada poznatih rešenja ovog problema.<br />Za zadati skup događaja i skup robota, svakom događaju dodeljen je po<br />jedan robot koji je zadužen za obilazak lokacije događaja. Tokom<br />pojedinačnih rundi, robotima je dozvoljen obilazak jednog događaja<br />kada se vrši uparivanje, ili više događaja, kada se vrši<br />sekvencijalna dodela. U distribuiranom slučaju, statički senzorski<br />uređaji detektuju događaje i prijavljuju ih obližnjim robotima.<br />Algoritam PDM koji se odnosi na unapređeno uparivanje sa mogućnošću<br />razmene partnera, eliminiše dugačke ivice koje se mogu javiti<br />prilikom uparivanja. Algoritam SQD za sekvencijalnu dodelu događaja<br />robotima iterativno pronalazi par robot-događaj sa najmanjim<br />međusobnim rastojanjem, uvrštava izabrani događaj u listu za oblazak<br />izabranog robota i ažurira poziciju robota. Takođe su predložene<br />generalizacije koje omogućavaju da događaji budu posećeni od strane<br />više robota i koje uzimaju u obzir vremenska ograničenja.<br />Distribuirani algoritam MAD, koji je zasnovan na iMesh<br />informacionoj strukturi i lokalnim aukcijama u robotskoj mreži,<br />vrši dodelu robota događajima na lokalizovan i energetski efikasan<br />način. Rezultati simulacija potvrđuju prednosti predloženih<br />algoritama u odnosu na postojeća rešenja, kako u pogledu skraćivanja<br />dužina putanja robota, tako i u produženju životnog vremena sistema.</p> / <p>In a typical wireless sensor and robot network, sensor nodes monitor physical<br />values of interest, while robots perform some automated tasks. The tasks are<br />assigned to robots by means of an appropriate algorithm. Upon the<br />occurrence of events which are detected by sensor nodes, the information<br />about the events needs to be delivered to robots. Afterwards, it is necessary<br />to assign tasks to robots in an efficient way. Task assignment is performed<br />according to the nature of different scenarios which might occur in practice.<br />This thesis is focused on the case when multiple events, all of which require<br />to be visited by robots, happen simultaneously. Regarding energy efficiency,<br />the key issues which arise in such systems are minimization of robot travel<br />paths, and optimization of the network traffic. In this thesis, the following<br />service discovery protocols are presented: improvements of the existing<br />iMesh protocol, and the novel vCell protocol, which is based on localized<br />formation of an information structure which resembles Voronoi diagram.<br />Furthermore, the performaces of new vCell protocol is compared with the<br />existing protocols (Quorum and iMesh) in dense networks, sparse networks,<br />and networks with holes in topology. Also, location update algorithms are<br />introduced, which deal with robot mobility. The simulations show that vCell<br />achieves nearly 100% success rate in finding the nearest robot in dense<br />networks. In sparse networks, it outperforms the other existing solutions by up<br />to 40%.<br />As a key contributtion, the novel dispatch lgorithms have been introduced.<br />Given a set of events and a set of robots, the dispatch problem is to allocate<br />one robot for each event to visit it. In a single round, each robot may be<br />allowed to visit only one event (matching dispatch), or several events in a<br />sequence (sequence dispatch). In a distributed setting, each event is<br />discovered by a sensor and reported to a robot. In this thesis, novel<br />algorithms are presented, whichh are aimed at overcoming the shortcomings<br />of several existing solutions. Pairwise distance based matching algorithm<br />(PDM) eliminates long edges by pairwise exchanges between matching pairs.<br />Sequence dispatch algorithm (SQD) iteratively finds the closest event-robot<br />pair, includes the event in dispatch schedule of the selected robot and<br />updates its position accordingly. When event-robot distances are multiplied by<br />robot resistance (inverse of the remaining energy), the corresponding energybalanced<br />variants are obtained. Also, generalizations are introduced which<br />handle multiple visits and timing constraints. Distributed algorithm MAD is<br />based on information mesh infrastructure and local auctions within the robot<br />network for obtaining the optimal dispatch schedule for each robot. The<br />simulations conducted confirm the advantages of our algorithms over other<br />existing solutions in terms of average robot-event distance and lifetime.</p>

<p>U tezi je analiziran problem kontrole pristupa u Smart Grid sistemima. Formalno je specificiran model kontrole pristupa za Smart Grid koji je zasnovan na unapređenju i proširenju RBAC modela i koji je usklađen sa aktuelnim zahtevima u elektroenergetskoj industriji. Postavljena je softverska arhitektura predloženog modela kontrole pristupa, čija je prototipska implementacija zatim integrisana u simuliranom Smart Grid okruženju.</p> / <p>This thesis discusses the challenges related to access control in Smart<br />Grid systems. A formal model for access control in the Smart Grid is<br />specified, extending the role-based access control (RBAC) model to be<br />in accordance with the existing security requirement in the power industry.<br />Based on the proposed access control model, software architecture was<br />developed and its prototype implementation is integrated in a Smart Grid<br />simulated environment.</p>