A prática deliberada de corrida promove uma melhora no padrão de movimento do corredor, porém ainda é incerto quais são as contribuições da experiência de corrida na mecânica do corpo. No curso de dar luz a essas contribuições nos deparamos com uma questão básica anterior: o que é um corredor experiente? Apesar de existir uma regra dos \"dez anos\" de prática para se tornar especialista, não há uma definição clara do que é ser experiente em corrida e, quantificar o nível da experiência é uma tarefa desafiadora. Uma alternativa para essa tarefa envolve a criação de um sistema de apoio à decisão para classificação do fenômeno utilizando um sistemas linguísticos fuzzy. O uso desses sistemas é indicado para tratar de fenômenos com características de incerteza de identificação. Os objetivos do estudo foram: (i) desenvolver um sistema de apoio à decisão para a classificação da experiência do corredor de longa distância não federado por meio de um modelo fuzzy; e (ii) desenvolver uma prova que avalie a capacidade do corredor em controlar o ritmo durante a corrida, como forma de qualificar a experiência nessa modalidade. Para o primeiro objetivo, dois subsistemas tipo Mamdani foram desenvolvidos a partir do julgamento de três técnicos especialistas em corrida. No primeiro subsistema as variáveis linguísticas de frequência e volume de treino foram combinadas tendo como saída conjuntos que definiram a qualidade da prática. O segundo subsistema combinou à saída do 1º sistema, o número de provas e o tempo de prática e determinou o nível de experiência em corrida, em cinco conjuntos de saída. Os resultados do modelo foram altamente consistentes com a avaliação dos três especialistas em corrida que o criaram (r > O,88, p < O,OOl) e altamente consistentes com a avaliação de cinco outros especialistas (r > O,86, p < O,OOl). Para o segundo objetivo, como os especialistas descreveram de forma contundente que o controle de ritmo durante a corrida é uma característica presente e marcante em corredores experientes, desenvolvemos uma prova para testar essa capacidade do corredor e para que esta ferramenta pudesse ser utilizada como padrão de comparação com os resultados da avaliação do modelo fuzzy. Duas provas de 1000 m e 3200 m foram desenvolvidas. A primeira foi aplicada em 100 e a segunda em 42 corredores de longa distância não federados, onde tinham um tempo alvo para completar a prova baseado no tempo da última prova de 5km ou 10km que tivessem realizado. Os tempos parciais foram mensurados a cada 200m para identificar o ritmo. Foi possível identificar algumas distribuições de ritmo típicas ao longo dos testes, todavia, elas não se relacionaram com o nível de experiência dos corredores, o mesmo ocorreu entre o grau de acurácia em reproduzir os tempos solicitados e o nível de experiência. No geral, pode-se dizer que a classificação de experiência baseada num sistema fuzzy foi consistente como se pode depreender do grau de correlação do modelo com os julgamentos dos especialistas. A ausência de relações significantes entre o modelo e o controle de ritmo pode ser atribuída ao segundo, já que não há consenso na literatura sobre qual seria um teste de ritmo objetivo, fidedigno e válido. O controle de ritmo por si já está imbuído de um grau de incerteza (várias combinações temporais levam ao mesmo resultado final) o que corrobora com a utilização da lógica fuzzy para o entendimento do fenômeno e demanda estudos específicos. É importante destacar que a aplicação do modelo permitiu identificar que um alto nível de experiência não está balizado pela \"regra dos 10 anos de prática\" o que provavelmente tem a ver com o tipo de atividade estudada aqui, depende de uma habilidade mais motora e menos cognitiva. Isso indica que na corrida há outros fatores balizadores, como a frequência e o volume de treinos e a participação em provas. O sistema fuzzy de apoio a decisão para classificação do nível de experiência do praticante de corrida de fundo mostrou-se capaz de identificar e classificar a experiência em corrida com confiabilidade / The deliberate practice of running enhances the runner\'s movement pattern, but it is yet uncertain what are the contributions of running experience to body mechanics. In the course to unravel such contributions one is faced with a more basic question: what is an experienced runner? In spite of the well known rule of \"ten years of practice\" to become an expertise, there is no clear definition of what it is to be an experienced runner, hence to quantify the experience levei is a challenging task. One alternative to this task entails the development a system to support decision-making to classify the phenomenon using Fuzzy Linguistic Systems. The use of such systems is indicated to deal with phenomena that have an uncertain characterization because its identification allows different configurations. The goals of the study were: (i) to develop a fuzzy decision support system for classifying the running experience of non- elite long distance runners; (ii) to develop a running test to assess the runner\'s ability to pace control during running and that might be associated to experience levels. For the first goal, two Mamdani subsystems were developed from the judgements of three expert running coaches. In the first subsystem, the linguistic variables of training frequency and volume were combined and the output defined the quality of running practice. The second subsystem determined the running experience levei from the five output sets of the first subsystem combined with the number of races and practice time. The results of the model were highly consistent with the evaluation done by the three expert running coaches who created it (r > O,88, p < O,OOl) as well as with that of other five expert running coaches (r > O,86, p < O,OOl). For the second goal, considering that the running experts were quite confident that pace control is a marked ability of experienced runners, a running test was developed to assess the runner\'s ability to exert such control and that might be a reference for comparison with the experience levei defined by the fuzzy system based classification. Two running tests, 1000 and 3200 meters races, were developed and applied in a sample of 142 non-elite long distance runners in which they had a goal time to complete the test based on their personal last time in 10km or 5km races. Splits times we-re taken at each 200 m to identify the pace. Although it was possible to identify some typical pace distributions in the tests, they were not correlated to experience levels and also to the accuracy with which the goal time were attained. Overall, the classification of running experience based in a fuzzy system was consistent as one considers the degree of correlation between the model and the judgments made by the expert coaches. The lack of correlation with the pace control might be due to the fact that the test might not be appropriated. There is no consensus in the literature about what would be an objective, reliable and valid running pace control testo Pace control is in itself an uncertain process (many temporal combinations can yield the same final result) which agrees with the use fuzzy logic to unravel it, hence it warrants a set of particular investigations. It is important to remark that with the application of the model it was possible to verify that a high running experience levei is not constrained by \"the ten years of practice\" rule, which is likely to related to the activity studied here. This indicates that in running there are other constraints for experience such as training frequency, volume and participation in races. The fuzzy decision support system to classify the experience levei of the non-elite long distance runner proved to be capable to identify and classify the running experience with reliability

Hoje, cada vez mais empresas empreendem uma busca desenfreada por eficiência produtiva em suas operações, sendo que essa eficiência será vital para a sobrevivência dessas empresas em um mercado cada vez mais competitivo. Com isso, fez-se necessário o desenvolvimento de técnicas que ajudassem na análise e avaliação da eficiência produtiva de empresas. Essas técnicas, chamadas genericamente de técnicas de análise de eficiência produtiva, são divididas em duas categorias: (a) as paramétricas (que constroem uma função) e (b) as não-paramétricas (que realizam cálculos empíricos por meio de uma fronteira de eficiência) sendo que, dentre as técnicas não-paramétricas de análise de eficiência, podemos citar a análise por envoltória de dados (DEA) e a técnica dos números índices. O principal objetivo deste trabalho é identificar as principais técnicas não-paramétricas de análise de eficiência produtiva existentes na literatura e descobrir suas principais dimensões, equações, modelos, perspectivas e atualizações, para depois compará-las, vendo em quais situações cada técnica responde melhor. Para tal, foi realizada uma revisão dos principais conceitos ligados a essas técnicas e foi construído um sistema especialista que sistematiza o processo de escolha dentre as várias técnicas, modelos e perspectivas de análise de eficiência produtiva encontradas. Com esse trabalho espera-se obter uma compilação das principais técnicas de análise eficiência não-paramétricas existentes na literatura, que possa ajudar gestores e acadêmicos que porventura vierem a estudar ou aperfeiçoar essas técnicas. / Today, more and more companies undertak a search for unbridled productive efficiency in its operations being that, this efficiency will be vital to the survival of these companies in an increasingly competitive market. With this, made it necessary to the development of techniques that help in the analysis and evaluation of the productive efficiency of firms. These techniques, known generally how techniques of the productive efficiency\'s analysis, are divided into two categories: (a) the parametric (which build a function) and (b) the non-parametric (which perform calculations empirical through a border of efficiency) being that, among the non-parametric techniques for the analysis of efficiency, we can cite the data envelopment analysis (DEA) and the technique of index numbers. The main objective of this work is to identify the main non-parametric techniques of productive efficiency´s analysis existing in the literature and discover its main dimensions, models, equations, perspectives and updates, and then compare them, seeing in which situations each technique responds better. For this, a review was undertaken of the main concepts related to these techniques and built a system specialist that systematize the process of choosing among the various techniques, models and prospective of productive efficiency\'s analysis found. With this work expect itself to get a compilation of the main techniques nonparametric of analysis of efficiency that existing in the literature, which can help managers and academics who will come to study or perhaps refine these techniques.

A existência de novas condições econômicas e de trabalho tem conduzido as empresas a uma modernização de técnicas e metodologias para a resolução de problemas em Engenharia de Produção. Embora seja rápido o surgimento de novas ferramentas de informática e haja uma grande preocupação, no sentido de empregar a informática como suporte à tomada de decisões, o que se tem notado é que a utilização dos computadores nas empresas não tem sido feita na plenitude de suas possibilidades, ou seja, os usuários (especialmente os engenheiros) fazem uso de programas especialistas para chegarem a decisões isoladas e, posteriormente, transferem os resultados obtidos para outros aplicativos e/ou realização das análises. Este trabalho desenvolveu estudos multidisciplinares que envolvem as novas ferramentas oferecidas pelos avanços da Informática e pelos modernos conceitos de administração e otimização de processos, estudados em Engenharia de Produção. Tais estudos foram direcionados para a obtenção de resultados práticos que possam ser rapidamente aplicados nas empresas brasileiras, ou seja, dentro do contexto financeiro-tecnológico nacional. Estas pesquisam procuraram documentar qual é o formato do sistema, para que sejam capazes de facilitar e automatizar o planejamento da produção de uma indústria ou de uma empresa de serviços. Pretendeu-se, assim, registrar os conceitos e filosofias necessários para se construir uma ferramenta para otimização de processos produtivos que resolva, ou atenue, eventuais problemas causados por restrições nadisponibilidade de recursos (equipamento, mão-de-obra, material e tempo) ou de outra natureza. / The existence of new economic and work conditions has been driving the companies to a modernization of techniques and methodologies for resolution of problems in Production Engineering. Although be fast the appearance of new computer science tools and there be a great concern in the sense of using the computer science as support to the taking of decisions, which one has been noticing is that the use of the computers in the companies has not been made in the fullness of its possibilities, that is to say, the users (especially the engineers) make use of expert programs for they arrive to isolated decisions, and later, they transfer the results obtained for another applications and/or accomplishment of the analyses. This research developed multidisciplinaries studies involving the new tools offered by the progresses of the Computer Science and by the modern administration concepts, and optimization of processes studied by the Production Engineering. Such studies were addressed for the obtaining of practical results that they can be quickly applied in the Brazilian companies, that is to say, inside the national financial-technological context. Those researches tried to document which is the format of the system, so that they are capable to facilitate and to automate the planning of the production of an industry or company of services. It was intended like this to register the concepts and necessary philosophies to build a tool for optimization of productive processes that it solves, or attenuate, eventual problems caused by restrictions in the readiness of resources (equipment, work-hand, material and time) or by another nature.

Com o objetivo de desenvolver eficientemente sistemas conexionistas úteis para a solução de problemas do mundo real, se faz necessária a utilização de ferramentas que facilitem a manipulação de diversos aspectos envolvidos na construção destes sistemas tais como: topologia, métodos e parâmetros de treinamento, processamento de dados de entrada/saída e análise de resultados e desempenho. Nesta dissertação será apresentado um ambiente que utiliza uma arquitetura cliente/servidor para desenvolvimento de sistemas conexionistas denominado Servidor Aniel. Serão detalhados os módulos que compõem o servidor em termos funcionais e quais as necessidades das aplicações clientes para sua utilização.

Sistemas de suporte a decisão são utilizados em cenários com incertezas. Uma decisão normalmente é auxiliada por resultados obtidos com ações passadas em problemas semelhantes. Quando um sistema de suporte a decisão incorpora conhecimento específico de uma área, estes recebem o nome de sistemas especialistas. Tal conhecimento especifico é utilizado para inferência juntamente com as informações de entrada a respeito do problema. O objetivo deste trabalho é a avaliação e modelagem de sistemas de auxílio a decisão, foram analisadas duas abordagens para um mesmo problema alvo, sendo uma de gerenciamento do problema e outra de detecção do problema. A abordagem de gerenciamento utiliza redes Bayesianas para modelagem, tanto do conhecimento específico quanto para a inferência. As variáveis utilizadas, as relações de dependência e as probabilidades condicionais entre as variáveis foram extraídas da literatura. A abordagem de detecção do problema utilizou imagens para extração de características seguida de um algoritmo de agrupamento para comparação com a classificação de um especialista. Uma das áreas de aplicação de sistemas especialistas é na área clínica, podendo auxiliar tanto na detecção, diagnóstico e tratamento de doenças. A cárie dental é um problema generalizado que afeta a maioria das pessoas, tanto em países ricos, como em países pobres. Existem poucos sistemas para auxílio no processo de diagnóstico da cárie, sendo a maior parte dos sistemas existentes determinísticos, focando apenas na detecção da lesão. O sistema de gerenciamento da cárie desenvolvido foi apresentado a dois profissionais da odontologia, a opinião deles mostra que está abordagem é promissora e aplicável em campos como a educação e a atenção básica a saúde. Além da apresentação aos profissionais, foram utilizados casos bem estabelecidos da literatura para analisar as sugestões fornecidas pela Rede, e o resultado foi coerente com o cenário real de tomada de decisão. A metodologia de detecção da cárie resultou em um alto valor de acurácia, 96.88%, mostrando que tal metodologia é promissora em comparação com outros trabalhos da área. Além da contribuição para a área de informática odontológica, os resultados mostram que a extração da estrutura e das probabilidades condicionais da rede a partir da literatura é uma metodologia que pode ser utilizada em outras áreas com cenário similar ao do diagnóstico da cárie. Nos próximos passos do projeto alguns pontos referentes a modelagem de sistemas e redes Bayesianas serão analisados, como escalabilidade e testes de validação, tanto quantitativamente como qualitativamente, isto inclui o desenvolvimento de métodos computacionalmente efetivos para a geração de casos aleatórios utilizando o Método de Monte Carlo / Decision support systems are used in uncertainty scenarios; normally a decision is choose using similar problems actions results. Decision support systems could incorporate specific knowledge; such systems are called expert systems. The specific knowledge is used for inference about the problem scenario. This work objective is the evaluation and modeling of decision support systems, we analyzed two distinct approaches for the same problem, one for detection, another for management. The management approach uses Bayesian networks for modeling the specific knowledge and the inference engine. The variables choice, the dependences relationship and the conditional probabilities were extracted from the scientific literature. The detection approach used images and feature extraction to perform a clustering and compare the output labels with a specialist classification. One application of expert systems is clinical, supporting diseases detection, diagnosis and treatment. Dental caries is a generalized problem that affects major part of the population, few systems exists for support the caries diagnostic process, the major part is deterministic, focusing only the detection problem. The caries management system developed here was shown to two odontology professionals, and they opinion encourage such approach to be applied in fields like odontology education and basic health. Beyond this, we used well-established cases to analyze the network output suggestions, the result obtained was coherent with the real decision making scenario. The caries detection approach resulted in a high accuracy, 96.88%, showing that methodology is promising. Besides the contribution for dental informatics field, the results obtained here shows that the extraction of the network structure from the literature could be used in problems similar with caries diagnoses. The project next steps are to analyze some points of systems modeling and Bayesian networks, like scalability and validation tests, both quantitative and qualitative, and including the development of computational effectives methods for the use of Monte Carlo methodology

Esta tese assumiu a premissa de que a neuropatia periférica é um sinal de piora da diabetes, além de levantar a questão de que estudos prévios sobre a biomecânica da marcha de diabéticos não têm distinguido os graus de progressão da diabetes nos grupos estudados. Neste contexto, não é possível identificar as diferenças nos padrões de geração da marcha entre estágios precoces e avançados da diabetes. Esta identificação poderia facilitar a intervenção terapêutica precoce nestes pacientes, o que poderá impedir a formação de úlceras e amputações recorrentes subseqüentes. Assim, apresentamos ao longo desta tese, três estudos para investigar a natureza das supostas alterações na marcha (estudo 1) e no descer escadas (estudo 2) de diabéticos, assim como para propor uma forma de classificar a progressão da diabetes levando em consideração as incertezas de fronteiras entre os subgrupos de neuropatas, por meio de um sistema especialista fuzzy (estudo 3). Os estudos 1 e 2 foram feitos com os mesmos três grupos: indivíduos diabéticos (GD) e diabéticos neuropatas (GDN) diagnosticados clinicamente e indivíduos saudáveis (GC). Para a avaliação cinemática e cinética do membro inferior foram utilizadas câmeras infravermelhas e uma plataforma de força durante o andar no plano e descendo uma escada. O cálculo dos momentos articulares de membro inferior foi feito por meio do método da dinâmica inversa. Os principais resultados do estudo 1 mostraram que independente da presença da neuropatia, os pacientes diabéticos exibiram uma maior flexão das três principais articulações do membro inferior e um importante uso da articulação do quadril como uma estratégia cinética de progressão do corpo à frente, em substituição ao tornozelo, que mostrou ser a articulação mais prejudicada. Os principais resultados do estudo 2 indicaram as mesmas mudanças significativas no padrão cinemático do tornozelo durante a fase de propulsão, mesmo na ausência da neuropatia. No entanto, não houve diferença nos padrões cinéticos entre os estágios iniciais e avançados da doença, mas mostraram a mesma tendência observada no estudo 1 de alteração do padrão cinético de quadril para se adaptar às perdas distais nos neuropatas. No estudo 3, desenvolvemos um modelo para classificação da severidade da neuropatia diabética. O modelo fuzzy apresentou um nível de concordância adequado com a classificação feita por especialistas, e também mostrou uma alta precisão na avaliação de pacientes reais que foram submetidos à avaliação do modelo. O modelo foi capaz de simplificar e separar os pacientes em quatro diferentes graus de severidade, o que pode melhorar a eficácia de medidas preventivas, bem como para oferecer uma melhor ajuda para os profissionais de saúde no tratamento destas doenças e suas complicações. Como conclusão geral temos que os grupos diabéticos estudados exibiram comportamentos biomecânicos durante o andar no plano e descendo degraus que são muitas vezes parecidos entre si (GD e GDN), poucas vezes diferentes entre si, mas na maioria das vezes bem distintos do grupo não diabético (GC), indicando que a questão da progressão não se esclareceu completamente ao separamos de maneira crisp os grupos em diabético e diabético neuropata. As perdas sensitivo-motoras-autonômicas impostas pela diabetes não podem ser subestimadas, uma vez que parecem ter início ainda quando a neuropatia não foi diagnosticada. Uma correta classificação do paciente pode antecipar a detecção dos níveis menos severos da doença, evitando esperar que os pacientes apresentem perdas irreversívies para inicar uma intervenção clínica eficaz e preventiva para preservar a locomoção independente destes pacientes / This study assumed the premise that the peripheral neuropathy is a sign of worsening of diabetes, as well as raising the issue that previous studies on the biomechanics of gait in diabetics do not have distinguished the degree of progression of diabetes in both groups. Therefore, it is not possible to identify differences in patterns of gait generation between early and advanced stages of diabetes. This identification would facilitate early therapeutic intervention in these patients, which could prevent the formation of recurrent ulcers and subsequent amputations. We present throughout this thesis, three studies to investigate the nature of the alleged changes in gait (study 1) and stair descent (study 2) of diabetics, and to propose a way to classify the progression of diabetes, taking into account the uncertainties of boundaries between the subgroups of neuropathy through a fuzzy expert system (study 3). Studies 1 and 2 were performed with the same three groups: diabetics (GD) and diabetic neuropathic (GDN) diagnosed clinically and healthy subjects (CG). For the kinematic and kinetic evaluation of the lower limb, we used infrared cameras and a force plate during walking on a level walkway (10 m) and descent a staircase. The calculation of net joint moments of the lower limb was performed using the method of inverse dynamic. The main results of Study 1 showed that, regardless of the presence of neuropathy, diabetic patients exhibited a greater flexion of the three major joints of the lower limb and an important use of the hip joint as a kinetic strategy of progression the body forward, replacing the ankle, which proved to be the most affected joint. The main results of Study 2 showed the same significant changes in the pattern of the ankle kinematics during propulsion phase, even in the absence of neuropathy. However, there was no difference between the kinetic patterns in early and advanced stages of the disease, but showed the same trend observed in the Study 1: a change in the kinetic pattern of the hip to adapt de locomotion to distal loss in neuropathic subjects. In Study 3, the model developed for classification of severity of diabetic neuropathy showed an adequate level of agreement with the classification of experts, and also showed a high accuracy in the evaluation of real patients who underwent to the evaluation of the model. The fuzzy model was able to simplify and separate the patients into four different degrees of severity, which can improve the effectiveness of preventive strategies as well as to offer a better assistance to health professionals in the management of this disease. It is concluded that the studied diabetic groups exhibited biomechanical behavior during walking and descend stairs that are often similar to each other (GD and GDN), a few times different from each other, but most often very different from the non-diabetic group (GC), indicating that the issue of progression was not fully understood separating the groups in a crisp way as diabetic and diabetic neuropathic subjects. The sensory, motor and autonomic losses imposed by the diabetes can not be underestimated, since they seem to appear when the neuropathy is not diagnosed yet. A correct classification of the patient can anticipate the detection of less severe levels of the disease and avoid that the patients show an irreversible loss to start an effective intervention and preventive strategies to keep the independent locomotion of these patients

É importante que as redes elétricas tenham altos índices de confiabilidade, de forma a se manter a agilidade e a manutenção ideais para um melhor funcionamento. Por outro lado, o crescimento inesperado da carga, falhas em equipamentos e uma parametrização inadequada das funções de proteção tornam a análise de eventos de proteção mais complexas e demoradas. Além disso, a quantidade de informações que pode ser obtida de relés digitais modernos tem crescido constantemente. Para que seja possível uma rápida tomada de decisão e manutenção, esse projeto de pesquisa teve como objetivo a implementação de um sistema completo de diagnóstico que é ativado automaticamente quando um evento de proteção ocorrer. As informações a serem analisadas são obtidas de uma base de dados e de relés de proteção, via protocolo de comunicação IEC 61850 e arquivos de oscilografia. O trabalho aborda o sistema Smart Grid completo incluindo: a aquisição de dados nos relés, detalhando o sistema de comunicação desenvolvido através de um software com um cliente IEC61850 e um servidor OPC e um software com um cliente OPC, que é ativado por eventos configurados para dispará-lo (por exemplo, atuação da proteção); o sistema de pré-tratamento de dados, onde os dados provenientes dos relés e equipamentos de proteção são filtrados, pré-processados e formatados; e o sistema de diagnóstico. Um banco de dados central mantém atualizados os dados de todas essas etapas. O sistema de diagnóstico utiliza algoritmos convencionais e técnicas de inteligência artificial, em particular, um sistema especialista. O sistema especialista foi desenvolvido para lidar com diferentes conjuntos de dados de entrada e com uma possível falta de dados, sempre garantindo a entrega de diagnósticos. Foram realizados testes e simulações para curtos-circuitos (trifásico, dupla-fase, dupla-fase-terra e fase-terra) em alimentadores, transformadores e barras de uma subestação. Esses testes incluíram diferentes estados do sistema de proteção (funcionamento correto e impróprio). O sistema se mostrou totalmente eficaz tanto no caso de disponibilidade completa quanto parcial de informações, sempre fornecendo um diagnóstico do curto-circuito e analisando o funcionamento das funções de proteção da subestação. Dessa forma, possibilita-se uma manutenção muito mais eficiente pelas concessionárias de energia, principalmente no que diz respeito à prevenção de defeitos em equipamentos, rápida resposta a problemas, e necessidade de reparametrização das funções de proteção. O sistema foi instalado com sucesso em uma subestação de distribuição da Companhia Paulista de Força e Luz. / It is important that electrical networks have high levels of reliability in order to maintain the ideal agility and maintenance for better functioning. On the other hand, the often unexpected load growth, failures of protectionrelated equipment and inadequate parameterization of protection functions make the analyses of protection events more complex and time-consuming. Besides, the amount of information that can be retrieved from modern digital relays is constantly increasing. In order to aid a quick decision-making and maintenance practices, this research project aimed to implement a complete diagnosis system that is automatically activated whenever a protection-related event occurs. Information to be analyzed is obtained from a database and from the protection relays, via IEC 61850 communication protocol and oscillography files. The full smart grid system is addressed, including: the data acquisition and communication system developed through a software with an IEC61850 client and an OPC server and another software with an OPC client, which is activated by set triggering events (e.g. protection tripping); the data pre-processing system, in which the data is filtered, preprocessed and formatted; and the diagnostic system. A central database maintains updated all the data. For the diagnostic system, conventional algorithms and artificial intelligence techniques are applied; particularly, an expert system is implemented. The expert system was designed to deal with different sets of input information and uses different techniques to deal with a possible lack of data, always ensuring the delivery of diagnoses. Tests and simulations were performed for short-circuits (three-phase, phase-to-phase, double-phase-to-ground and phase-to-ground) on feeders, transformers and bus bars of a substation. These tests included different states of the protection system (proper functioning and malfunctioning). The diagnostic system proved to be fully effective under both complete and partial availability of information, always providing the fault diagnosis and the analysis of the protection functions. In brief, the system enables a much more efficient maintenance to power distribution utilities, especially when preventing equipment malfunctioning, quick responses towards system problems and the need to re-define some protection functions are required. It was successfully installed in a distribution substation of Companhia Paulista de Força e Luz, a Brazilian power distribution utility.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-18T13:12:39Z No. of bitstreams: 1 49c.pdf: 7911969 bytes, checksum: 0676e3d66dd0b95277c5a1fef4af7376 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-18T13:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 49c.pdf: 7911969 bytes, checksum: 0676e3d66dd0b95277c5a1fef4af7376 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O constante aumento no volume de informações em diversas áreas do conhecimento, via produção de material bibliográfico, multimídia e web, fruto dos avanços de pesquisas e estudos científicos, tem gerado um problema que é o gerenciamento e integração da informação de diferentes fontes. Com isso, a busca desses conhecimentos acaba tornando-se complexa e custosa, visto o volume de informações em alguns domínios de conhecimento. No entanto, esse conhecimento é de grande importância aos especialistas para raciocinar e chegar a conclusões que são utilizadas em tomadas de decisão ou como meio de solucionar problemas do domínio. Com base nessas necessidades, essa dissertação propõe um sistema de auxílio à classificação que tem como meta, oferecer funcionalidades que permitam aos usuários especialistas realizar a manutenção de informações de um domínio na base de conhecimento e a disseminação dela entre os usuários do sistema, por meio de consultas e/ou sugestões acerca do conhecimento resultante. Onde os resultados apresentados pelo sistema, gerados por meio de um motor de inferência, são baseados em Sistemas Especialistas, que busca construir raciocínios a partir de informações que o usuário possui sobre as observações do cenário do domínio. Juntamente com o sistema de inferência é proposto a associação de imagens relacionadas ao conhecimento, como forma de ilustrar as informações e descrições, e algoritmos de Processamento de Imagens para a redução da subjetividade nos casos de dúvida em relação às características visuais do estudo de caso, visto a falta de definições discretas de algumas informações que descrevem o conhecimento. Como estudo de caso para demonstrar a aplicabilidade do sistema proposto, o trabalho foi focado no domínio da paleontologia, mais especificamente na classificação de espécies de Ostracodes, organismos que representam grande importância para a identificação de fontes petrolíferas. Como resultado do trabalho obteve-se um sistema robusto e genérico, permitindo o armazenando de um grande volume de informações, separado pela área do conhecimento e subdividido por domínios de trabalho. Avaliações realizadas com usuários demonstram a efetividade da ferramenta e apontaram para a evolução de funcionalidades. / The constant increase in the volume of information of several areas of knowledge, through the production of bibliographic, multimedia and web material, is a result of advancements of research and scientific studies, and has led to issues regarding the management and integration of it. Therefore, the search for this knowledge becomes complex and difficult, considering the amount of information in some domains. However, this knowledge shows great importance to experts, who can analyze this information and use it to reach conclusions that are used in decision making or as a way for solving specific problems. Based on these requirements, this dissertation proposes a system to aid classification task, aiming to provide functionalities that allow the expert to maintain domain information in a knowledge base. Also, it is possible to disseminate this information to the others users through searches and/or suggestions, presenting information about the resulting knowledge. The results presented by the system are generated by an inference engine based on Expert Systems, which seeks to produce reasoning from users information about the domain. Along with the inference system is proposed a combination of images related to the knowledge as a way of illustrating the information and descriptions. Also, Image Processing algorithms are employed to reduce subjectivity in cases of uncertainty, regarding the visual characteristics of the case of study, considering the lack of discrete definitions for some information that describe the knowledge. A system was proposed for integrating the Expert Systems and Image Processing techniques. As a way to demonstrate the system applicability, a pertinent problem of paleontology domain focused in classification of Ostracodes species, which have great importance to petroleum exploration, was developed. The system was validated with users and experts that highlight its contribution: able to concentrate and store a big volume of information of many domains, incorporating support decision by image processing, and to be precise to map the expert knowledge. The experts cited as a major contribution that the system represents an application destined to inexperienced users, like students and novice researchers, used in the learning/training process.

O presente trabalho descreve a aplicação de um modelo híbrido para sistemas especialistas em um problema de tomada de decisão, do tipo classificatório. O modelo híbrido para sistemas especialistas, denominado SECOX-HI, foi desenvolvido utilizando-se dois mecanismos de representação de conhecimento. O conhecimento é representado por um conjunto de estruturas de dados relacionais e por redes neurais. As estruturas de dados relacionais permitem uma representação flexível e compreensível do conhecimento do domínio, enquanto que as redes neurais possibilitam a automação da aquisição de conhecimento, a partir de uma base de casos, e a implementação do aprendizado indutivo. O modelo de redes neurais utilizado foi o Modelo Neural Combinatório (MNC), capaz de realizar o aprendizado heurístico através de reconhecimento de padrões observados. A metodologia de construção de grafos de conhecimento foi utilizada para capturar o conhecimento dos especialistas sobre o domínio da aplicação. Adicionalmente, os conceitos da lógica nebulosa foram empregados para modelar as variáveis nebulosas do domínio da aplicação, bem como para definir a função de pertinência dos conjuntos nebulosos relacionados a essas variáveis. A metodologia de aquisição de conhecimento e a fase de engenharia de conhecimento são detalhadas no trabalho, assim como a determinação das variáveis nebulosas e os conjuntos nebulosos associados. O modelo híbrido para sistemas especialistas, SECOX-HI, foi aplicado no problema de detecção de regime de operação do reservatório da usina hidroelétrica de Passo Real, no sistema hidroelétrico Jacuí, na companhia estadual de energia elétrica do Estado do Rio Grande do Sul (CEEE). Para a validação do SECOX-HI, montaram-se três versões da base de conhecimento. A primeira versão, Bl, contém os casos de ocorrências históricas levantados no centro de operações do sistema. A segunda versão, B2, foi montada a partir dos grafos de conhecimento colhidos dos especialistas. A terceira versão da base de conhecimento, B3, constituí-se numa base híbrida, formada por porções das versões Bl e B2. Também, para efeito de validação do sistema, foi montada uma base de testes. A base de testes é composta por 30 ocorrências, aleatóriamente selecionadas. A versão Bl do sistema concluiu corretamente 29 (96. 7 %) dos 30 diagnósticos da base de testes. A versão B2 do sistema concluiu corretamente 22 (73.4 %) dos 30 casos apresentados, e a versão híbrida do sistema, B3, concluiu corretamente 27 (90 %) dos 30 casos apresentados. Pelos resultados obtidos na validação do modelo, pode-se verificar a eficiência do formalismo híbrido na representação do conhecimento; a eficiência e aplicabilidade de modelos de redes neurais para a implementação de métodos de aquisição automática de conhecimento, principalmente quando existe um banco de casos disponível para o treinamento da rede neural; a aplicabilidade da tecnologia de sistemas especialistas no suporte à decisão. Como principais contribuições deste trabalho, pode-se destacar a i aplicação da lógica nebulosa numa situação real, para a interpretação e modelagem de conceitos imprecisos; a utilização e validação de uma metodologia para aquisição de conhecimento, baseada em grafos; a especificação e aplicação de um modelo computacional que incorpora a explicitação automática de conhecimento, via registros de ocorrências históricas, e o aprendizado indutivo, pelo refinamento do conhecimento armazenado nas redes neurais. / This dissertation describes the application of a hybrid model for classification expert systems in a decision making environment. The hybrid model for expert systems, named SECOX-HI, employs two knowledge representation mechanism. The knowledge is represented by a set of relational data structures and neural networks. The relational data structures provide flexible and comprehensible constructs for modeling the domain knowledge. The neural networks provide the means for automatic knowledge acquisition, by a case database, and enable the implementation of machine learning techniques. The Combinatorial Neural Model (CNM) was the architecture chosen for the neural network environment. These model is characterized by its capacity of learning through the recognition of regularities observed in the outside world. The methodology used for knowledge acquisition was the construction of knowledge graphs, extracted from the domain experts. In addition, the fuzzy logic concepts was used to model the fuzzy variables of the application domain, as well as to define the membership functions of the fuzzy sets related to these variables. The knowledge acquisition methodology, the knowledge engineering phase and the especification of the fuzzy variables are fully discussed. The SECOX-HI system was applied at classification of operation states of the floodgates movements from a reservoir in a hydroeletric company named CEEE (Companhia Estadual de Energia Elétrica Rio Grande do Sul). To validate SECOX-HI system, three vers10ns of the knowledge base were consructed. The first version, Bl, was automatically created based on the training of the case database. The case database is formed by records of historicals occurrences retrieved from the databases of the eletric company, CEEE. The second version, B2, is based upon the knowledge graphs extracted from experts in operation of floodgates. The third version, B3, is a hybrid version formed by parts of knowledge base version Bl and B2. To validate these three versions of the knowledge base, 30 cases were randomly selected from the same database that originated the case database, excluding ali cases that had already been previously selected. Version Bl gave 29 (96,7%) correct diagnoses out of 30; version B2 gave 22 (73,4%) correct diagnoses and version B3 gave 27 (90 ,0%) correct diagnoses. These results point to the efficiency of the hybrid formalism to the knowledge representation, the efficiency and applicability of neural networks models to implement the automatic knowledge acquisition methods, mainly when there is a case database available for training the neural model. The results also showed the applicability of expert systems in the role of a decision support tool. The main contribuitions of this research are the application of fuzzy logic m a real world problem to interpret and model imprecise concepts; the using and validation of a knowledge acquisition methodology based on knowledge graphs; the design and application of a computational model that provides automatic knowledge I acquisition by a case database and inductive learning through the refinement of the neural network knowledge.

Sistemas biológicos, médicos e epidêmicos apresentam vários tipos de incertezas inerentes aos seus processos. Muitas dessas incertezas tem sido tratadas de forma eficiente com modelos estatísticos e Bayesianos. Todavia, essas áreas ainda carecem de estruturas matemáticas que possibilitem o tratamento das incertezas não-estatísticas típicas de alguns desses sistemas. Além disso, a utilização de termos linguísticos para expressar uantitativamente as variáveis é muito comum em algumas dessas áreas. Assim, devido às suas características, a lógica fuzzy se apresenta como uma teoria adequada para tratar alguns desses problemas. O objetivo dessa tese foi desenvolver aplicações da teoria de conjuntos fuzzy a problemas da biomedicina. O nosso desafio foi propor caminhos, buscar maneiras, de realizar uma junção efetiva dessa teoria com as ´áreas citadas, principalmente a epidemiologia. Foram elaborados oito trabalhos, onde vários aspectos dessa teoria foram abordados, tais como: modelos linguísticos fuzzy estáticos e dinâmicos, processos de decisão fuzzy, probabilidade de eventos fuzzy, relações fuzzy e a utilização do princípio de extensão na construção de regras fuzzy. Concluímos que a teoria de conjuntos fuzzy pode auxiliar no tratamento de muitos problemas de cunho epidemiológico, bem como sistemas diagnóstico. Mostramos também que ela pode trabalhar de forma efetiva em processos de decisão de Saúde Pública. Alguns sistemas podem, potencialmente, ajudar os médicos no diagnóstico e prognóstico de doenças, principalmente na ausência de especialistas. Os modelos linguísticos estáticos funcionaram muito bem, entretanto, dificuldades quanto aos modelos dinâmicos precisam ainda ser superadas. Discutimos também o papel do especialista na elaboração de modelos fuzzy em epidemiologia e propomos um método para elaboração de modelos menos dependentes. Todos os trabalhos apresentaram bons resultados, estimulando a continuidade das pesquisas nessa área. / Biological, medical and epidemic systems present several types of inherent uncertainties to its processes. Many of these uncertainties have been treated in an efficient way with statistical and Bayesian models. Though, these areas still lack of mathematical structures that make possible the treatment of the non-statistical uncertainties typical of some of these systems. Besides, the use of linguistic terms to express quantitatively the variables is very common in these areas. So, due to its features, the fuzzy logic comes as an appropriate theory to treat some of these problems. The aim of this thesis was to develop applications of the fuzzy logic theory to problems of biomedicine. Our challenge was to propose paths, to look for ways, of accomplishing an effective junction off this theory with the mentioned areas, mainly with epidemiology. Eight works were elaborated, where several aspects of this theory were approached, such as: static and dynamic fuzzy linguistic models, fuzzy decision making, probability of fuzzy events, fuzzy relations and the use of extension principle in the construction of fuzzy rules. We conclude that the fuzzy logic theory can aid in the treatment of many epidemiological problems, as well as diagnostic systems. We also show that it can work effectively in decision making processes of Public Health. Some systems can, pottentially, help the physicians in the diagnosis and prognostic of diseases, mainly in the specialists absence. The static linguistic models worked well, however, difficulties concerning the dynamic models still need to be overcome. We also discuss the specialists role in the elaboration of fuzzy models in epidemiology and propose a method for elaboration of less dependent models. All the works presented good results, stimulating the continuity of the researches in this area.