Utilização de acelerômetros em uma rede de sensores sem fios de alta qualidade para monitoramento de trens

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Anjos, Eudisley Gomes dos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19533
Resumo: Quality attributes such as speed, reliability, safety and convenience are the essential and decisive factors for the attractiveness of the services provided in urban trains. Meeting these criteria requires an emphasis on rail automation and optimal utilization of available resources. In way to obtain success in automation, real-time information is required from all trains in order to control them efficiently and safely. This work aims at the definition of methods and techniques of highly precise and low cost measurement of acceleration using accelerometers in a ZigBee network for urban trains, and, the evaluation of the information of these devices as a way to validate the possibility of creation of classification models. These techniques should provide an improvement and finalization of the RailBee project. The RailBee consists of a WSN based on the IEEE 802.15.4 standard, composed of embedded remote modules in the vehicles, fixed routers arranged in the roads and base modules for reception of the data. The use of an accelerometer allows the monitoring and evaluation of several measures, among them: speed, acceleration and position, besides other estimates such as: energy efficiency, driver profiles and other techniques that help predictive maintenance. Monitoring takes place in real-time over the Internet and covers a large number of vehicles traveling on permanent roads, increasing traffic efficiency and safety and reducing operating costs. The technology used provides that several quality attributes are ensured, such as: high availability, security in data transmission through standardized protocols, modularity of the architecture and easiness of maintenance. In addition, since this project presents a greater autonomy, greater precision and lower cost of both implantation and maintenance, it emerges as an innovative alternative to the current methods used in the world for urban trains monitoring, generally based on GPS, transmission by satellite or by cellular network. As a means of proving the advantages of such technology, IA techniques and algorithms were applied to demonstrate the feasibility of creating a model to classify instances of values obtained from the accelerometers and gyroscopes.
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This work aims at the definition of methods and techniques of highly precise and low cost measurement of acceleration using accelerometers in a ZigBee network for urban trains, and, the evaluation of the information of these devices as a way to validate the possibility of creation of classification models. These techniques should provide an improvement and finalization of the RailBee project. The RailBee consists of a WSN based on the IEEE 802.15.4 standard, composed of embedded remote modules in the vehicles, fixed routers arranged in the roads and base modules for reception of the data. The use of an accelerometer allows the monitoring and evaluation of several measures, among them: speed, acceleration and position, besides other estimates such as: energy efficiency, driver profiles and other techniques that help predictive maintenance. Monitoring takes place in real-time over the Internet and covers a large number of vehicles traveling on permanent roads, increasing traffic efficiency and safety and reducing operating costs. The technology used provides that several quality attributes are ensured, such as: high availability, security in data transmission through standardized protocols, modularity of the architecture and easiness of maintenance. In addition, since this project presents a greater autonomy, greater precision and lower cost of both implantation and maintenance, it emerges as an innovative alternative to the current methods used in the world for urban trains monitoring, generally based on GPS, transmission by satellite or by cellular network. As a means of proving the advantages of such technology, IA techniques and algorithms were applied to demonstrate the feasibility of creating a model to classify instances of values obtained from the accelerometers and gyroscopes.NenhumaAtributos de qualidade como velocidade, confiabilidade, segurança e conveniência são os fatores essenciais e decisivos para a atratividade dos serviços prestados nos trens urbanos. Atender estes critérios requer ênfase em automação ferroviária e utilização ótima dos recursos disponíveis. Para que a automação seja realizada com sucesso, é necessário informação em tempo real de todos os trens de forma a controlá-los com eficiência e segurança. Este trabalho tem como objetivo a definição de métodos e técnicas de medição de aceleração de alta precisão e baixo custo através de acelerômetros em uma rede ZigBee para trens urbanos e a avaliação das informações destes dispositivos como forma de validar a possibilidade de criação de modelos de classificação. Essas técnicas devem proporcionar uma melhoria e finalização do projeto RailBee. O RailBee consiste de uma RSSF baseada no padrão IEEE 802.15.4, composta de módulos remotos embutidos nos veículos, roteadores fixos dispostos nas vias e módulos base para recepção dos dados. A utilização de um acelerômetro permite o acompanhamento e avaliação de diversas medidas, entre elas: velocidade, aceleração e posição, além de outras estimativas como: eficiência energética, características de condução e outras técnicas que auxiliam a manutenção preditiva. O monitoramento é realizado em tempo real através da Internet e abrange um grande conjunto de veículos que circulam em vias permanentes, aumentando a eficácia e segurança do tráfego e diminuindo custos de operação. A tecnologia utilizada garante que diversos atributos de qualidade sejam assegurados, tais como: alta disponibilidade, segurança na transmissão de dados através de protocolos padronizados, modularidade da arquitetura e facilidade de manutenção. Além disso, uma vez que este projeto apresenta uma maior autonomia, maior precisão e menor custo tanto de implantação como de manutenção, ele surge como uma alternativa inovadora frente aos atuais métodos empregados no mundo para monitoramento de trens urbanos, geralmente baseados em GPS, transmissão por satélite ou por rede celular. Como meio de comprovação das vantagens de tal tecnologia foram aplicadas técnicas e agoritmos de IA para demonstrar a viabilidade de criação de um modelo para classificação de instâncias de valores obtidos a partir do acelerômetro e giroscópio.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBBelo, Francisco Antôniohttp://lattes.cnpq.br/9462923096505763Anjos, Eudisley Gomes dos2021-02-21T23:41:15Z2021-02-102021-02-21T23:41:15Z2018-06-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19533porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-08-10T19:33:15Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/19533Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-08-10T19:33:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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