Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rolim, Carlos Oberdan
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/150041
Resumo: Cidades Inteligentes são sistemas urbanos que usam as Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) para tornar a infraestrutura e os serviços públicos de uma cidade mais interativos, acessíveis e eficientes aos seus habitantes. Com isso, surge a necessidade de proporcionar novos tipos de serviços que busquem auxiliar na organização da cidade, no bem-estar das pessoas e auxiliem a melhorar a governança da cidade. Nesse contexto, o Sensoriamento Urbano é um paradigma emergente, situado no escopo de Cidades Inteligentes, que combina a ubiquidade de smartphones e de diferentes tipos de sensores para coletar dados que retratam diferentes aspectos da cidade. Um aspecto importante nesse processo de sensoriamento é a transmissão dos dados coletados para serem processados por um sistema centralizado remoto. Isso demanda uma ampla e constante cobertura de infraestrutura de rede de comunicação, fato que nem sempre é possível. As Redes Oportunistas surgem como uma alternativa complementar e inovadora para situações como essa, onde as aplicações precisam transmitir dados porém a infraestrutura de rede é intermitente ou mesmo inexistente. Entretanto, com o uso de Redes Oportunistas, as aplicações além de herdarem os seus benefícios também herdam os desafios existentes na área relacionados à tomada de decisão de encaminhamento das mensagens. Dessa forma, a presente tese busca responder ao questionamento de como intensificar a disseminação de conteúdo e o encaminhamento de mensagens em aplicações de Sensoriamento Urbano que fazem uso de Redes Oportunistas como paradigma complementar de comunicação. Para isso é proposto o Situs, um componente de software baseado em Redes Oportunistas que utiliza Sensibilidade à Situação com vistas à proatividade nas tomadas de decisões de roteamento para com isso intensificar a entrega de mensagens. Ele emprega Lógica Fuzzy para a compreensão da situação e uma rede neural chamada Echo State Network (ESN) para efetuar a projeção de situações. Os resultados experimentais demonstraram que a sua performance supera algumas das principais iniciativas existentes na literatura. Por fim, pode-se concluir que ele é capaz de preencher as lacunas do estado da arte apresentadas durante o desenvolvimento da tese sendo capaz de proporcionar um comportamento proativo com o uso de Sensibilidade à Situação.
id URGS_465d7de642f569359aee9c8274543dd7
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/150041
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Rolim, Carlos OberdanGeyer, Claudio Fernando Resin2016-12-10T02:20:42Z2016http://hdl.handle.net/10183/150041001008003Cidades Inteligentes são sistemas urbanos que usam as Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) para tornar a infraestrutura e os serviços públicos de uma cidade mais interativos, acessíveis e eficientes aos seus habitantes. Com isso, surge a necessidade de proporcionar novos tipos de serviços que busquem auxiliar na organização da cidade, no bem-estar das pessoas e auxiliem a melhorar a governança da cidade. Nesse contexto, o Sensoriamento Urbano é um paradigma emergente, situado no escopo de Cidades Inteligentes, que combina a ubiquidade de smartphones e de diferentes tipos de sensores para coletar dados que retratam diferentes aspectos da cidade. Um aspecto importante nesse processo de sensoriamento é a transmissão dos dados coletados para serem processados por um sistema centralizado remoto. Isso demanda uma ampla e constante cobertura de infraestrutura de rede de comunicação, fato que nem sempre é possível. As Redes Oportunistas surgem como uma alternativa complementar e inovadora para situações como essa, onde as aplicações precisam transmitir dados porém a infraestrutura de rede é intermitente ou mesmo inexistente. Entretanto, com o uso de Redes Oportunistas, as aplicações além de herdarem os seus benefícios também herdam os desafios existentes na área relacionados à tomada de decisão de encaminhamento das mensagens. Dessa forma, a presente tese busca responder ao questionamento de como intensificar a disseminação de conteúdo e o encaminhamento de mensagens em aplicações de Sensoriamento Urbano que fazem uso de Redes Oportunistas como paradigma complementar de comunicação. Para isso é proposto o Situs, um componente de software baseado em Redes Oportunistas que utiliza Sensibilidade à Situação com vistas à proatividade nas tomadas de decisões de roteamento para com isso intensificar a entrega de mensagens. Ele emprega Lógica Fuzzy para a compreensão da situação e uma rede neural chamada Echo State Network (ESN) para efetuar a projeção de situações. Os resultados experimentais demonstraram que a sua performance supera algumas das principais iniciativas existentes na literatura. Por fim, pode-se concluir que ele é capaz de preencher as lacunas do estado da arte apresentadas durante o desenvolvimento da tese sendo capaz de proporcionar um comportamento proativo com o uso de Sensibilidade à Situação.Smart cities are urban systems that uses Information and Communication Technologies (ICTs) to make infrastructure and public services in a more interactive, accessible and efficient city to its inhabitants. With this comes the need to provide new types of services that seeks to assist in the organization of the city, the well-being of people and assist to improve the governance of the city. In this context, urban sensing is an emerging paradigm, sited in the Smart Cities scope, combining the ubiquity of smartphones with the capability of measuring o sensors to collect data that depict different aspects of the city. This ecosystem consists of different types of mobile and fixed devices orchestrated by a computational architecture that encompass the full sensing process. An important aspect of this process is the transmission of data collected for processing by a remote central system. This requires a broad and constant coverage of communication network infrastructure, a fact that is not always possible. The Opportunistic Networks emerge as an innovative and complementary alternative for situations like this where the applications needs to transmit data but the network infrastructure is intermittent or unavailable. However, using Opportunistic Networks, applications as well as inherit its benefits also inherit the existing challenges in the area related to decision-making of messages forwarding. Thus, this thesis seeks to answer the question of how to improve the dissemination of content and message routing of urban sensing applications that makes use of Opportunistic networks as complementary communication paradigm. Therefore, it proposes Situs, a software component based on Opportunistic Networks that uses Situation Awareness towards a proactivity in making routing decisions. For such task, it applies fuzzy logic for situation comprehension and a king of neural network called Echo State Network (ESN) for situation projection. The results of the experiments showed that their performance outperforms some existent initiatives in literature. Finally, we argue it fullfills the gaps of state of art presented in this thesis and could provide a proactive behaviour with usage of situation awareness.application/pdfporSensoriamento remoto : Planejamento urbanoComunicacao : DadosSmart citiesUrban sensingOpportunistic networksSituation awaressComputational intelligenceUso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbanoUse of situation awareness in opportunistic networks to improve data communication of social sensing applications info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de InformáticaPrograma de Pós-Graduação em ComputaçãoPorto Alegre, BR-RS2016doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL001008003.pdf001008003.pdfTexto completoapplication/pdf5975142http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/150041/1/001008003.pdf503a81b301528c269acc45af59707bf9MD51TEXT001008003.pdf.txt001008003.pdf.txtExtracted Texttext/plain386639http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/150041/2/001008003.pdf.txt251854f5dada42fca3b0ec27508bc3cbMD52THUMBNAIL001008003.pdf.jpg001008003.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1067http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/150041/3/001008003.pdf.jpg1eb11085389b56062054d65bbb86b0e7MD5310183/1500412018-10-30 07:52:52.763oai:www.lume.ufrgs.br:10183/150041Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532018-10-30T10:52:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Use of situation awareness in opportunistic networks to improve data communication of social sensing applications
title Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
spellingShingle Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
Rolim, Carlos Oberdan
Sensoriamento remoto : Planejamento urbano
Comunicacao : Dados
Smart cities
Urban sensing
Opportunistic networks
Situation awaress
Computational intelligence
title_short Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
title_full Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
title_fullStr Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
title_full_unstemmed Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
title_sort Uso de sensibilidade à situação em redes oportunistas para intensificar a comunicação de dados em aplicações de sensoriamento urbano
author Rolim, Carlos Oberdan
author_facet Rolim, Carlos Oberdan
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Rolim, Carlos Oberdan
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Geyer, Claudio Fernando Resin
contributor_str_mv Geyer, Claudio Fernando Resin
dc.subject.por.fl_str_mv Sensoriamento remoto : Planejamento urbano
Comunicacao : Dados
topic Sensoriamento remoto : Planejamento urbano
Comunicacao : Dados
Smart cities
Urban sensing
Opportunistic networks
Situation awaress
Computational intelligence
dc.subject.eng.fl_str_mv Smart cities
Urban sensing
Opportunistic networks
Situation awaress
Computational intelligence
description Cidades Inteligentes são sistemas urbanos que usam as Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) para tornar a infraestrutura e os serviços públicos de uma cidade mais interativos, acessíveis e eficientes aos seus habitantes. Com isso, surge a necessidade de proporcionar novos tipos de serviços que busquem auxiliar na organização da cidade, no bem-estar das pessoas e auxiliem a melhorar a governança da cidade. Nesse contexto, o Sensoriamento Urbano é um paradigma emergente, situado no escopo de Cidades Inteligentes, que combina a ubiquidade de smartphones e de diferentes tipos de sensores para coletar dados que retratam diferentes aspectos da cidade. Um aspecto importante nesse processo de sensoriamento é a transmissão dos dados coletados para serem processados por um sistema centralizado remoto. Isso demanda uma ampla e constante cobertura de infraestrutura de rede de comunicação, fato que nem sempre é possível. As Redes Oportunistas surgem como uma alternativa complementar e inovadora para situações como essa, onde as aplicações precisam transmitir dados porém a infraestrutura de rede é intermitente ou mesmo inexistente. Entretanto, com o uso de Redes Oportunistas, as aplicações além de herdarem os seus benefícios também herdam os desafios existentes na área relacionados à tomada de decisão de encaminhamento das mensagens. Dessa forma, a presente tese busca responder ao questionamento de como intensificar a disseminação de conteúdo e o encaminhamento de mensagens em aplicações de Sensoriamento Urbano que fazem uso de Redes Oportunistas como paradigma complementar de comunicação. Para isso é proposto o Situs, um componente de software baseado em Redes Oportunistas que utiliza Sensibilidade à Situação com vistas à proatividade nas tomadas de decisões de roteamento para com isso intensificar a entrega de mensagens. Ele emprega Lógica Fuzzy para a compreensão da situação e uma rede neural chamada Echo State Network (ESN) para efetuar a projeção de situações. Os resultados experimentais demonstraram que a sua performance supera algumas das principais iniciativas existentes na literatura. Por fim, pode-se concluir que ele é capaz de preencher as lacunas do estado da arte apresentadas durante o desenvolvimento da tese sendo capaz de proporcionar um comportamento proativo com o uso de Sensibilidade à Situação.
publishDate 2016
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-12-10T02:20:42Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2016
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/150041
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001008003
url http://hdl.handle.net/10183/150041
identifier_str_mv 001008003
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/150041/1/001008003.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/150041/2/001008003.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/150041/3/001008003.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 503a81b301528c269acc45af59707bf9
251854f5dada42fca3b0ec27508bc3cb
1eb11085389b56062054d65bbb86b0e7
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1810085385731047424