00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IC
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Tipo: Dissertação
Título: Multivariate modeling to handle urban air pollution data observed trough vehicular sensor networks
Autor(es): Vasconcelos, Israel Loureiro Cavalcante
Primeiro Orientador: Aquino, André Luiz Lins de
metadata.dc.contributor.referee1: Cabral, Raquel da Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Albuquerque, Édler Lins de
Resumo: Este trabalho apresenta uma avaliação interdisciplinar analisando o monitoramento da qualidade do ar em ambientes urbanos. Este tipo de aplicação se enquadra adequadamente sob o paradigma das redes de sensores sem convencionais. No referido contexto, um conjunto robusto e diversificado de soluções vem sendo desenvolvido a medida que são aprimorados os recursos tecnológicos. A aplicação de modelagem proposta aproveita-se das Redes de Sensores Veiculares (VSN) ao incorporar nós sensores ao transporte público, utilizando no presente caso de estudo as linhas de ônibus disponíveis de modo que os veículos dispersem a atividade de amostragem pelos diferentes locais visitados durante seu percurso. Simultaneamente, as restrições de gerenciamento de energia, dimensões da embalagem (tamanho e peso) e problemas gerais de manutenção também são aliviadas. É realizada uma modelagem ambiental com base em dados reais considerando o comportamento multivariado temporal e espacial dos fenômenos observados. Consideramos a cidade de São Paulo em nosso estudo de caso e analisamos os dados meteorológicos para criar um mapa multivariado a partir das amostras, expondo o comportamento de cinco diferentes poluentes atmosféricos (CO, O3, PM10 , NO2 e SO2) simultaneamente variando em função do tempo. O arcabouço de modelagem proposto contempla os processos de tratamento dos dados de entrada, que apresentam informações não formatadas ou ausentes devido a serem originados por sensores reais, além da criação do mapa mencionado acima. Nossa metodologia aborda: 1) a simulação ambiental e urbana anteriormente mencionada, 2) distribuição dos nós sensores móveis e realização do processo de detecção, 3) implementação das atividades de rede e entrega de dados coletados, 4) visualização do ambiente monitorado com base em dados coletados, usando Diagramas de Voronoi para preencher dados em branco em áreas não atingidas. Por fim, alguns desdobramentos de nosso trabalho, na área de pesquisa, são a avaliação de desempenho em nível de sistema e suas restrições operacionais por meio de uma simulação baseada em eventos, levando em consideração uma descrição detalhada de estradas, linhas de ônibus, itinerários de veículos e informações gerais de tráfego.
Abstract: This work presents an interdisciplinary assessment that looks in-depth at the tracking of air quality in urban environments. This kind of application is well suited to be approached with wireless sensor networks’ paradigm in their overall variations. Therefore a robust and diverse set of solutions have been developed following the technology capabilities advance. The proposed modeling application takes advantage of Vehicle Sensor Networks (VSN) by embedding sensor nodes to public transportation, addressing this study case with bus lines so that the mobiles spread the sampling activity through a large number of different places visited during the route. Simultaneously, it alleviates power management restrictions, packaging dimensions (size and weight), and general maintenance issues. We perform environmental modeling based on real data considering a temporal and spatial multivariate behavior on observed phenomena. We consider the city of São Paulo in our case study and parse the asserted data to create a multivariate map of samples, showing the behavior of five different air pollutants (CO, O3, PM10, NO2 and SO2) simultaneously while it also varies in time. The current development stage covers handling processes over input data that has unformatted or missing information due to being sourced from real sensors and creating the map mentioned above. Our methodology addresses: 1) the mentioned environmental simulation, 2) deploying mobile sensor nodes and perform sensing process, 3) implement network activity and delivery of collected data, 4) visualization of monitored environment based on gathered data using Voronoi Diagrams to fill blank data at non reached areas. Finally, some outspread of our work, in the research area, are the evaluation system-level performance and operational constraints through an eventbased simulation, taking into account a detailed description of roads, bus lines, vehicle itineraries, and general traffic information.
Palavras-chave: Modelagem ambiental
Rede de sensores – Veículos
Análise multivariada
Environmental modeling
Vehicle sensor networks
Multivariate data analysis
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional de Conhecimento
Citação: VASCONCELOS, Israel Loureiro Cavalcante. Multivariate modeling to handle urban air pollution data observed trough vehicular sensor networks. 33 f. 2023. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional de Conhecimento) – Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional de Conhecimento, Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/10811
Data do documento: 29-jan-2021
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