Software Platforms for Smart Cities: Concepts, Requirements, Challenges, and a Unified Reference Architecture

Making cities smarter help improve city services and increase citizens' quality of life. Information and communication technologies (ICT) are fundamental for progressing towards smarter city environments. Smart City software platforms potentially support the development and integration of Smart City applications. However, the ICT community must overcome current significant technological and scientific challenges before these platforms can be widely used. This paper surveys the state-of-the-art in software platforms for Smart Cities. We analyzed 23 projects with respect to the most used enabling technologies, as well as functional and non-functional requirements, classifying them into four categories: Cyber-Physical Systems, Internet of Things, Big Data, and Cloud Computing. Based on these results, we derived a reference architecture to guide the development of next-generation software platforms for Smart Cities. Finally, we enumerated the most frequently cited open research challenges, and discussed future opportunities. This survey gives important references for helping application developers, city managers, system operators, end-users, and Smart City researchers to make project, investment, and research decisions.Comment: Accepted for publication in ACM Computing Survey

NonpModelCheck: An R Package for Nonparametric Lack-of-Fit Testing and Variable Selection

We describe the R package NonpModelCheck for hypothesis testing and variable selection in nonparametric regression. This package implements functions to perform hypothesis testing for the significance of a predictor or a group of predictors in a fully nonparametric heteroscedastic regression model using high-dimensional one-way ANOVA. Based on the p values from the test of each covariate, three different algorithms allow the user to perform variable selection using false discovery rate corrections. A function for classical local polynomial regression is implemented for the multivariate context, where the degree of the polynomial can be as large as needed and bandwidth selection strategies are built in

Sure Independence Screening in the Presence of Data That is Missing at Random

Variable selection in ultra-high dimensional data sets is an increasingly prevalent issue with the readily available data arising from, for example, genome-wide associations studies or gene expression data. When the dimension of the feature space is exponentially larger than the sample size, it is desirable to screen out unimportant predictors in order to bring the dimension down to a moderate scale. In this paper we consider the case when observations of the predictors are missing at random. We propose performing screening using the marginal linear correlation coefficient between each predictor and the response variable accounting for the missing data using maximum likelihood estimation. This method is shown to have the sure screening property. Moreover, a novel method of screening that uses additional predictors when estimating the correlation coefficient is proposed. Simulations show that simply performing screening using pairwise complete observations is out-performed by both the proposed methods and is not recommended. Finally, the proposed methods are applied to a gene expression study on prostate cancer

ESTUDO Comparativo dos Aspectos Florísticos e Fitossociológicos das Restingas do Espírito Santo e da Salinidade no Crescimento Inicial de Canavalia Rosea (sw.) Dc.

RESUMO A Praia de Caraís, presente no Parque Estadual Paulo César Vinha, no Município de Guarapari/ES, contempla a formação halófila-psamófila estudada neste trabalho no aspecto florístico e fitossociológico. Os dados obtidos foram comparados com outros na literatura, referentes a levantamentos feitos ao longo do litoral capixaba. A área amostrada foi de 200 m2, divididas em 20 linhas de dez metros perpendiculares à praia. Sobre cada linha foram plotadas parcelas de 1m2. No levantamento florístico foram identificadas 17 espécies pertencentes a 11 famílias botânicas, em Carais. No litoral do Espírito Santo, foram levantadas 32 espécies em 19 famílias. As mais representativas em espécies em Caraís e ao longo do litoral capixaba foram: Poaceae, Fabaceae, Amaranthaceae e Convolvulaceae. Das espécies encontradas Remiria maritima, ocorreu nas 14 regiões avaliadas no litoral capixaba. Outras espécies como Panicum racemosum, Sporobolus virginicus, Canavalia rosea, Ipomoea imperati, Ipomoea pes-capre, tiveram ampla distribuição nas restingas litorâneas capixabas, enquanto Cassita filifrmis, Hidrocotyle bonariensis, Chrysobalanus icaco, tiveram distribuição restrita. Já Hidrocotile umbelata, Alagoptera arenaria, Scaevola plumieri, Cereus fernambucensis, seriam espécies de baixa distribuição. Das espécies amostradas na costa capixaba, Allagoptera arenaria, Scaevola plumieri, Cassita filiformis e Chrysobalanus icaco, tiveram distribuição amostral restrita para o Parque Estadual Paulo César Vinha, enquanto Canavalia rosea, Ipomoea imperati, Ipomoea pes-capre, Blutaparom portulacoides, Stenotaphrum secundatum, Panicum racemosum tiveram ampla distribuição nas restingas amostradas no Espírito Santo. Canavalia rosea, foi à espécie com o maior valor de importância (VI 36,39), no atual trecho da Praia de Caraís. Na costa capixaba esta espécie ocupou posições entre o quarto e oitavo lugar. Outras espécies amostradas com maiores VI, FR e DoR na Praia de Carais, foram Ipomoea imperati, Panicum racemosum, Stenotaphrum secundatum e Remiria maritima, estando entre as seis mais importantes nas restingas halófilas-psamófilas do Estado do Espírito Santo. Quanto à salinidade, testada no crescimento inicial de Canavalia rosea, nos tratamentos 0 mM, 200 mM, 400 mM e 600 mM de NaCl, nos períodos: sete, 14, 28 e 56 dias. Constatou-se que o aumento da salinidade inibiu o crescimento dos indivíduos, reduzindo as massas secas do caule, raízes, folhas, massa seca total, da parte aérea, a altura, a razão raiz:parte aérea, área foliar. O melhor desempenho foi obtido no tratamento controle e 200 mM. As soluções de 400 mM e 600 mM foram as que mais afetaram as plantas, ocasionado à morte dos indivíduos nos períodos de 28 e 56 dias. A 200 mM, os indivíduos sobreviveram à salinidade porém com restrições nas massas secas e demais parâmetros avaliados. As taxas de crescimento (TCR e TAL), foram afetadas com o aumento da salinidade do solo, apresentando reduções com aumento do período. Restrições também foram encontradas para a área foliar especifica (AFE), massa foliar especifica (MFE) e razões área foliares (RAF), sendo mais afetados nas altas salinidades. Assim, a RAF e AFE, aumentaram com a salinidade em função das perdas de matérias secas, ocorrendo o inverso com a MFE, que diminuiu. Quanto aos teores de clorofila e carotenóide, não foi observada variação nas concentrações aos 20 dias no tratamento controle e 200 mM. Palavras chaves: restinga, halófila-psamófila, florística, fitossociologia, Salinidade, crescimento inicial, Canavalia rosea, Praia de Caraís, Espírito Santo