The Role of Middleware in Distributed Energy Systems Integrated in the Smart Grid

Middleware architectures have proven to be of major importance when dealing with distributed systems, as they are able to abstract the inevitable heterogeneity of the hardware devices present in a deployment with the aim of offering a collection of interfaces and resources of homogeneous appearance to the upper, application‐oriented layers. In an energy‐based distributed system as the Smart Grid, this role is replicated, as the hardware devices that are found, while essentially related to the power grid and the functionalities that can be extracted from it (advanced metering infrastructure, remote terminal units, renewable energy resources, etc.), still present the same challenges that other distributed systems are expected to deal with, such as heterogeneous features, different information formats, diversity of their performance procedures, or integration and interconnectivity issues. Therefore, a middleware architecture is still of major usability in the power grid. This chapter offers information about the common features that are present in a middleware architecture that works under the requirements and use cases typical of the Smart Grid, as well as offers examples on how middleware integrates legacy, proprietary, and newly developed pieces of equipment within the same distributed energy grid

Deep learning for food instance segmentation

Food object detection and instance segmentation are critical in many applications such as dietary management or food intake monitoring. Food image recognition poses different challenges, such as the existence of a large number of classes, a high inter-class similarity, and high intra-class variance. This, along with the traditional problems associated with object detection and instance segmentation make this a very complex computer vision task. Real-world food datasets generally suffer from long-tailed and fine-grained distributions. However, the recent literature fails to address food detection in this regard. In this research, we propose a novel two-stage object detector, which we call Strong LOng-tailed Food object Detection and instance Segmentation (SLOF-DS), to tackle the long-tailed nature of food images. In addition, a multi-task based framework, which exploits different sources of prior information, was proposed to improve the classification of fine-grained classes. Lastly, we also propose a new module based on Graph Neural Neworks, we call Graph Confidence Propagation (GCP) that additionally improves the performance of both object detection and instance segmentation modules by combining all the model outputs considering the global image context. Exhaustive quantitive and qualitative analysis performed on two open source food benchmarks, namely the UECFood-256 (object detection) and the AiCrowd Food Recognition Challenge 2022 dataset (instance segmentation) using different baseline algorithms prove the robust improvements introduced by the different components proposed in this thesis. More concretely, we outperformed the state-of-the-art performance on both public datasets

Modelado, análisis y simulación, numérica de algunos sistemas que describen la evolución de tumores

A raíz de la continua investigación sobre el cáncer, surge toda una serie de nuevas estrategias, técnicas experimentales y descripciones teóricas, con objeto de alcanzar una mayor comprensión cualitativa y cuantitativa del mismo. Una de las aplicaciones de las Ecuaciones Diferenciales y el Análisis Numérico en el ámbito de la Medicina es el planteamiento de modelos matemáticos que describan la dinámica de un tumor. En este trabajo, los modelos son sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias o de ecuaciones en derivadas parciales. Una vez que las ecuaciones hayan sido resueltas (de manera exacta o aproximada), podremos conseguir información sobre la evolución del tumor y, después, determinar, con técnicas propias de la teoría de control, terapias óptimas que conduzcan a situaciones tan favorables como sea posible para el paciente. En el Capítulo 1 introducimos algunas nociones básicas sobre el cáncer. Describimos las distintas fases de crecimiento que atraviesa un tumor hasta que se produce la metástasis. En el Capítulo 2 presentamos distintos modelos de EDOs que describen el crecimiento del tumor e introducimos algunos resultados teóricos sobre la existencia y unicidad de solución. En el Capítulo 3 nos centramos en la determinación de terapias para los modelos propuestos. Presentamos experiencias numéricas con MatLab que permiten comparar la evolución del tumor aplicando, o no, tratamiento. En el Capítulo 4 analizamos otros modelos, basados en EDPs, que, gracias a la geometría esférica del tumor, conseguimos convertir en problemas diferenciales ordinarios.In the ongoing battle against cancer, a miscellany of new strategies, experimental techniques and theoretical results are emerging in order to reach a deep quantitative and qualitative understanding of this complicated desease. One of the applications of Differential Equations and Numerical Analysis in the field of Medicine is the approach to mathematical models describing the dynamics of a tumor. In this project, the models are systems of ordinary differential equations or partial differential equations. Once the equations are solved (in an exact or approximate way), we will be able to get information about the evolution of the tumor and, after that, determining optimal therapies as favorable as possible for the patient. In Chapter 1 we introduce some basic notions about cancer. We describe the different stages the cancer goes through until metastasis, the most dangerous of them, occurs. In Chapter 2 several ODEs models are proposed to describe the cancer growth and we introduce some theoretical results that guarantees the existence and uniqueness of a solution. In Chapter 3 we focus on determining therapies for the proposed models. We introduce some numerical experiences with MatLab in order to compare the evolution of the tumour with therapy and without it. In Chapter 4 we analyze other models based on PDEs that, because of spherical geometry, we are able to convert in ordinary differential problems.Universidad de Sevilla. Grado en Matemática

Semantic middleware development for the Internet of Things

After the extraordinary spread of the World Wide Web during the last fifteen years, engineers and developers are pushing now the Internet to its next border. A new conception in computer science and networks communication has been burgeoning during roughly the last decade: a world where most of the computers of the future will be extremely downsized, to the point that they will look like dust at its most advanced prototypes. In this vision, every single element of our “real” world has an intelligent tag that carries all their relevant data, effectively mapping the “real” world into a “virtual” one, where all the electronically augmented objects are present, can interact among them and influence with their behaviour that of the other objects, or even the behaviour of a final human user. This is the vision of the Internet of the Future, which also draws ideas of several novel tendencies in computer science and networking, as pervasive computing and the Internet of Things. As it has happened before, materializing a new paradigm that changes the way entities interrelate in this new environment has proved to be a goal full of challenges in the way. Right now the situation is exciting, with a plethora of new developments, proposals and models sprouting every time, often in an uncoordinated, decentralised manner away from any standardization, resembling somehow the status quo of the first developments of advanced computer networking, back in the 60s and the 70s. Usually, a system designed after the Internet of the Future will consist of one or several final user devices attached to these final users, a network –often a Wireless Sensor Network- charged with the task of collecting data for the final user devices, and sometimes a base station sending the data for its further processing to less hardware-constrained computers. When implementing a system designed with the Internet of the Future as a pattern, issues, and more specifically, limitations, that must be faced are numerous: lack of standards for platforms and protocols, processing bottlenecks, low battery lifetime, etc. One of the main objectives of this project is presenting a functional model of how a system based on the paradigms linked to the Internet of the Future works, overcoming some of the difficulties that can be expected and showing a model for a middleware architecture specifically designed for a pervasive, ubiquitous system. This Final Degree Dissertation is divided into several parts. Beginning with an Introduction to the main topics and concepts of this new model, a State of the Art is offered so as to provide a technological background. After that, an example of a semantic and service-oriented middleware is shown; later, a system built by means of this semantic and service-oriented middleware, and other components, is developed, justifying its placement in a particular scenario, describing it and analysing the data obtained from it. Finally, the conclusions inferred from this system and future works that would be good to be tackled are mentioned as well. RESUMEN Tras el extraordinario desarrollo de la Web durante los últimos quince años, ingenieros y desarrolladores empujan Internet hacia su siguiente frontera. Una nueva concepción en la computación y la comunicación a través de las redes ha estado floreciendo durante la última década; un mundo donde la mayoría de los ordenadores del futuro serán extremadamente reducidas de tamaño, hasta el punto que parecerán polvo en sus más avanzado prototipos. En esta visión, cada uno de los elementos de nuestro mundo “real” tiene una etiqueta inteligente que porta sus datos relevantes, mapeando de manera efectiva el mundo “real” en uno “virtual”, donde todos los objetos electrónicamente aumentados están presentes, pueden interactuar entre ellos e influenciar con su comportamiento el de los otros, o incluso el comportamiento del usuario final humano. Ésta es la visión del Internet del Futuro, que también toma ideas de varias tendencias nuevas en las ciencias de la computación y las redes de ordenadores, como la computación omnipresente y el Internet de las Cosas. Como ha sucedido antes, materializar un nuevo paradigma que cambia la manera en que las entidades se interrelacionan en este nuevo entorno ha demostrado ser una meta llena de retos en el camino. Ahora mismo la situación es emocionante, con una plétora de nuevos desarrollos, propuestas y modelos brotando todo el rato, a menudo de una manera descoordinada y descentralizada lejos de cualquier estandarización, recordando de alguna manera el estado de cosas de los primeros desarrollos de redes de ordenadores avanzadas, allá por los años 60 y 70. Normalmente, un sistema diseñado con el Internet del futuro como modelo consistirá en uno o varios dispositivos para usuario final sujetos a estos usuarios finales, una red –a menudo, una red de sensores inalámbricos- encargada de recolectar datos para los dispositivos de usuario final, y a veces una estación base enviando los datos para su consiguiente procesado en ordenadores menos limitados en hardware. Al implementar un sistema diseñado con el Internet del futuro como patrón, los problemas, y más específicamente, las limitaciones que deben enfrentarse son numerosas: falta de estándares para plataformas y protocolos, cuellos de botella en el procesado, bajo tiempo de vida de las baterías, etc. Uno de los principales objetivos de este Proyecto Fin de Carrera es presentar un modelo funcional de cómo trabaja un sistema basado en los paradigmas relacionados al Internet del futuro, superando algunas de las dificultades que pueden esperarse y mostrando un modelo de una arquitectura middleware específicamente diseñado para un sistema omnipresente y ubicuo. Este Proyecto Fin de Carrera está dividido en varias partes. Empezando por una introducción a los principales temas y conceptos de este modelo, un estado del arte es ofrecido para proveer un trasfondo tecnológico. Después de eso, se muestra un ejemplo de middleware semántico orientado a servicios; después, se desarrolla un sistema construido por medio de este middleware semántico orientado a servicios, justificando su localización en un escenario particular, describiéndolo y analizando los datos obtenidos de él. Finalmente, las conclusiones extraídas de este sistema y las futuras tareas que sería bueno tratar también son mencionadas

Distribution of microservices for hardware interoperability in the Smart Grid

Due to the significant increase of population and their natural desire of improving their standard of living, usage of energy extracted from world commodities, especially shaped as electricity, has increased in an intense manner during the last decades. This fact brings up a challenge with a complicated solution, which is how to guarantee that there will be enough energy so as to satisfy the energy demand of the world population. Among all the possible solutions that can be adopted to mitigate this problem one of them is almost of mandatory adoption, which consists of rationalizing energy utilization, in a way that its wasteful usage is minimized and it can be leveraged during a longer period of time. One of the ways to achieve it is by means of the improvement of the power distribution grid, so that it will be able to react in a more efficient manner against common issues, such as energy demand peaks or inaccurate electricity consumption forecasts. However, in order to be able to implement this improvement it is necessary to use technologies from the ICT (Information and Communication Technologies) sphere that often present challenges in some key areas: advanced metering infrastructure integration, interoperability and interconnectivity of the devices, interfaces to offer the applications, security measures design, etc. All these challenges may imply slowing down the adoption of the smart grid as a system to prolong the lifespan and utilization of the available energy. A proposal for an intermediation architecture that will make possible solving these challenges is put forward in this Master Thesis. Besides, one implementation and the tests that have been carried out to know the performance of the presented concepts have been included as well, in a way that it can be proved that the challenges set out by the smart grid can be resolved. RESUMEN. Debido al incremento significativo de la población y su deseo natural de mejorar su nivel de vida, la utilización de la energía extraída de las materias primas mundiales, especialmente en forma de electricidad, ha aumentado de manera intensa durante las últimas décadas. Este hecho plantea un reto de solución complicada, el cual es cómo garantizar que se dispondrá de la energía suficiente como para satisfacer la demanda energética de la población mundial. De entre todas las soluciones posibles que se pueden adoptar para mitigar este problema una de ellas es de casi obligatoria adopción, la cual consiste en racionalizar la utilización de la energía, de tal forma que se minimice su malgasto y pueda aprovecharse durante más tiempo. Una de las maneras de conseguirlo es mediante la mejora de la red de distribución de electricidad para que ésta pueda reaccionar de manera más eficaz contra problemas comunes, tales como los picos de demanda de energía o previsiones imprecisas acerca del consumo de electricidad. Sin embargo, para poder implementar esta mejora es necesario utilizar tecnologías del ámbito de las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación) que a menudo presentan problemas en algunas áreas clave: integración de infraestructura de medición avanzada, interoperabilidad e interconectividad de los dispositivos, interfaces que ofrecer a las aplicaciones, diseño de medidas de seguridad, etc. Todos estos retos pueden implicar una ralentización en la adopción de la red eléctrica inteligente como un sistema para alargar la vida y la utilización de la energía disponible. En este Trabajo Fin de Máster se sugiere una propuesta para una arquitectura de intermediación que posibilite la resolución de estos retos. Además, una implementación y las pruebas que se han llevado a cabo para conocer el rendimiento de los conceptos presentados también han sido incluidas, de tal forma que se demuestre que los retos que plantea la red eléctrica inteligente pueden ser solventados

Safeguarding Health at the Workplace: A Study of Work Engagement, Authenticity and Subjective Wellbeing among Religious Workers

: Research in work and organizational psychology has paid little attention to religious workers, something certainly surprising as faith-based organizations play a key role in the welfare state of many countries. This research shows that religious workers in a Catholic order present a high degree of subjective wellbeing, both in terms of flourishing and satisfaction with life in general, and a positive balance of positive and negative feelings. More specifically, this study examines the relationship between authenticity and wellbeing amongst religious workers. Survey responses from 142 religious workers in Spain were analyzed using partial least squares path modelling. The results reveal that subjective wellbeing at work is positively related to authenticity. In addition, this relationship is mediated by their level of work engagement

Procedimientos administrativos y la calidad de servicio brindado a los usuarios del Hospital Rebagliati EsSalud 2017

La presente investigación tuvo como objetivo determinar la relación que existe entre los procedimientos administrativos y la calidad de servicio brindado a los usuarios en el Hospital Nacional Edgardo Rebagliati Martin-EsSalud 201 7. Se trabajó con una muestra de 110 usuarios. Esta investigación utilizó para su propósito el método hipotético-deductivo, de tipo descriptivo correlacional con un diseño no experimental de corte transversal, en la cual se recogió la información en un período específico a través de la encuesta, siendo el instrumento un cuestionario con una escala de Likert, aplicado a los usuarios quienes brindaron información acerca de la variable de estudio y sus dimensiones, cuyos resultados se presentan gráfica y textualmente. A través de los resultados obtenidos se observó que el 31,82% de los encuestados manifiestan que los procedimientos administrativos se encuentran en un nivel eficiente, el 49,09% en un nivel regular y un 19,09% en un nivel deficiente. Y según los resultados de la variable procedimientos administrativos está relacionadas con la variable calidad de servicio, según la correlación de Spearman de 0.537 representado este resultado como moderado con una significancia estadística de p=0.001 siendo menor que el 0.05. Por lo tanto, se acepta la hipótesis alterna y se rechaza la hipótesis nula

Sistema de Gestión de la Seguridad y Salud en el Trabajo (SG-SST), para el área en solicitud de legalización OBK-15021, ubicada en las veredas Guochaca, Melonal, El Cabuyal y Lagunillas , municipio de Boavita - Boyacá

94 páginas : ilustraciones color, cuadros, figuras, gráficos.El siguiente proyecto se enmarca en el diseño de un Sistema de Gestión de la Seguridad y Salud en el Trabajo, para el área en solicitud de legalización OBK – 15021, a nombre de la Asociación Integral de Mineros Tradicionales del Norte de Boyacá, ASOMINB, llevado a cabo a través de la recopilación y análisis de información producto de visitas técnicas de reconocimiento e inspecciones metodológicas realizadas en todas la centros de trabajo en donde se desarrollan la extracción de mineral de carbón, haciendo diagnóstico de las condiciones de trabajo, condiciones de salud a través de opinión directa del trabajador e información suministrada por empleadores y directivos de ASOMINB, definiendo la política, organización, planificación, aplicación, evaluación, auditoría y acciones de mejora, con el objetivo de anticipar, reconocer, evaluar y controlar los riesgos que puedan afectar la seguridad y la salud de sus trabajadores.Bibliografía: páginas 89-90PregradoIngeniero de Mina

Domestic versus foreign origin of total energy use: An analysis for Brazil

We thank support from the project "Adaptation to sustainable energy transition in Europe: Environmental, socio-economic and cultural aspects (ADAPTAS)'' as part of the funding for this research. (Ministry of Economy, Industry, and Competitiveness and State Research Agency of Spain, and European Regional Development Fund, No. CSO2017-86975-R).Energy use is the major source of greenhouse gas emissions. The aim of this paper is to examine total domestic and foreign energy use across industries in Brazil over the period 1995–2015. We found that total energy use experienced an annual average growth rate close to 3%. In 2015 only three industries accounted for 37% of total energy use in Brazil: Transport, Food & Beverages, and Electricity, Gas, and Water. In these industries the share of the energy used and produced domestically was higher than the average (85.6%, 84.5% and 94.5% of the total, respectively). In contrast, other industries were increasingly reliant on foreign energy. Thus, the share of domestic use of energy produced abroad was higher than 20% in Textiles and Wearing Apparel, Electrical and Machinery, Transport Equipment and Construction. This fact extends the problem of energy-related emissions mitigation from the national to the global level.European Commission CSO2017-86975-RMinistry of Economy, Industry, and Competitiveness and State Research Agency of Spain CSO2017-86975-

MicroRNAs as Early Biomarkers of Alzheimer's Disease : a synaptic perspective

Aquest projecte ha rebut un ajut de la Fundació La Marató de TV3, ref. TV3-2014-3610.Pathogenic processes underlying Alzheimer's disease (AD) affect synaptic function from initial asymptomatic stages, long time before the onset of cognitive decline and neurodegeneration. Therefore, reliable biomarkers enabling early AD diagnosis and prognosis are needed to maximize the time window for therapeutic interventions. MicroRNAs (miRNAs) have recently emerged as promising cost-effective and non-invasive biomarkers for AD, since they can be readily detected in different biofluids, including cerebrospinal fluid (CSF) and blood. Moreover, a growing body of evidence indicates that miRNAs regulate synaptic homeostasis and plasticity processes, suggesting that they may be involved in early synaptic dysfunction during AD. Here, we review the current literature supporting a role of miRNAs during early synaptic deficits in AD, including recent studies evaluating their potential as AD biomarkers. Besides targeting genes related to Aβ and tau metabolism, several miRNAs also regulate synaptic-related proteins and transcription factors implicated in early synaptic deficits during AD. Furthermore, individual miRNAs and molecular signatures have been found to distinguish between prodromal AD and healthy controls. Overall, these studies highlight the relevance of considering synaptic-related miRNAs as potential biomarkers of early AD stages. However, further validation studies in large cohorts, including longitudinal studies, as well as implementation of standardized protocols, are needed to establish miRNA-based biomarkers as reliable diagnostic and prognostic tools