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2. Simulation test-bed for the evaluation of elliptic curve cryptography on next generation wireless IPv6-enabled networks
- Author
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Danilo López, Héctor Cristyan Manta Caro, and Nelson Enrique Vera Parra
- Subjects
wireless networks ,business.industry ,Computer science ,Wireless network ,information security ,lcsh:T ,Cryptography ,redes móviles e inalámbricas ,lcsh:Technology ,lcsh:TA1-2040 ,Criptografía ,Next-generation network ,elliptic curves ,curvas elípticas ,The Internet ,business ,Key management ,6LoWPAN ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,Wireless sensor network ,criptografía ,seguridad informática ,Computer network ,Key size - Abstract
En la actualidad, las redes móviles e inalámbricas de nueva generación, tales como las redes de área personal IPv6 de baja potencia (6LoWPAN), redes de sensores inalámbricos sobre IPv6 y redes móviles IPv6 jerárquicas se encuentran bajo rigurosa investigación y desarrollo, pues representan el paso por seguir en la evolución de las redes Machine-to-Machine (M2M), al tiempo que apoyan el acceso de banda ancha de la próxima generación de tecnologías y sistemas inteligentes sobre Internet futuro. Estas redes de nueva generación imponen restricciones en cuanto al poder de procesamiento, ancho de banda y recursos de energía, lo que representa una gran limitante en la implementación de mecanismos de seguridad. En este sentido, en lo últimos años han surgido diversas propuestas para la administración de claves, procedimientos de firma digital y cifrado de datos basados en curvas elípticas e híper-elípticas, que logran niveles de seguridad equivalentes a los algoritmos convencionales basados en algoritmos Dffie-Hellman y Rivest-Shamir-Adleman (RSA), pero que reducen la longitud de clave y, por ende, los recursos computacionales y de red asociados. Este artículo examina los algoritmos basados en criptografía de curvas elípticas (ECC) y su aplicación a redes móviles e inalámbricas de nueva generación habilitadas para IPv6. Así mismo, describe un modelo de simulación para la evaluación de ECC, donde se comparan los recursos computacionales necesarios y las limitaciones en mecanismos ligeros de seguridad. Currently, mobile networks and next generation wireless networks such as, IPv6 low-power Wireless Personal Area networks 6LoWPAN, wireless sensor networks and hierarchical mobile networks in IPv6, are under rigorous research and development, thereforethose networks represent the next step in the evolution of the Machine-to-Machine M2M networks, while supporting broadband access for the next generation of intelligent systems, technologies and future Internet. These next generation networks impose restrictions on the processing power, bandwidth and energy resources, which represents a major constraint in the implementation of security mechanisms. In this regard, in recent years there have been various proposals for key management, digital signature procedures and data encryption based on elliptic and hyper-elliptic curves, to achieve levels of safety equivalent to conventional algorithms based on Diffie-Hellman and Rivest-Shamir-Adleman RSA, but reducing the key length and thus the computational and network resources. This paper reviews algorithms based on Elliptic Curves Cryptography ECC and their application to IPv6-enabled new generation wireless networks. This paper also describes a simulation test-bed for the evaluation of ECC, where we compare computational resources required and limitations for lightweight security mechanisms in secure neighbor discovery, and DNS security extensions.
- Published
- 2014
3. Hybrid Optimization Strategy for Optimal Location and Sizing of DG in Distribution Networks
- Author
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Oscar Danilo Montoya, Walter Gil-González, Carlos Alberto Ramírez Vanegas, Alexander Molina-Cabrera, and Luis Fernando Grisales-Noreña
- Subjects
Mathematical optimization ,chu-beasley genetic algorithm ,Technology ,distributed generation ,Distribution networks ,Algoritmo genético Chu-Beasley ,business.industry ,Computer science ,radial distribution networks ,Chu-Beasley genetic algorithm ,generación distribuida ,optimización híbrida ,hybrid optimization ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,redes de distribución radial ,Sizing ,Distributed generation ,algoritmo maestro-esclavo ,master–slave algorithm ,master-slave algorithm ,flujo de potencia óptimo ,optimal power flow ,TA1-2040 ,business - Abstract
Objective: This paper presents a hybrid optimization methodology for the optimal location and sizing of distributed generators (DG) in electrical distribution networks. We propose a mixed-integer nonlinear problem (MINLP) model for the mathematical formulation, whose objective function is the minimizing of power losses due to the Joule effect in conductors. The constraints we considered include active and reactive power balance, voltage regulation, percentage of penetration of DG into the distribution network, and the total amount of DG allowed in such network. Methodology: To solve the MINLP model, we employed a master-slave strategy that uses the Chu-Beasley genetic algorithm (CBGA) and the optimal power flow (OPF) model as the master and slave algorithms, respectively. This hybrid technique helps reduce the complexity of the MINLP model by eliminating binary variables through the master algorithm and then solving the resulting nonlinear problem (NLP), which corresponds to the OPF model, and uses a classical interior-point method available in MATLAB's fmincon toolbox. Results: We tested the efficiency and robustness of the proposed methodology in 33- and 69-node radial distribution networks. The results show its high performance in terms of power loss reduction and final sizing of DG. Conclusions: The results obtained in the test systems under analysis reveal that there is a direct and proportional relationship between technical losses, the percentage of distributed generation penetration, and the number of generators available. Resumen Objetivo: En este documento se presenta una metodología de optimización híbrida para la ubicación y el tamaño óptimos de generadores distribuidos (DG) en redes de distribución eléctrica. Se propone un modelo de problema no lineal de enteros mixtos (MINLP) para la formulación matemática, cuya función objetivo es la minimización de las pérdidas de potencia debido al efecto Joule en los conductores. Las restricciones incluyen el equilibrio de potencia activa y reactiva, regulación del voltaje, porcentaje de penetración de las DG en la red de distribución y las DG totales permitidas en dicha red. Metodología: Para resolver el modelo MINLP, se emplea una estrategia maestro-esclavo que utiliza el algoritmo genético Chu-Beasley (CBGA) y el modelo de flujo de potencia óptimo (OPF) como algoritmos maestro y esclavo, respectivamente. Esta técnica híbrida ayuda a reducir la complejidad del modelo MINLP al eliminar las variables binarias a través del algoritmo maestro y luego resolver el problema no lineal resultante (PNL) que corresponde al modelo OPF, utilizando un método clásico de punto interior disponible en la caja de herramientas fmincon de MATLAB Resultados: Se prueba la eficiencia y la solidez de la metodología propuesta en redes de distribución radial de 33 y 69 nodos. Los resultados muestran un alto rendimiento en términos de reducción de pérdida de potencia y dimensionamiento final de DG. Conclusiones: Existe una relación directa y proporcional entre las pérdidas técnicas, el porcentaje de penetración de generación distribuida y el número de generadores disponible.
- Published
- 2020
4. FRand: MATLAB Toolbox for Fuzzy Random Number Simulation
- Author
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Juan Carlos Figueroa Garcia and Jhoan Sebastian Tenjo García
- Subjects
021110 strategic, defence & security studies ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Computer science ,Programming language ,Fuzzy random numbers ,0211 other engineering and technologies ,generación de variable aleatoria ,02 engineering and technology ,fuzzy random numbers ,Random number generation ,computer.software_genre ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,01 natural sciences ,Fuzzy logic ,matlab ,Números aleatorios difusos ,MATLAB ,random number generation ,Matlab toolbox ,TA1-2040 ,computer ,0105 earth and related environmental sciences - Abstract
espanolContext: This paper presents a MATLAB code implementation and the GUI (General User Interface) for fuzzy random variable generation. Based on previous theoretical results and applications, a MATLAB toolbox has been developed and tested for different membership functions. Method: A two–step methodology was used: i) a GUI toolbox was implemented over MATLAB framework to be used for separate and ii) all .m functions are available to use as normal code. The main goal is to provide graphical and code–efficient tools to users. Results: The main obtained results are the MATLAB GUI and code. In addition, some experiments were ran to evaluate its capabilities and some randomness statistical tests were successfully performed. Conclusions: Satisfactory results were obtained from the implementation of the MATLAB code/toolbox. All randomness tests were accepted and all performed experiments shown stability of the toolbox even for large samples (?10.000). Also, the code/toolbox are available online. EnglishContexto: Este trabajo presenta una implementacion de codigo de MATLAB y un GUI (interfaz de usuario) para la generacion de variable aleatoria difusa. Basados en resultados teoricos y aplicacion previos, un toolbox de MATLAB fue desarrollado y validado para diferentes funciones de pertenencia. Metodo: Una metodologia de dos pasos ha sido implementada: i) un toolbox GUI es implementada sobre MATLAB para usarse por separado y ii) todas las funciones .m estan disponibles para usarse como codigo normal. La meta principal es proveer herramientas graficas y de codigo a los usuarios. Resultados: Los resultados principales de este trabajo son el MATLAB GUI y el codigo subyacente. Adicionalmente, algunos experimentos fueron realizados para evaluar las capacidades del toolbox, y algunas pruebas estadisticas de aleatoriedad fueron realizadas con exito. Conclusiones: Resultados satisfactorios de la implementacion del codigo/toolbox de MATLAB fueron obtenidos. Todos los tests estadisticos fueron aceptados y todos los experimentos realizados mostraron que el toolbox es estable aun para tamanos de muestra grande (?10.000). Adicionalmente, el toolbox/codigo esta disponible online.
- Published
- 2020
5. Computational Platform About Amazon Web Services (Aws) Distributed Rendering
- Author
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Cindy Hernández-Merchán, Jorge Páramo-Fonseca, and Gabriel Rojas-Albarracín
- Subjects
image processing (Render) ,Computer science ,Image quality ,Image processing ,Cloud computing ,lcsh:Technology ,Renderizado ,AWS ,Computer graphics (images) ,lcsh:Science ,lcsh:T ,Amazon rainforest ,business.industry ,Alto procesamiento (HPC) ,procesamiento de imágenes (renderizado) ,General Medicine ,Animation ,procesamiento de imágenes ,Parallel processing (DSP implementation) ,processamento de imagens (Renderização) ,alto procesamiento (HPC) ,LuxRender ,high processing (HPC) ,lcsh:Q ,business ,Cartography ,Alto processamento (HPC) - Abstract
Resumen En la actualidad se ha creado una dinámica en la cual las personas exigen una mayor calidad de imagen en diferentes medios (juegos, películas, animaciones, entre otros). Por lo general, una mejor definición requiere el procesamiento de imágenes de mayor tamaño, esto trae consigo la necesidad de aumentar la capacidad de cálculo. El presente artículo expone un caso de estudio en el cual se muestra la implementación de una plataforma de bajo costo, sobre la nube de Amazon, para el procesamiento (renderizado) de imágenes y animaciones de forma paralela. Abstract Today has created a dynamic in which people require higher image quality in different media formats (games, movies, animations). Further definition usually requires image processing larger; this brings the need for increased computing power. This paper presents a case study in which the implementation of a low-cost platform on the Amazon cloud for parallel processing of images and animatios. Resumo Hoje em dia tem-se criado uma dinâmica em que as pessoas exigem maior qualidade de imagem em diferentes meios (jogos, filmes, animações). O aumento da qualidade de definição geralmente requer processamento de imagem maior tamanho, isso traz consigo a necessidade de aumentar a capacidade de cálculo computacional. Este artigo apresenta um estudo de caso com a implementação de uma plataforma de baixo custo sob a computação em nuvem da Amazon Web Services (AWS) para o processamento de imagens e animações de forma paralela.
- Published
- 2017
6. Control of a robotic convoy through path planning and orientation strategies
- Author
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Giovanni Rodrigo Bermudez-Bohorquez, Christian Anderson Mancipe-Bernal, and Joan Emmanuel Ortiz-Velasquez
- Subjects
Computer science ,algorithms ,lcsh:Technology ,orientation ,algoritmos ,platform ,Motion planning ,lcsh:Science ,Application methods ,robótica cooperativo ,Algoritmos ,modelamiento ,lcsh:T ,orientação ,cooperative robotics ,modeling ,General Medicine ,plataforma ,robótica cooperativa ,modelagem ,convoy ,Control system ,orientación ,Systems engineering ,comboio ,lcsh:Q ,Control methods - Abstract
Resumen Este artículo presenta un estado del arte relacionado con métodos de control implementados en sistemas de convoy robóticos en plataformas móviles que pueden ser utilizados para la planificación de rutas o trayectorias, orientación, percepción de entornos y sistemas de control donde se involucra la medición, análisis e interpretación de diversas variables y su posterior implementación. Se realizó una revisión de artículos de investigación en índices bibliográficos y bases de datos sobre métodos de control aplicados en sistemas de convoy para, de esta forma, evidenciar avances, tendencias y métodos de aplicación. Abstract This paper presents an overview about control methods implemented on robotic convoy systems or cooperative systems on mobile platforms which can be used for path planning, orientation, environment perception, route tracking and control systems in which involve the measurement, analysis and interpretation of different variables for further implementation. A review was made of investigation articles on bibliographic indexes and databases about control methods used in convoy systems to evidence progress, trends and application methods. Resumo Este artigo apresenta um estado de métodos relacionados com arte de controlo implementados em sistemas de comboio robótico em plataformas móveis que podem ser utilizados para planejamento de rotas ou caminhos, orientação, percepção de sistemas de controle de meio ambiente e em que a medição está envolvido, análise e interpretação de diversas variáveis e sua posterior implementação. Uma revisão de artigos de pesquisa em índices bibliográficos e bases de dados sobre os métodos de controlo aplicados em sistemas como este comboio para mostrar o progresso, tendências e métodos de aplicação foi realizada.
- Published
- 2017
7. Análisis del procesamiento de los datos de entrada para un localizador de fallas en sistemas de distribución
- Author
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Sandra Milena Pérez Londoño, Juan José Mora Flórez, and Walter Julián Gil González
- Subjects
Computer science ,lcsh:T ,máquinas de soporte vectorial ,attribute ,atributos ,normalization methods ,Fault (power engineering) ,computer.software_genre ,lcsh:Technology ,support vector machines ,Support vector machine ,lcsh:TA1-2040 ,precisión y sistemas de distribución ,Atributos ,Data pre-processing ,Data mining ,Accuracy and power distribution systems ,métodos de normalización ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,computer - Abstract
En este artículo se presenta una comparación de cinco métodos de normalización de datos para un método de clasificación basado en la máquina de soporte vectorial (SVM), con el objetivo de determinar cuál es la influencia de éstos métodos en la precisión y el esfuerzo computacional del localizador de fallas en sistemas de distribución. La metodología propuesta se prueba en un sistema de distribución estándar de 34 nodos de la IEEE, el cual se subdivide en 11 zonas, de donde se obtiene una base de datos de 6442 registros de falla monofásica a diferentes condiciones de carga. La comparación de estos métodos de normalización muestra que el método Min-Max presentó un mejor rendimiento en tiempo computacional y precisión promedio del localizador de fallas, en los casos estudiados. Aimed to determine the effect of data normalization on the accuracy and the computational effort of a fault locator based on support vector machines (SVM), a comparison of five different data preprocessing strategies are analyzed in this paper. The proposed methodology is tested on an IEEE 34-bus test feeder, which is subdivided in eleven zones, by using a database of 6442 single-phase to ground faults obtained under different load conditions. Considering the testing scenarios, the comparison of the proposed preprocessing methods shows that Min-Max method has the best performance mainly considering computational effort and average accuracy on the fault locator.
- Published
- 2014
8. Quality inspection based on image processing for an industrial production system
- Author
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Andrés Jaramillo Ortiz, Olga Ramos, and Robinson Jiménez M
- Subjects
Engineering drawing ,lcsh:T ,Computer science ,business.industry ,visión artificial ,Conveyor belt ,Artificial vision system ,lcsh:Technology ,Automation ,image processing ,procesamiento digital de imágenes ,artificial vision ,Software ,lcsh:TA1-2040 ,Digital image processing ,inspección de calidad ,quality inspection ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,business ,Inspección de calidad - Abstract
Este trabajo presenta el diseño y construcción de un sistema de visión artificial, basado en el procesamiento digital de imágenes que permita automatizar la inspección de calidad en un proceso de producción. El prototipo desarrollado fue implementado en una banda transportadora que hace parte de una cadena de ensamblaje y su función es medir el diámetro interno y externo, con una sensibilidad de +/- 0,1 mm y una velocidad de procesamiento de 1400 piezas por hora, de dos tipos de piezas que simulan la geometría de una arandela y un tornillo. Lo anterior con el propósito de identificar cuáles piezas se encuentran dentro de los requerimientos de fábrica para su posterior ensamblaje. Para desarrollar el prototipo de manera oportuna se dividió el trabajo en tres etapas principales: hardware, control electrónico y software. This paper details implementation of an artificial vision system through digital image processing, which allows automation of the quality control process. The prototype was implemented in a conveyor belt segment and was designed to discern the quality of two different industrial shapes, with a sensibility of +/- 0,1 mm and a speed rate of 1400 shapes per hour, identifying which pieces are within manufacture quality requirements. This work is divided in three main sections: hardware, electronic control and software.
- Published
- 2014
9. Towards solving games with Type-2 fuzzy uncertainty
- Author
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Carlos Franco, Juan Carlos Figueroa Garcia, and Germán Hernández
- Subjects
Mathematical optimization ,Representation theorem ,Linear programming ,Computer science ,lcsh:TA1-2040 ,Fuzzy set ,Interval (mathematics) ,Type (model theory) ,Base (topology) ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,Matrix games ,Fuzzy uncertainty - Abstract
This paper presents some theoretical and computing considerations about how to deal with fuzzy uncertainty in the parameters of the classical games model. Indeed, when multiple experts are involved in a game situation, then their opinions lead to have uncertainty since most of the times they are not agree to each others. This kind of uncertainty can be modeled using Type-2 fuzzy sets, which implies a specialized methods and sub-models. Some considerations about the use of Type-2 fuzzy sets and what does this imply when computing solutions, are presented. A general model which includes this kind of uncertainty is defi ned on the base of the extension principle and α-cuts representation theorem. A possible way for solving this model is glimpsed and put down for discussion and implementation.
- Published
- 2013
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