Internet Industriel des Objets IIOT : Internet des objets pour le chemin de fer intelligent: faisabilité et applications

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Dans cet article, nous présentons une solution IoT rentable composée d'une plate-forme d'appareil, d'une passerelle, d'un réseau IoT et d'un serveur de plate-forme pour une infrastructure ferroviaire intelligente. Ensuite, nous évaluons et démontrons l'applicabilité à travers une étude de cas approfondie liée à la maintenance basée sur l'IoT en mettant en œuvre une preuve de concept et en réalisant des travaux expérimentaux. La solution IoT appliquée à l'application ferroviaire intelligente permet de saisir facilement les informations d'état réparties sur une large zone ferroviaire. Pour en déduire le potentiel et la faisabilité, nous proposons l'architecture de réseau de la solution IoT et évaluons les performances des technologies d'accès radio (RAT) candidates pour fournir des données IoT dans les aspects de la consommation d'énergie et de la couverture en effectuant un test de terrain intensif avec des implémentations au niveau du système . Sur la base de l'observation des cas d'utilisation dans les approches interdisciplinaires, nous découvrons les avantages que l'IoT peut apporter …. Les applications IoT ont également été identifiées comme un moyen de favoriser la mobilité intelligente. Dans ces scénarios, un ensemble de capteurs est situé le long de l'infrastructure routière afin de coordonner le transport urbain, de surveiller les événements qui affectent la mobilité ou de gérer le transport en commun grâce à la coordination dynamique des feux de circulation [9,10]. L'objectif est de prolonger la durée de vie de l'infrastructure routière, d'améliorer la sécurité, de réduire le temps de trajet des navetteurs et de réduire la pollution atmosphérique dans les villes densément peuplées. … Nous introduisons le protocole Selective-Awakening MAC (SA-MAC) qui est un protocole cyclique synchronisé avec planification en pipeline pour les réseaux de capteurs linéaires (LSN). Dans le protocole proposé, les nœuds se réveillent sélectivement en fonction de la densité des nœuds et des conditions de charge de trafic et de l'état des tampons des nœuds récepteurs. Afin de caractériser les performances du protocole proposé, nous présentons une analyse basée sur la chaîne de Markov à temps discret qui est validée par de vastes simulations d'événements discrets. Nos résultats montrent que SA-MAC surpasse considérablement les propositions précédentes en termes de consommation d'énergie, de débit et de probabilité de perte de paquets. Cela est particulièrement vrai dans des conditions de forte densité de nœuds et de charge de trafic élevée, qui devraient être des scénarios courants dans le contexte des applications IoT. Nous présentons également une analyse par grade (c'est-à-dire le nombre de sauts vers l'évier, qui est situé à une extrémité du LSN) qui révèle que les LSN présentent des performances hétérogènes en fonction du grade des nœuds. Ces résultats peuvent être utilisés comme guide de conception pour les futures implémentations de LSN …. L'utilisation de l'IIoT pour la maintenance peut réduire les coûts et améliorer l'efficacité de la ligne de production. Par exemple, l'IIoT a été mis en œuvre pour entretenir les autoroutes [25] et réseaux ferroviaires [26]. Dans ces applications, les nœuds sont déployés dans de grands espaces publics ouverts qui peuvent être classés comme des environnements difficiles. … La fiabilité est essentielle dans les réseaux industriels. De plus, la plupart des données des nœuds de l'Internet des objets industriel (IIoT) sont générées en temps réel. Ainsi, ces données sont principalement utilisées pour les applications sensibles au temps. De plus, les défaillances des appareils doivent être prises en compte lors de la modélisation d'un calcul fiable du brouillard pour IIoT. Dans cet article, nous fournissons des aspects fondamentaux pour modéliser un calcul de brouillard fiable pour IIoT. Tout d'abord, les modèles existants de calcul du brouillard sont comparés. Ensuite, le type de communication le plus réalisable pour obtenir un système fiable est déterminé à partir de l'analyse du modèle. Des modes d'interaction sont élaborés pour étudier les avantages et les inconvénients lorsque la communication est déployée dans le calcul de brouillard pour IIoT, et les défis et solutions pour un calcul de brouillard fiable sont discutés …. Par conséquent, le comptage des personnes dans l'immeuble de bureaux, ainsi que dans les lieux publics est un domaine de recherche actif de nos jours. De nombreuses recherches ont été menées sur le comptage humain dans l'environnement intérieur [4][5][6] utilisant différentes technologies telles que des caméras vidéo, des caméras thermiques, des capteurs pyroélectriques (PIR), des demandes de sonde RFID et Wi-Fi [7][8][9][10]. Certaines des grandes villes du monde ont déjà adopté ces technologies pour développer leurs systèmes de comptage des piétons. … Une nouvelle méthode de comptage des piétons utilisant des capteurs infrarouges passifs (PIR) est proposée et le système correspondant a été conçu et développé. L'inclusion d'un capteur combiné environnemental dans le système de comptage des piétons proposé a permis une surveillance environnementale telle que la température, l'humidité, la pression, l'oxyde de carbone (CO2) et le composant organique volatil total (COVT). Les longueurs de détection des capteurs PIR varient en ajustant le champ de vision (FoV) de la lentille de Fresnel pour différencier les mouvements des humains et des animaux. Une nouvelle méthode est appliquée pour localiser les capteurs PIR dans le moule conçu afin que leurs régions de couverture ne se chevauchent pas. Les données du capteur sont transmises au serveur Thingspeak via le protocole de communication LoRaWAN (Long Range Wide Area Network). Le système est alimenté par une batterie rechargeable de 6000 mAh qui est chargée par le panneau solaire pendant la journée permettant la collecte continue de données. Les résultats du système sont validés par rapport au comptage manuel et on voit que plus de 90% de précision peuvent être atteints par ce système intelligent …. L'augmentation de la puissance de calcul, la réduction de la consommation et la taille des appareils électriques, ainsi que la grande variété de les technologies de communication et les protocoles de mise en réseau utilisant Internet ont entraîné le développement de l'Internet des objets (IoT), qui est appliqué aujourd'hui non seulement dans la fabrication intelligente, les soins de santé et les villes intelligentes; mais aussi dans les transports et les véhicules intelligents [13][14][15][16][17][18]. De plus, certains travaux de recherche se sont concentrés sur les problèmes architecturaux matériels et logiciels liés à cette tendance, et appliqués à l'environnement véhiculaire décrit précédemment [19][20][21][22]. … Le taux élevé de victimes d'accidents de voiture a un impact économique et social fatal dans les sociétés d'aujourd'hui. En particulier, les accidents de la route impliquant des véhicules lourds causent des dommages plus graves car ils sont susceptibles de basculer. Pour cette raison, de nombreuses recherches se concentrent sur le développement de systèmes RSC Roll Stability Control (RSC). Concernant la conception de systèmes RSC aux performances adéquates, il est obligatoire de connaître la dynamique du véhicule. Le principal problème provient du manque de capacité à capturer directement plusieurs variables dynamiques requises du véhicule, telles que l'angle de roulis, à partir de capteurs à faible coût. Des études antérieures démontrent que les capteurs à faible coût peuvent fournir des données en temps réel avec la précision et la fiabilité requises. De plus, d'autres travaux de recherche indiquent que les réseaux de neurones sont des mécanismes efficaces pour estimer l'angle de roulis. Néanmoins, il est nécessaire d'évaluer que la fusion de données provenant d'appareils à faible coût et d'estimations fournies par des réseaux de neurones peut répondre à de fortes contraintes de traitement en temps réel, atteignant un haut niveau de précision lors de la circulation d'un véhicule dans des situations réelles. Afin de résoudre ce problème, cette étude a deux objectifs principaux: (1) Concevoir et développer une architecture basée sur l'IoT, intégrant ANN dans des kits à faible coût avec différentes architectures matérielles afin d'estimer sous des contraintes en temps réel l'angle de roulis du véhicule. Cette architecture est capable de fonctionner dans des conditions dynamiques élevées, en suivant les meilleures pratiques et considérations spécifiques lors de sa conception; (2) évaluer que l'architecture IoT déployée dans des kits expérimentaux à faible coût atteint les contraintes de performance en temps réel difficiles estimant l'angle de roulis avec la précision de calcul requise. Pour atteindre ces objectifs, un environnement expérimental a été mis en place, composé d'une camionnette avec deux ensembles de kits à bas prix, l'un comprenant un Raspberry Pi 3 Model Band l'autre ayant un système Intel Edison sur puce lié à un SparkFun 9 Degrees of Freedom module. Cet environnement expérimental sera testé dans différentes manœuvres à des fins de comparaison. Les réseaux de neurones intégrés dans des kits de capteurs à faible coût fournissent des estimations d'angle de roulis très proches des valeurs réelles. De plus, Intel Edison et Raspberry Pi 3 Model B ont suffisamment de capacités informatiques pour exécuter avec succès une estimation de l'angle de roulis basée sur des réseaux de neurones pour déterminer les situations de risque de renversement, respectant les restrictions de fonctionnement en temps réel énoncées pour ce problème …. Ohyun Jo, Yong- Kyu Kim, Juyeop Kim [15] les membres de l'IEEE ont proposé une idée de "l'IoT pour les chemins de fer intelligents". Dans cet article, les auteurs décrivent l'utilisation efficace et efficiente de la technologie la plus récente et émergente «Internet des objets» dans les chemins de fer. … L'Internet des objets (IoT) étant une technologie qui favorise un système plus intelligent, plus sûr et automatisé pour améliorer le niveau de vie des êtres humains, l'IoT est utilisé pour assurer la sécurité des maisons, des hôpitaux et des bureaux. Cet article se concentre sur la gestion de l'énergie dans les cabines de bureau et les informations de connexion des employés.Une interface utilisateur graphique basée sur une grille (GUI) est conçue pour surveiller la présence des employés dans la cabine de bureau correspondante, une cellule de charge (LC) et un capteur à ultrasons HC-SR04 (États-Unis). ) est utilisé pour extraire les informations sur la disponibilité des employés dans les cellules allouées.Les informations extraites de LS et des États-Unis sont envoyées à la base de données cloud sécurisée du bureau via ESP8266 Node MCU pour un contrôle supplémentaire des appareils électriques dans l'environnement de bureau. L'administrateur peut accéder aux informations de chaque armoire de bureau à l'aide de la base de données cloud et de l'interface graphique, sur la base du code couleur de l'interface graphique basée sur la grille de l'armoire de bureau particulière, l'administrateur peut commuter les appareils électriques de bureau requis. © 2018, Institute of Advanced Scientific Research, Inc.Tous droits réservés …. L'approche IoT a également été récemment proposée dans d'autres environnements critiques, par exemple pour prendre en charge la surveillance des conditions en temps réel et la détection rapide des défauts dans l'industrie de l'eau [17], adopter des véhicules aériens sans pilote pour surveiller les centrales à béton [18]et de maximiser la qualité de service dans les salles d'opération pour fournir des services médicaux vitaux dans les hôpitaux [19]. Compte tenu du domaine des transports, [20] présente une solution de maintenance intelligente basée sur l'IoT pour les systèmes ferroviaires comprenant des plates-formes d'appareils, des passerelles et des serveurs IoT. Référence [20] se concentre sur les performances et la comparaison des coûts des différentes technologies sans fil, justifiées par le fait que la portée géographique d'un chemin de fer est vraiment large et que les dispositifs ferroviaires surveillés sont déployés de manière clairsemée. … Cet article traite de la conception et de la mise en œuvre d'un prototype de solution logicielle facilitant l'interaction de développeurs tiers avec un système de surveillance et de contrôle existant dans l'environnement de l'aérodrome. En suivant l'approche de l'Internet des objets (IoT) et en adoptant des normes et des paradigmes ouverts tels que REpresentational State Transfer (REST) ​​et Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) pour l'envoi de messages, le travail vise à ouvrir la voie vers un monde plus ouvert dans le monde. secteur industriel de l'aérodrome. Le document présente également les résultats de performance obtenus en étendant les composants hérités pour prendre en charge les normes IoT. Les résultats quantitatifs démontrent non seulement la faisabilité de la solution proposée, mais aussi son adéquation en termes d'envoi rapide des messages et de tolérance aux pannes accrue …. Au lieu de cela, moins d'attention a été consacrée à des cas d'utilisation industrielle plus répartis dans le monde réel, tels que le scénario de déploiement mondial à grande échelle ciblé par Teorema. Par exemple, [14] se concentre sur la maintenance conditionnelle des chemins de fer, en adoptant l'IoT pour surveiller à distance l'état de l'équipement et juger plus efficacement si des actions de maintenance du personnel sur site sont nécessaires tout en [15] se concentre sur l'évaluation des voies ferrées pour optimiser le calendrier de maintenance. [16] adopte l'e-Maintenance pour surveiller à distance l'état des bulldozers intelligents et évaluer dynamiquement leur dégradation des performances en exploitant une technique d'apprentissage adaptatif. … L'adoption généralisée des technologies de l'information et de la communication (TIC) modifie profondément la fabrication. Plusieurs solutions Internet des objets (IoT) et Industrie 4.0 déployées dans des environnements de production ont poussé à des efforts de normalisation, notamment le modèle d'architecture de référence Industrie 4.0 (RAMI 4.0), se concentrant généralement sur les environnements d'usine intelligents. Cependant, l'évolution des TIC permet également de nouveaux scénarios d'appareils intelligents, où des machines relativement bon marché, connectées et intégrées, sont déployées en dehors de l'environnement industriel typique avec un large éventail de parties prenantes impliquées. L'article décrit un cas d'utilisation dans le monde réel composé de plus de 12000 machines à crème glacée connectées dans le monde et montre comment, anticipant l'état de l'art, la conception sous-jacente de la plate-forme TIC présente de nombreuses similitudes intéressantes avec RAMI 4.0. L'intégration des appareils dans une chaîne de valeur intelligente permet de développer de nouveaux services pour différentes parties prenantes, allant du fabricant de crème glacée et des techniciens de maintenance aux propriétaires de glaciers et aux consommateurs finaux. Les synergies importantes avec RAMI 4.0 et la validation approfondie sur le terrain font de la solution proposée une application de référence convaincante, à partir de laquelle tirer des directives utiles et généralement applicables pour le développement des futures plates-formes d'appareils intelligents Industry 4.0 …. Le cadre est utile au-delà de l'application des WDN et peut être appliqué à une variété de détection d'infrastructure (par exemple, les chemins de fer [40]) pour la modélisation numérique jumelle. Les travaux futurs se concentreront sur la façon d'améliorer le compromis entre le traitement minimal côté capteur, le cloud et le cloud computing [41]et la fusion des mégadonnées pour les réseaux de distribution d'eau intelligents et la modélisation numérique jumelle … Les réseaux de distribution d'eau sont des infrastructures critiques menacées par le rejet accidentel ou intentionnel de contaminants. Les capteurs de collecte de données restent difficiles dans les espaces souterrains et les grands réseaux. Afin de quantifier la menace de contamination pour les utilisateurs finaux, il est essentiel de déduire la propagation des contaminants avec un minimum de données de capteur. Les approches existantes d'optimisation du déploiement des capteurs utilisent l'optimisation numérique, mais souffrent de problèmes d'évolutivité et manquent de garanties de performances. Les approches théoriques des graphes analytiques relient la topologie de réseau complexe (par exemple les spectres laplaciens) aux emplacements de détection optimaux, mais négligent la dynamique des fluides complexe. D'autres approches basées sur les données telles que la détection compressée offrent une réduction limitée du nœud d'échantillon. Dans ce travail, nous introduisons une nouvelle transformation de Fourier graphique basée sur les données qui exploite la propriété de bas rang pour échantillonner de manière optimale les WDN. Le GFT proposé nous permet de récupérer la dynamique complète de la contamination du réseau en utilisant uniquement des données échantillonnées dans un sous-ensemble de nœuds. Il offre des améliorations intéressantes par rapport aux approches numériques existantes, de détection compressée et de théorie des graphes. Les résultats de notre étude de cas montrent qu'en moyenne, avec près de 30% des jonctions surveillées, nous sommes en mesure de récupérer pleinement la dynamique en réseau. Le cadre est utile au-delà de l'application des WDN et peut être appliqué à une variété de détection d'infrastructure pour la modélisation numérique jumelle …. Le cadre est utile au-delà de l'application des réseaux de distribution d'eau (WDN) et peut être appliqué à une variété d'infrastructures détection (par exemple chemins de fer [23]) pour la modélisation numérique jumelle. Les travaux futurs se concentreront sur la façon d'améliorer le compromis entre le traitement minimal côté capteur, le cloud et le cloud computing [24]et la fusion des mégadonnées pour les réseaux de distribution d'eau intelligents et la modélisation numérique jumelle. …… Les chercheurs recherchent de l'intérêt pour les personnes qui comptent dans les immeubles de bureaux ainsi que dans les lieux publics tels que les gares. De nombreuses recherches ont été menées sur le comptage humain en utilisant différentes technologies dans l'environnement intérieur [4][5][6]. Le comptage d'occupation dans les bâtiments intelligents est mis en œuvre via des caméras vidéo, des caméras thermiques, des capteurs, l'identification par radiofréquence (RFID) et le Wi-Fi [7] sonder les demandes [8][9][10][11]. … Un nœud de capteur intelligent compatible Internet des objets (IoT) a été conçu et développé pour les applications de ville intelligente. Les nœuds de capteurs fabriqués comptent le nombre de piétons, leur direction de déplacement ainsi que certains paramètres ambiants. Le champ de vision (FoV) de la lentille de Fresnel des capteurs infrarouges passifs (PIR) disponibles dans le commerce a été spécialement réglé pour surveiller les mouvements uniquement des humains et pas d'autres animaux domestiques tels que les chiens, les chats, etc. Les paramètres ambiants incluent la température, l'humidité, pression de carbone, oxyde de carbone (CO 2) et composant organique volatil total (COVT). Les données surveillées sont téléchargées sur le serveur Internet via le système de communication LoRaWAN (Long Range Wide Area Network). Un algorithme intelligent a été développé pour atteindre une précision de 95% pour le nombre de piétons. Au total, 74 nœuds capteurs ont été installés autour de l'Université Macquarie et ont continué de fonctionner pendant les six derniers mois … En tant que nouvelle technologie, l'Internet des objets (IoT) vient de commencer à être déployé dans de nombreux pays parce que de ses riches avantages. Cette nouvelle technologie promet un système d'exploitation industrielle plus efficace [1] [2] et une meilleure qualité de vie [3] [4] et est l'un des principaux éléments des maisons Lea [5] et autres plateformes intelligentes [6] [7] [8]. D'un autre côté, l'IoT peut également être considéré comme faisant partie du courant d'innovation dans les domaines des technologies sans fil et Internet. … Cet article vise à caractériser le profil du marché potentiel de l'IoT en Indonésie. Les données primaires ont été collectées en juillet 2018 grâce à une enquête approfondie qui a échantillonné les répondants représentant l'ensemble de la population indonésienne. Le questionnaire a été développé en extrayant les 4 (quatre) principaux problèmes concernant les utilisateurs potentiels de la technologie IoT, à savoir la volonté d'utiliser les services IoT, les préoccupations liées au rejet et les inquiétudes concernant l'IoT, les caractéristiques du matériel IoT et les perceptions sur le rôle de l'IoT dans le système existant. Les résultats de l'enquête ont été analysés pour saisir le profil du marché potentiel de l'IoT, et les implications stratégiques des résultats ont été examinées. Plusieurs résultats intéressants ont été trouvés, allant de la réponse à la question commune des types de services IoT les plus attendus à la réponse à la question délicate de la façon dont le peuple indonésien perçoit la force perturbatrice que la technologie IoT peut exercer. La contribution de cette recherche est qu'elle peut être utilisée comme guide initial ou référence pour les régulateurs, le gouvernement et les entreprises IoT qui commenceront à déployer des services en Indonésie …. L'Internet-of-Railway Things (IoRT) est un réaliste les attentes amènent la collecte de données et la science des données à éclairer les modèles numériques jumeaux à l'échelle nationale [2]. Cette surveillance conduit à des interventions opportunes, pour améliorer la sécurité ferroviaire, sur la base de l'analyse des données acquises [3]. La surveillance des remblais est importante pour assurer la sécurité de la voie, en particulier dans les systèmes ferroviaires à grande vitesse où la dynamique des vibrations peut provoquer un large éventail de problèmes [4], affectant la résilience du réseau de transport ferroviaire multimodal élargi [5]. … Le rail à grande vitesse exige une surveillance précise de la santé des structures dans des environnements souterrains peu profonds près des remblais. Les canaux sans fil traditionnels à basse fréquence peuvent communiquer avec des capteurs souterrains, mais ses grandes antennes sont sujettes aux dommages dus aux contraintes géologiques. Dans cette étude de cas, nous concevons un système compact à fréquence plus élevée et caractérisons expérimentalement ses performances in situ, dans différentes conditions de sol et d'humidité qui sont représentatives des conditions de sol du Royaume-Uni à proximité du site ferroviaire HS2 prévu et des conditions météorologiques. Des résultats précis de simulation électromagnétique 3D sont également présentés pour soutenir les résultats expérimentaux et un modèle de perte de trajectoire sensible aux conditions du sol est développé pour informer le déploiement à venir de la surveillance des quais à grande vitesse. Les résultats multidisciplinaires présentés informeront également directement la profondeur et la fiabilité des données du déploiement actuel des capteurs ferroviaires à grande vitesse.L'agrégation de données est une opération fondamentale dans les applications Internet des objets (IoT), par exemple, les systèmes de contrôle industriel et informatiques distribués basés sur Internet. Comme les appareils IoT sont de plus en plus connectés au système via des liens de communication sans fil limités en ressources, il est essentiel d'effectuer une agrégation de données efficace pour la communication afin de répondre aux requêtes complexes (par exemple, les requêtes d'horizon et les jointures d'égalité) à partir des applications IoT. Dans cet article, nous étudions le problème de la construction d'un arbre d'agrégation (AT) pour les requêtes complexes avec le coût de communication minimum. Comme les requêtes complexes ont une taille dynamique de résultats intermédiaires, les approches existantes basées sur l'arborescence Steiner pour les opérateurs de requêtes traditionnels, par exemple, MIN et top
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, ne peut pas être appliqué directement. Nous formalisons d'abord le gain d'agrégation en considérant conjointement la puissance d'élagage des données (la taille des points de données qui peuvent être élagués lors de l'agrégation pour les requêtes complexes) et le coût d'agrégation (la taille des points de données transmis pour l'agrégation). En maximisant le gain d'agrégation, l'ensemble de données qui a une puissance d'élagage plus élevée et une taille plus petite est sélectionné et transféré pour l'agrégation de données aux nœuds suivants. Nous proposons ensuite de construire l'AT en connectant un ensemble d'opérations d'agrégation avec un gain d'agrégation maximum. Une évaluation approfondie montre que le cadre que nous proposons atteint les résultats prometteurs. Aujourd'hui, des milliers de petits appareils, tels que des microcontrôleurs (MCU), vivent autour de nous. Ces MCU n'interagissent pas seulement avec nous en allumant des lumières ou en identifiant le mouvement dans une maison, mais ils effectuent également de petites tâches spécifiques telles que la détection de différents paramètres tels que la température, l'humidité, (CO_2 ), le réglage des lumières environnementales. De plus, il existe un grand nombre de ces microcontrôleurs comme les SmartPhones ou les petits appareils à usage général, ESP8266 ou RaspberryPi3 ou tout type de dispositifs Internet des objets (IoT). Ils sont connectés à Internet à un nœud central et peuvent ensuite partager leurs informations. L'objectif principal de cet article est de connecter tous les nœuds de manière fractale sans utiliser un central, en partageant simplement certains paramètres avec deux nœuds adjacents, mais tout membre de ces nœuds connaît les paramètres du reste de ces appareils même s'ils sont pas de nœuds adjacents. Avec un réseau fractal de Hilbert, nous pouvons accéder à l'ensemble du réseau en temps réel de manière dynamique, car nous pouvons adapter et reconfigurer la topologie du réseau lorsqu'un nouveau nœud est ajouté à l'aide d'outils d'intelligence artificielle pour son application dans une ville intelligente. dans le scénario actuel, les gens mènent une vie bien remplie, remplie de technologies modernes qui évoluent rapidement. Dans une croissance aussi rapide de la race humaine, les développements technologiques augmentaient également rapidement. Au début du XXIe siècle, la technologie s'est tournée vers l'automatisation, ce qui a conduit au développement d'une nouvelle technologie innovante appelée IoT. Mais il est un peu plus difficile à mettre en œuvre car l'IoT ne consiste pas seulement à connecter des périphériques matériels à Internet, mais c'est l'interconnexion des périphériques avec Internet qui devrait fonctionner avec intelligence. Pour ce faire, nous devons exiger des passerelles et un cloud pour stocker les données. Le principal élément clé du succès complet de l'IoT est la passerelle. Une passerelle est un périphérique, soit un périphérique matériel, soit un programme logiciel qui connecte le client et le serveur. Le serveur ou le cloud est constitué de données et ces données du cloud vers le serveur et vice versa peuvent être effectuées via ces passerelles. Le fonctionnement d'une passerelle n'est pas seulement de déplacer les informations entre le consommateur et le serveur mais aussi de maintenir des protocoles et d'assurer la sécurité du flux continu de données échangées entre le client et le serveur. Dans l'article ci-dessus, nous avons donné un aperçu complet des passerelles IoT et expliqué le fonctionnement ou les fonctionnalités de différentes passerelles dans différentes applications.Internet des objets (IoT) est un paradigme de réseau ambiant qui est intégré avec des technologies de détection, des logiciels et des machines informatiques qui sont imaginés pour apporter une gigantesque transformation mondiale dans les technologies informatiques et minières. L'IoT est une révolution technologique qui étend les concepts existants de «à tout moment» et «n'importe où» à la connectivité pour «n'importe quoi». Au cours des deux dernières décennies, une croissance exponentielle de l'utilisation de l'IoT a été observée. Au cours des dernières années, l'IoT a été utilisé dans différents domaines tels que l'agriculture, la finance, l'ingénierie et les soins de santé. Sans aucun doute, l'explosion de l'IoT offre un grand nombre d'opportunités. Cependant, l'une des principales préoccupations de l'utilisation de l'IoT est l'efficacité énergétique. Un aspect jusqu'ici négligé de l'IoT est l'augmentation possible de la consommation d'énergie. L'IoT a une influence considérable sur l'efficacité énergétique, confirmant la dérive gigantesque vers les objets connectés. Le chapitre commence par l'introduction d'Internet suivi de l'IoT. Les techniques de génération de données utilisées dans l'IoT ainsi que les principales applications de l'IoT dans les soins de santé, l'agriculture et la finance ont également été présentées. De brefs détails sur la publication basée sur l'IoT et leurs tendances ont également été décrits. De plus, des troubles neurologiques et psychologiques ont été brièvement introduits. Enfin, le besoin et la conception d'un système de santé basé sur l'IoT écoénergétique pour les patients souffrant de troubles psychologiques et neurologiques ont été proposés. Ce travail modélise la dynamique des fluctuations des séries chronologiques des patients souffrant de troubles d'apprentissage, en particulier avec des problèmes de lecture-écriture, en appliquant la géométrie fractale théorie de la croissance des interfaces et intelligence artificielle. A partir de l'EEG d'enfants diagnostiqués avec des problèmes de lecture-écriture, nous obtenons des données sur l'activité cérébrale de ces enfants avec lesquelles des séries temporelles de fluctuations (écarts types, ( upsilon left (t, tau right) )) pour chacun des 19 canaux répartis dans différentes régions du cortex cérébral. L'auto-affinité des séries temporelles de fluctuations (traitées comme des interfaces en mouvement) est caractérisée par le comportement de mise à l'échelle des fonctions de structure d'une main ( sigma propto left ( delta _ t right) ^ zeta ), avec ( zeta ) comme exposant local ou de rugosité et d'autre part ( sigma propto left ( tau right) ^ beta ), avec ( beta ) comme exposant de la croissance des fluctuations. Ces résultats nous guident pour proposer l'existence d'un comportement d'échelle dynamique similaire à celui de Family-Vicsek pour la rugosité cinétique d'une interface mobile. En outre, ces résultats sont mis en œuvre dans un réseau Internet des objets (IoT). Les chemins de fer indiens comprennent une grande infrastructure et sont les bouées de sauvetage d'un pays. Notre projet est de donner une chance au passager de la liste d'attente et de réserver les billets en utilisant les SMART CARDS très facilement. Il n'existe aucun système de ce type qui, actuellement, dans les chemins de fer indiens, héberge les passagers des listes d'attente pendant leur voyage. Ce document montre l'attribution des sièges pour les passagers de la liste d'attente par le service ferroviaire. En activant la SMART CARD, le ticket WL sera confirmé avant 1h30 ou bien avant la préparation de la carte. Les numéros de siège vides sont envoyés par le TTR au département par SMS et un message de conformation sera envoyé par le département au passager. Les SMART CARDS sont similaires à celles d'un GAB afin qu'elles puissent être rechargées et réutilisées souvent. Le lecteur SMART CARD lit la SMART CARD pour l'ouverture et la fermeture automatique de la porte et affiche les billets d'entrée sur le tableau d'affichage.Analyse de l'état de la maintenance des installations ferroviaires et de ses implications.S-G ParkS.-T SongC.-M JungS.- G. Park, S.-T. Song et C.-M. Jung, "Analyse du statut des
l'entretien des installations ferroviaires et ses implications ", automne 2013
Conférence et réunion annuelle de la Société coréenne des chemins de fer,
vol.2013, no.11, pp.383-389, novembre 2013.Energy Efficient Cloud Computing Environment via Autonomic Metadirector FrameworkT BakerY NgokoR Tolosana-CalasanzO F RanaM RandlesT. Baker, Y. Ngoko, R. Tolosana-Calasanz, O. F. Rana et M. Randles,
"Environnement de cloud computing économe en énergie via un cadre de méta-directeur autonome", Conférence internationale de l'IEEE sur les développements
dans eSystems Engineering (DeSE), pp. 198-203, 2013.L'Internet des objets (IoT), qui créera un énorme réseau de milliards ou de milliards de «choses» communiquant entre elles, fait face à de nombreux défis techniques et applicatifs. Ce document présente l'état du développement de l'IoT en Chine, y compris les politiques, les plans de R&D, les applications et la normalisation. Dans la perspective de la Chine, cet article décrit ces défis sur les technologies, les applications et la normalisation, et propose également une architecture IoT ouverte et générale composée de trois plateformes pour relever le défi de l'architecture. Enfin, cet article discute de l'opportunité et de la perspective de l'IoTIn Dans cet article, nous montrons la faisabilité du banc d'essai LTE-R avec une architecture de réseau essentiellement basée sur IP. Plus précisément, nous discutons des procédures de déploiement du LTE-R en décrivant notre construction d'un banc d'essai dans un chemin de fer commercial à travers la planification et l'optimisation des cellules. Ensuite, nous démontrons les performances permises par la mise en œuvre d'un banc d'essai pour LTE-R. Nous confirmons que non seulement des communications fiables mais aussi des services multimédias nécessitant des débits de données élevés sont possibles, ce qui nous donne une certaine garantie de la prospérité de divers services de train avancés. Nous discutons également d'un certain nombre de questions de communication technique précieuses liées aux caractéristiques inhérentes aux communications ferroviaires qui sont différentes de celles des communications sans fil commerciales.En raison des progrès techniques dans le contrôle des trains et les communications sans fil, l'exploitation des trains sans pilote a gagné en popularité ces derniers temps. D'un autre côté, toute erreur impliquée dans la gestion de la qualité de service du trafic de contrôle des trains entraînera des conséquences négatives telles que des pertes de vie possibles. Les opérateurs souhaitent donc naturellement scruter les spécifications afin que le système de communication sans fil soit en mesure de garantir la QoS du trafic de contrôle des trains. Dans cet article, nous proposons un schéma de gestion de QoS réalisable pour le trafic de contrôle des trains basé sur la méthodologie utilisée dans un système LTE conventionnel. Based on the proposed scheme, we evaluate the feasibility of the LTE system using a testbed built in a commercial railway region. The key issues to support the train control services by the LTE system are the design of a QoS policy based on analyzing the characteristics of the train control traffic and the appropriate adjustment of the cell parameters during the cell planning and optimization procedures in order to resolve any network issues that may cause problems with data pause.Low-energy technologies in the Internet of Things (IoTs) era are still unable to provide the reliability needed by the industrial world, particularly in terms of the wireless operation that pervasive deployments demand. While the industrial wireless performance has achieved an acceptable degree in communications, it is no easy task to determine an efficient energy-dimensioning of the device in order to meet the application requirements. This is especially true in the face of the uncertainty inherent in energy harvesting. Thus, it is of utmost importance to model and dimension the energy consumption of the IoT applications at the pre-deployment or pre-production stages, especially when considering critical factors, such as reduced cost, life-time, and available energy. This paper presents a comprehensive model for the power consumption of wireless sensor nodes. The model takes a system-level perspective to account for all energy expenditures: communications, acquisition and processing. Furthermore, it is based only on parameters that can empirically be quantified once the platform (i.e., technology) and the application (i.e., operating conditions) are defined. This results in a new framework for studying and analyzing the energy life-cycles in applications, and it is suitable for determining in advance the specific weight of application parameters, as well as for understanding the tolerance margins and tradeoffs in the system.The ever-increasing density in cloud computing parties, i.e. users, services, providers and data centres, has led to a significant exponential growth in: data produced and transferred among the cloud computing parties; network traffic; and the energy consumed by the cloud computing massive infrastructure, which is required to respond quickly and effectively to users requests. Transferring big data volume among the aforementioned parties requires a high bandwidth connection, which consumes larger amounts of energy than just processing and storing big data on cloud data centres, and hence producing high carbon dioxide emissions. This power consumption is highly significant when transferring big data into a data centre located relatively far from the users geographical location. Thus, it became high-necessity to locate the lowest energy consumption route between the user and the designated data centre, while making sure the users requirements, e.g. response time, are met.Machine-to-Machine (M2M) refers to technologies with various applications. In order to provide the vision and goals of M2M, an M2M ecosystem with a service platform must be established by the key players in industrial domains so as to substantially reduce development costs and improve time to market of M2M devices and services. The service platform must be supported by M2M enabling technologies and standardization. In this paper, we present a survey of existing M2M service platforms and explore the various research issues and challenges involved in enabling an M2M service platform. We first classify M2M nodes according to their characteristics and required functions, and we then highlight the features of M2M traffic. With these in mind, we discuss the necessity of M2M platforms. By comparing and analyzing the existing approaches and solutions of M2M platforms, we identify the requirements and functionalities of the ideal M2M service platform. Based on these, we propose an M2M service platform (M2SP) architecture and its functionalities, and present the M2M ecosystem with this platform. Different application scenarios are given to illustrate the interaction between the components of the proposed platform. In addition, we discuss the issues and challenges of enabling technologies and standardization activities, and outline future research directions for the M2M network.Railway turnouts, consisting of switches and a crossing, are complex electro-mechanical devices which are exposed to severe environmental influences and which are essential for the operation of any railway bar horizontal lifts. Their safe and reliable operation must be assured if the rail mode of transport is to flourish. Conventionally, the continuous availability of turnout mechanisms has been assured by high levels of routine maintenance, to some extent tailored to the criticality of a particular point location. However, traffic increases and shortened maintenance windows require better approaches to turnout maintenance. The authors of the present paper undertook the development of algorithms to detect gradual failure in railway turnout which should allow a move to an RCM2 approach to the management of switch and crossing maintenance. They demonstrate the approach using data from tests on a commonly found point mechanism and include a discussion of the benefits of adopting a Kalman Filter for pre-processing the data collected during tests.Energy efficient clustering and routing are two well known optimization problems which have been studied widely to extend lifetime of wireless sensor networks (WSNs). This paper presents Linear/Nonlinear Programming (LP/NLP) formulations of these problems followed by two proposed algorithms for the same based on particle swarm optimization (PSO). The routing algorithm is developed with an efficient particle encoding scheme and multi-objective fitness function. The clustering algorithm is presented by considering energy conservation of the nodes through load balancing. The proposed algorithms are experimented extensively and the results are compared with the existing algorithms to demonstrate their superiority in terms of network life, energy consumption, dead sensor nodes and delivery of total data packets to the base station.In this paper, we have reported an effective implementation for Internet of Things used for monitoring regular domestic conditions by means of low cost ubiquitous sensing system. The description about the integrated network architecture and the interconnecting mechanisms for the reliable measurement of parameters by smart sensors and transmission of data via internet is being presented. The longitudinal learning system was able to provide a self-control mechanism for better operation of the devices in monitoring stage. The framework of the monitoring system is based on a combination of pervasive distributed sensing units, information system for data aggregation, and reasoning and context awareness. Results are encouraging as the reliability of sensing information transmission through the proposed integrated network architecture is 97%. The prototype was tested to generate real-time graphical information rather than a test bed scenario.Safety and environment impact of urban railway play a primary role in the management of Public Transportation Companies. One of the critical problem is track maintenance activity, requiring a reliable knowledge of the rail status (such as, for urban transport system, corrugation and localised damage) so that a proper intervention can be performed only when necessary. The public transportation company of Milan (ATM S.p.A.) has started a cooperation with Politecnico di Milano to develop new techniques for track condition inspection, through accelerometer measurements performed on standard operating bogies. This avoids the use of special cars that can operate only when traffic is stopped and permits the collection of a large amount of data improving reliability through measurement repetitions. A feasibility study of a foolproof diagnostic tool is developed in this paper. In particular, it shows the best measurement points, how the sub-structure on which the train is travelling, and the travelling conditions influence the recorded vibration levels. Signal processing techniques, at this stage, are still off-line. Anyway the system has already been designed in order to work under “real time” conditions (a prototype is already existing), also reducing the huge amount of collected data to keep only the essential ones. The attentions have been focused here on the measurement problem, postponing the theoretical aspects to a future paper.This paper investigates the problem of parameter estimation for railway vehicle suspensions so as to provide information to support condition-based (instead of calendar-based) maintenance. A simplified plan view railway vehicle dynamical model is derived and a newly developed Rao–Blackwellized particle filter (RBPF) based method is used for parameter estimation. Computer simulations are carried out to assess and compare the performance of parameter estimation with different sensor configurations as well as the robustness with respect to the uncertainty in the statistics of the random track inputs. The method is then verified practically using real test data from a Coradia Class 175 railway vehicle with only bogie and body mounted sensors, and some preliminary results are presented.Condition-based maintenance (CBM) is a maintenance program that recommends maintenance decisions based on the information collected through condition monitoring. It consists of three main steps: data acquisition, data processing and maintenance decision-making. Diagnostics and prognostics are two important aspects of a CBM program. Research in the CBM area grows rapidly. Hundreds of papers in this area, including theory and practical applications, appear every year in academic journals, conference proceedings and technical reports. This paper attempts to summarise and review the recent research and developments in diagnostics and prognostics of mechanical systems implementing CBM with emphasis on models, algorithms and technologies for data processing and maintenance decision-making. Realising the increasing trend of using multiple sensors in condition monitoring, the authors also discuss different techniques for multiple sensor data fusion. The paper concludes with a brief discussion on current practices and possible future trends of CBM.We focus on the analytical modeling of a condition-based inspection/replacement policy for a stochastically and continuously deteriorating single-unit system. We consider both the replacement threshold and the inspection schedule as decision variables for this maintenance problem and we propose to implement the maintenance policy using a multi-level control-limit rule.In order to assess the performance of the proposed maintenance policy and to minimize the long run expected maintenance cost per unit time, a mathematical model for the maintained system cost is derived, supported by the existence of a stationary law for the maintained system state.Numerical experiments illustrate the performance of the proposed policy and confirm that the maintenance cost rate on an infinite horizon can be minimized by a joint optimization of the maintenance structure thresholds, or equivalently by a joint optimization of a system replacement threshold and the aperiodic inspection schedule.With explosive growth of high-data-rate applications, more and more energy is consumed in wireless networks to guarantee quality of service. Therefore, energy-efficient communications have been paid increasing attention under the background of limited energy resource and environmental- friendly transmission behaviors. In this article, basic concepts of energy-efficient communications are first introduced and then existing fundamental works and advanced techniques for energy efficiency are summarized, including information-theoretic analysis, OFDMA networks, MIMO techniques, relay transmission, and resource allocation for signaling. Some valuable topics in energy-efficient design are also identified for future research.The initial vision of the Internet of Things was of a world in which all physical objects are tagged and uniquely identified by RFID transponders. However, the concept has grown into multiple dimensions, encompassing sensor networks able to provide real-world intelligence and goal-oriented collaboration of distributed smart objects via local networks or global interconnections such as the Internet. Despite significant technological advances, difficulties associated with the evaluation of IoT solutions under realistic conditions in real-world experimental deployments still hamper their maturation and significant rollout. In this article we identify requirements for the next generation of IoT experimental facilities. While providing a taxonomy, we also survey currently available research testbeds, identify existing gaps, and suggest new directions based on experience from recent efforts in this field.Detecting Railway Under-Track Voids using Multi-Train In-Service Vehicle AccelerometerJanuary 2016The Siemens Tracksure track monitoring system is being developed in collaboration with Rail Safety and Standards Board (RSSB) and the Institute of Railway Research at the University of Huddersfield. It makes use of the existing on-board GSM-R cab radio present in every train in the UK, through the fitment of a sensor card, which detects track condition over three axes of train vibrations. By … [Show full abstract] using advanced on-train signal processing, Tracksure only requires a small amount of data to be transferred to the Ground System. For voided switches and crossings (S&C), the GPS location allows the S&C asset number to be identified and reported. This ensures maintenance staff are accurately directed to the location of voids, minimising time spent inspecting and maintaining track and improving safety. The Ground System monitors the voids detected by multiple trains, to increase the reported accuracy (within 5m) of voids and to reduce false alarms. Automated void reporting, including whether the voids are located at S&C or other track types (such as plain-line track or bridges), allows maintenance to be directed and planned. The Ground System provides advanced warning of track defects, allowing more effective and prioritised preventative maintenance. The real benefit of Nexus Tracksure is that, by way of a simple activation, it can be present on every train within the UK. Tracksure would therefore be monitoring the track on a large number of train journeys, providing a network-wide track monitoring system. Recent on-train trials have shown that the small low-cost sensor is able to detect voided sleepers underneath both S&C and bridges. The repeatability between trains and for different journeys was found to be excellent. The Network Rail upgrades to the Siemens cab radio, planned for the next 2-3 years include a GSM-R/GPS antenna, and the addition of a GPS module to the cab radio, providing a GPS connection in every train. As part of these upgrades Siemens will introduce a Tracksure sensor card into the cab radio, minimising installation costs, making it hardware ready for Nexus Tracksure, the Siemens implementation of RCM (Remote Condition Monitoring). The only action needed for activation will be the upload of the software application to the cab radio. Tracksure allows the network operator to make significant reductions in maintenance and delay costs, line closures, journey re-planning and speed restrictions, by having a reliable monitoring system that is non-intrusive yet gives analysis for the entire rail network, improving train safety, network reliability and passenger comfort.Read moreDevelopment Trends of Mobile Communication Systems for RailwaysJuly 2018 · IEEE Communications Surveys & TutorialsWith the widespread deployment of high-speed railways and the increasing speed of trains, timely and reliable wireless transmission of train control signals and passengers’ mobile Internet access become critical. To meet these demands, mobile communication systems for railways is shifting from narrowband GSM-R to broadband systems. In contrast to GSM-R, broadband LTE-R and 5G-R system could … [Show full abstract] provide more services such as real-time video surveillance, multimedia dispatching and railway Internet of Things (IoT). In this paper, we first briefly review the existing GSM-R system and discuss its limitations. Then, we discuss future development of user demands and various data services, which suggests the key performance indicators of the future mobile communication systems for railways. Afterwards, we survey the recent wireless technologies and network architectures that may be applied in mobile communication systems for railways in the near future. Finally, we summarize the technical challenges of future mobile communication systems for railways and conclude the paper.Read moreCost effective maintenance policy: A case studyNovember 2010European Rail Traffic Management System (ERTMS) is a major venture by European Union in order to create interoperable railway network within Europe. Manufacturers of ERTMS strive to attain a competitive edge by demonstrating the efficiency of their systems. Cost effectiveness is one of the significant ways to address efficiency of the system which deals in maximising availability and minimising … [Show full abstract] life cycle cost of the system over the system life cycle. One of the important ways of maximizing cost effectiveness of a system can be attained by optimising maintenance policy. This paper demonstrates the estimation of cost effectiveness of an ERTMS system. The degradation and repair process of the system is modelled by Petri-Nets. Failure, maintenance and cost data are used as parameters for the model. The model will be useful for the systems that experience degradations and subjected to imperfect maintenance.Read moreDiscover moreLast Updated: 12 Dec 2019Looking for the full-text?You can request the full-text of this article directly from the authors on ResearchGate.Request full-text

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