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Digital preservation aims at maintaining digital objectsaccessible over a long period of time, regardless of thechallenges of organizational or technological changes orfailures. In particular, data produced in e-Science domains couldbe reliably stored in today

Digital preservation is the ability to retrieve, access, and use digitalobjects through time, while ensuring the authenticity and integrity properties ofthese objects. Data grids represent a model of storage systems designed for datamanagement and sharing, which concept also has been proposed for digitalpreservation. However, since data grids are not specifically designed for thispurpose, they present weaknesses that have to be handled. This poster willpresent a set of services to address a problem in the metadata catalog of theiRODS data grid, strengthening that platform for digital preservation purposes.

Digital preservation aims at maintaining digital objects anddata accessible over long periods of time. The emerging context of e-Science imposes new scenarios and new requirements for digital preser-vation. This paper presents the main issues, current solutions and promi-nent projects for digital preservation and e-Science data management. Fi-nally, it presents the problem to be addressed, the solutions to explore,the proposed methodology and expected contributions of the associatedPhD work.

Digital preservation aims at maintaining digital objects anddata accessible over long periods of time. We propose the use of dedicatedor surplus storage resources of data grids to build frameworks of digitalpreservation. In this paper we focus on the problem of digital preservationin two scenarios: a national digital library and a repository of scientificinformation for dam safety. We detail the scenario of dam safety dataand provide an analysis of an existing data grid solution that can be usedfor this purpose.

Mediante o desafio de fomentar a relevância da investigação em sistemas de informação, sem por em causa o seu rigor, este artigo analisa os conceitos de rigor e de relevância da investigação, assim como as perspectivas existentes sobre as possibilidades de conjugação derigor e relevância em processos de investigação.Verificando-se que alguma da investigação mais rigorosa não atrai, tanto quanto seria desejável,o interesse de parte da sua audiência por falta de relevância, este artigo compila um conjunto derecomendações para que os investigadores em sistemas de informação desenvolvaminvestigação não só rigorosa mas também relevante. Considerando os objectivos doinvestigador, nomeadamente o nível de rigor e relevância pretendidos e os recursos disponíveispara o processo de investigação, este artigo discute o impacto da escolha por inovaçãoincremental, modular, arquitectural e radical nas perspectivas de exequibilidade de rigor e relevância. Assim, a discussão e as considerações finais deste trabalho deverão constituir contributo satisfatoriamente rigoroso e relevante para os investigadores em sistemas de informação.

Digital preservation aims at maintaining digital objects anddata accessible over long periods of time. Data grids provide severalfunctionalities required by digital preservation systems, especially whenmassive amounts of data must be preserved, as in e-Science domains. Wepropose the use of existing data grid solutions to build frameworks fordigital preservation. In this paper we survey the main threats to digitalpreservation, which are used to identify a central point of failure in themetadata catalog of the iRODS data grid solution. We propose threeextensions to the iRODS framework, to overcome the shortcomings ofiRODS when used as a digital preservation system.

A linguagem UML é actualmente uma ferramenta largamente disseminada para a modelação de sistemas de informação. No entanto, entre a esquematização conceptual de um sistema e a sua implementação existe um passo crucial de transformação que nos propomos melhorar. Este artigo apresenta trabalho para o desenvolvimento de um sistema de geração de sistemas aplicacionais, directamente baseados na especificação UML de diagramas de actividade (geração de workflows) diagramas de classe (geração de bases de dados). A transposição entre a modelação e a implementação é feita através do XMI gerado por uma ferramenta de modelação UML, servindo de base para a geração do sistema final. Por sua vez, este ultimo suporta-se num backend implementado na linguagem de Programação em Lógica ISCO, tirando partido da propriedades declarativas desta linguagem no acesso a bases de dados, e um frontend AJAX, facilitando alterações assíncronasque venham a ser realizadas sobre as especificações do sistema, depois de gerado.Este artigo, sendo relativo a um work in progress não propõe ainda conclusões definitivas sobre as implicações desta abordagem, mas já apresenta alguns resultados preliminares relativamente a comparações com outro sistema de gestão de fluxo de dados.

A utilização das ferramentas computacionais em hidrologia no LNEC remonta ao início dos anos 70, com destaque para a modelação dos fenómenos hidrológicos. Nos anos oitenta, com o advento das bases de dados, deram-se os primeiros passos na criação de bases de dados de qualidade da água e de sistemas de apoio à decisão em recursos hídricos. Desde então verificaram-se grandes avanços e desenvolvimentos na área das tecnologias de informação e comunicação, bem como na área da modelação e simulação, que têm contribuído de forma significativa para o avanço da hidrologia, em particular, e da gestão ambiental em geral.Nesta comunicação, resume-se a actividade do Núcleo de Tecnologias de Informação do Departamento de Hidráulica e Ambiente do LNEC, dando-se particular destaque às aplicações e serviços mais recentes bem como aos estudos em curso, que vão desde a modelação de dados de apoio à implementação da Directiva-Quadro da Água aos sistemas de aviso e alerta e à simulação da resposta à emergência em situação de cheias naturais ou provocadas, passando pela modelação em grelha (grid computing), que tira partido dum sistema computacional de elevado desempenho, infra-estrutura de apoio ao grande cálculo. No final, referem-se ainda algumas ferramentas que contribuem bastante para a disseminação do conhecimento.

This paper presents the technical decisions taken during the designand development of GESTBARRAGENS, which is an Information System thatmanages data concerning dam safety. We focus the discussion around its dataanalysis features, namely: (1) the generation of dynamic forms in ASP.NET; (2)the reporting mechanism implemented with MS Reporting Services; and (3) thespatial analysis based on a GIS infrastructure using the ESRI arcIMS tools.

As inovações tecnológicas, nomeadamente nas áreas das tecnologias e sistemas de informação e do conhecimento colocam à disposição da sociedade ferramentas para odesenvolvimento de sistemas que podem contribuir de forma significativa para apoiar as actividades do controlo de segurança de barragens, através, nomeadamente, da disseminação do conhecimento especializado, da automatização de processos, da formação técnica de novasequipas especializadas, entre outros.Este trabalho tem como principal objectivo apresentar uma proposta inovadora demodernização das actividades subjacente ao controlo de segurança de grandes barragens debetão com base em processos automatizados e com características inteligentes.Neste contexto, o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) promoveu, no início de 2004, o desenvolvimento do sistema GESTBARRAGENS, tendo como parceiros oInstituto de Engenharia de Sistemas e Computadores: Investigação e Desenvolvimento (INESC-ID) e a Companhia Portuguesa de Produção de Electricidade (CPPE/EDP).

O alerta precoce de emergências e catástrofes (cheias, eventos graves de poluição,tsunamis) pode contribuir para a protecção do património e da vida humana em zonascosteiras e ribeirinhas. A previsão atempada destes eventos é essencial para a gestão dorisco em comunidades vulneráveis, contribuindo para suportar decisões sobre a evacuaçãoda população, a alocação de recursos para proteger valores humanos e ambientais e agestão eficiente do pessoal de apoio na resposta à emergência. Os sistemas de previsãoem tempo real são ferramentas fundamentais para a gestão do risco nestas zonas,produzindo previsões a escalas de tempo curtas, através da integração de modelos e dadosde campo. Estes sistemas podem ainda ser integrados com sistemas de alerta, para apoioàs entidades gestoras.A presente comunicação enquadra-se no projecto PREPARED Enabling Change (7PQ).Este projecto inclui um conjunto de casos de demonstração, nos quais está incluída acidade de Lisboa. Para esta cidade, será desenvolvido um sistema piloto de alerta parariscos de saúde pública associados a contaminação fecal das águas de recreio, aplicado àfrente ribeirinha do estuário do Tejo. Este sistema está a ser desenvolvido com base naadaptação do sistema de previsão em tempo real do LNEC (RDFS-PT), actualmente em10º Simpósio de Hidráulica e de Recursos Hídricosdos Países de Língua PortuguesaPorto de Galinhas/PE, Setembro de 2011______________________________________________________________________________________________vs.011operação para previsão da circulação em vários estuários e da agitação marítima na costaPortuguesa (http://ariel.lnec.pt), para a simulação conjunta do escoamento e transporte narede de colectores e no meio receptor (estuário do Tejo), suportada por uma rede desensores em tempo real e por estudos laboratoriais.Esta comunicação apresenta o sistema actual de previsão da circulação em tempo real e asua validação, por comparação com dados históricos e dados em tempo real, assim como ametodologia de abordagem para a criação do sistema de alerta. É ainda apresentado omodelo 3D acoplado da hidrodinâmica

A forte pressão exercida pela actividade humana nas zonas costeiras e estuarinas requer que a sua gestão seja inteligente e sustentada. O Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) tem vindo a desenvolver vários modelos numéricos de alta resolução para simular a dinâmica nestas zonas, numa perspectiva multi-escala, desde as grandes bacias regionais até às pequenas escalas estuarinas e portuárias, utilizando malhas não estruturadas e aninhadas.Os sistemas de previsão em tempo real são ferramentas fundamentais para o apoio à gestão das zonas costeiras. Estes sistemas fazem previsões a escalas de tempo curtas (dias), através da integração de modelos e dados de campo. O LNEC e o CMOP desenvolveram e operacionalizaram um sistema de previsão em tempo real (RDFS-PT) para a circulação e agitação marítima das zonas costeiras de Portugal. O sistema está actualmente em operação para a agitação marítima do Atlântico Norte e para a costa Portuguesa. A circulação no estuário do Tejo e na ria de Aveiro, forçada pelo modelo regional de marés do LNEC, está também a ser prevista em tempo real neste sistema, podendo este ser aplicado para qualquer outra região na costa Portuguesa.O sistema RDFS-PT integra modelos numéricos e de dados de campo, um conjunto de scripts e de programas, e uma interface de visualização. Os modelos utilizados permitem prever a variação da elevação da superfície da água, correntes, temperatura, salinidade e da agitação marítima. Esta comunicação descreve este sistema, em operação no LNEC, incluindo as aplicações em curso e as perspectivas de novos desenvolvimentos.

Apart from being a technological issue, digitalpreservation raises several organizational challenges.These challenges are starting to be addressed in theindustrial design and e-Science domains, whereemerging requirements cannot be addressed directly byOAIS. Thus, new approaches to design and assessdigital preservation environments are required. Wepropose a Reference Architecture as a tool that cancapture the essence of those emerging preservationenvironments and provide ways of developing anddeploying preservation-enabled systems inorganizations. This paper presents the main conceptsfrom which a Reference Architecture for digitalpreservation can be built, along with an analysis of theenvironment surrounding a digital preservation system.We present a concrete Reference Architecture,consisting of a process to derive concrete digitalpreservation architectures, which is supported by anarchitecture framework for organizing architecturedescriptions. In that way, organizations can be betterprepared to cope with the present and future challengesof digital preservation.

The OAIS reference model is a well established

It is now assumed that poor quality data is costinglarge amounts of money to corporations all over the world.Although research on methods and techniques for data qualityassessment and improvement have begun in the early nineties ofthe past century and being currently abundant and innovative, itis noted that the academic and professional communitiesvirtually have no dialogue, which turns out to be harmful to bothof them. The challenge of promoting the relevance in informationsystems research, without compromising the necessary rigor, isstill present in the various disciplines of information systemsscientific area [1,2], including the data quality one.In this paper we present

Presently, we are well aware that poor quality data is costing large amounts of money to corporations allover the world. Nevertheless, little research has been done about the way Organizations are dealing with data qualitymanagement and the strategies they are using.This work aims to find some answers to the following questions: which business drivers motivate the organizationsto engage in a data quality management initiative?, how do they implement data quality management? and whichobjectives have been achieved, so far?Due to the kind of research questions involved, a decision was made to adopt the use of multiple exploratory casestudies as research strategy [32]. The case studies were developed in a telecommunications company (MyTelecom),a public bank (PublicBank) and in the central bank (CentralBank) of one European Union Country.The results show that the main drivers to data quality (DQ) initiatives were the reduction in non quality costs, riskmanagement, mergers, and the improvement of the company

This paper presents a new information system, SAGE-B, structured to support all fundamental data related to dams and the elements associated to an emergency in case of a dam-break flood. Data such as information about the population located in the areas at risk or the vehicles available for rescue that are located in the areas impacted by the predicted flood are always changing. In order to support an effective update of the required information for emergency management, an emergency information system was conceived and proposed. This paper describes the motivation for this research and the basic requirements from an emergency management perspective. The platform has a modular architecture, developed in open and free technologies, which allows a continuous development and improvement. Examples of future developments include a multichannel emergency warning system, flood wave real-time forecast and dam-breaching real-time monitoring models.

Digital preservation, as a research and technical problem, isrelated with the purpose of maintaining digital objects accessible over along period of time, regardless the challenges concerning technological ororganizational changes or failures. In this poster we propose solutions thatcan evaluate and support the design of strategies in the context of preser-vation systems based on federations of data grids. The purpose is to have inplace techniques that, when in the presence of veri ed failures or potentialrisks, automatically apply speci c business rules considering the perceivedstate of the system. This means that federations of data grids, as preser-vation systems, must be able to react to threats in order to keep the mainproperties of the system aligned with its business objectives. Ideally, thosereactions should result in a self-organization of the system, especially whenthe changes occur between some limits. When out of those limits, the re-actions should be e ective at least to request human intervention.

The complexity of digital preservation increases with the fact that each type of digital object has its own particularities and special requirements. Thecollaborative environment of the scientific community, and associated services and infrastructures, usually known as e-Science (or enhanced Science), involves the requirement of interoperability and the respective data sharing.In a broad sense, e-Science concerns the set of techniques, services, personnel and organizations involved in collaborative and networked science. It includes technology but also human social structures and new large scale processes of making science. It also means, on the same time, a need and an opportunity for a better integration between science and engineering processes. Thus, long-term preservation can be thought as a required property for future science and engineering, to assure communication over time, so that information that is understood today is transmitted to an unknown system in the future.

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Wireless Sensor Networks (WSN) are being progressively used in several applicationareas, particularly to collect data and monitor physical processes.Moreover, sensor nodes used in environmental monitoring applications, suchas the aquatic sensor networks, are often subject to harsh environmental conditionswhile monitoring complex phenomena. Non-functional requirements,like reliability, security or availability, are increasingly important and must beaccounted for in the application development. For that purpose, there is alarge body of knowledge on dependability techniques for distributed systems,which provides a good basis to understand how to satisfy these non-functionalrequirements of WSN-based monitoring applications. Given the data-centricnature of monitoring applications, it is of particular importance to ensure thatdata is reliable or, more generically, that it has the necessary quality.The problem of ensuring the desired quality of data for dependable monitoringusing WSNs is studied herein. With a dependability-oriented perspective,it is reviewed the possible impairments to dependability and the prominentexisting solutions to solve or mitigate these impairments. Despite the varietyof components that may form a WSN-based monitoring system, it is givenparticular attention to understanding which faults can affect sensors, howthey can affect the quality of the information, and how this quality can beimproved and quantified. Open research issues for the specific case of aquaticmonitoring applications are also discussed.One of the challenges in achieving a dependable system behavior is to overcomethe external disturbances affecting sensor measurements and detect thefailure patterns in sensor data. This is a particular problem in environmentalmonitoring, due to the difficulty in distinguishing a faulty behavior fromthe representation of a natural phenomenon. Existing solutions for failuredetection assume that physical processes can be accurately modeled, or thatthere are large deviations that may be detected using coarse techniques, ormore commonly that it is a high-density sensor network with value redundantsensors.This thesis aims at defining a new methodology for dependable data qualityin environmental monitoring systems, aiming to detect faulty measurementsand increase the sensors data quality. The framework of the methodology isoverviewed through a generically applicable design, which can be employed toany environment sensor network dataset.The methodology is evaluated in various datasets of different WSNs, where it isused machine learning to model each sensor behavior, exploiting the existenceof correlated data provided by neighbor sensors. It is intended to explorethe data fusion strategies in order to effectively detect potential failures foreach sensor and, simultaneously, distinguish truly abnormal measurementsfrom deviations due to natural phenomena. This is accomplished with thesuccessful application of the methodology to detect and correct outliers, offsetand drifting failures in real monitoring networks datasets.In the future, the methodology can be applied to optimize the data qualitycontrol processes of new and already operating monitoring networks, and assistin the networks maintenance operations.

As autoridades de proteção civil precisam de avisar as populações em situações de perigo, deforma rápida, previsível e atempada. Esta necessidade é particularmente notada, em situaçõesde emergência, como os desastres naturais ou tecnológicos, quando se pretende informar apopulação numa determinada área, das ações que devem executar para limitar os danospotenciais.O envio do aviso à população é habitualmente feito através de contactos porta a porta,altifalantes, sirenes, telefones, rádio, televisão e muitos outros canais de comunicação.Todavia, o envio do aviso através de um único destes canais possui limitações, nãoconseguindo satisfazer todos os requisitos desejáveis.Para a resolução deste problema é proposta e especificada uma arquitetura modular parasistemas de aviso que permite integrar redes de aviso baseadas em distintos canais decomunicação, permitindo o envio do aviso, de forma integrada através de diversos canais. Aadoção desta arquitetura permite construir um sistema de aviso baseado em múltiplos canaisde comunicação, um sistema de aviso multicanal.Para mostrar as possibilidades da arquitetura foram especificadas redes de aviso baseadas emdois canais de comunicação distintos: SMS e televisão digital. Para cada rede de aviso foramidentificadas limitações e propostas soluções, nomeadamente para o aumento da rapidez noenvio do aviso, melhoria na seletividade do envio, utilização da língua preferida dodestinatário, aumento do volume de mensagens que é possível enviar em tempo útil eintrodução de mecanismos de autenticação do aviso.Em particular, foi feita a caraterização analítica de uma rede móvel celular em dois cenáriosde desastre para tentar compreender o comportamento de uma rede de aviso suportada emSMS. Os resultados mostram que o SMS pode ser utilizado nalgumas situações, dependendodo número de pessoas na zona de risco.

A aprovação e implementação da directiva-quadro da água (DQA) e de outras directivas europeias associadas impuseram alterações significativas aos métodos de planeamento e gestão de recursos hídricos e também aos critérios de uso, gestão e partilha de informação geográfica, nomeadamente os que pautam o relato ao sistema europeu de informação sobre águas (WISE) e a contribuição para a infra-estrutura europeia de informação geográfica (INSPIRE).Neste trabalho apresenta-se o processo de desenvolvimento e implementação de um modelo de dados geográficos (MDG) de suporte ao planeamento e gestão de águas superficiais que considerou requisitos técnicos, funcionais e legais. Os requisitos técnicos e funcionais aplicados à informação geográfica foram determinados com base nas normas internacionais aplicadas à especificação de informação geográfica, nomeadamente as da organização internacional de normalização (ISO) e as da infra-estrutura europeia de informação geográfica (INSPIRE). Os requisitos legais foram determinados por diplomas legais europeus e portugueses que estabelecem as metodologias de planeamento e gestão, conjuntos de dados geográficos, métodos de classificação, fluxos de análise, simbologia de apresentação de dados, entre outros.Destacam-se quatro casos de utilização do MDG: i) produção cartográfica; ii) análise espacial e modelação hidrológica e hidráulica; iii) relato ao WISE; e iv) suporte aos produtos resultantes da elaboração dos planos de gestão de região hidrográfica (PGRH).A metodologia utilizada no desenvolvimento do MDG baseou-se nas normas ISO 19103 e 19109, que preconizam quatro fases de desenvolvimento: i) declaração do universo de discurso; ii) modelo conceptual; iii) modelo lógico e iv) modelo físico de dados. Após a implementação do MDG num sistema de gestão de bases de dados geográficos procedeu-se ao seu carregamento com dados, tendo sido testadas e descritas as funcionalidades oferecidas pelo desenho do MDG no âmbito da aplicação ao planeamento e gestão de recursos superficiais.

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O efeito da poluição por derrames acidentais nos ecossistemas costeiros motivou a procura e o desenvolvimento de abordagens para planeamento e resposta atempados à emergência com o intuito de proteger os recursos aquáticos. Os sistemas de monitorização da poluição e de modelação existentes são utilizados de forma independente durante acidentes deste âmbito sem a eficácia pretendida. A prevenção do risco de derrame é, habitualmente, feita via planos de contingência com base em estudos simplistas não refletindo o dinamismo da informação nem permitindo o alerta atempado dos gestores costeiros devido ao uso de tecnologia desatualizada.Os sistemas de gestão de risco, testados com sucesso em desastres ambientais e humanitários, demonstram ser soluções promissoras. A sua adequação permite criar sistemas de gestão de risco mais específicos, como riscos de poluição e gestão da resposta á emergência em zonas costeiras. Esta inovação permite conjugar a modelação costeira de vanguarda para análise de risco, a riqueza de informação ambiental existente para a definição de indicadores de condições propícias á ocorrência de derrames e as tecnologias de comunicação. Obtém-se como resultado um conjunto de meios de alerta precoce e resposta mais eficiente e benéfica do ponto de vista da segurança das populações, da capacidade de atuação dos gestores costeiros e da manutenção dos recursos naturais costeiros.A adaptação dos módulos do sistema de gestão de risco de acidentes por rotura de barragens SAGE-B permitiu conceber um novo sistema de gestão de risco de poluição em zonas costeiras que incluiu um sistema de alerta precoce resultante da aplicação dos modelos, um sistema de aviso associado e uma base de dados com os recursos em risco e os meios de resposta à emergência para a análise da vulnerabilidade na Ria de Aveiro, obtendo-se uma nova metodologia genérica de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira.

Com a evolução das tecnologias de informação, a migração de dados legados é essencial para garantir o correcto funcionamento das novas aplicações. A eficiência e correcção das aplicações depende, fortemente, da qualidade dos dados armazenados.A criação de processos de migração de dados através da implementação de Software específico é bastante complexa. Por isso, é fundamental disponibilizar mecanismos de apoio à realização de tarefas de tratamento e migração de dados.A framework Ajax disponibiliza vários operadores para limpeza e transformação de dados. Não sendo uma ferramenta exclusivamente orientada para a migração de dados, pretende-se que a sua utilização na migração de um projecto real permita validar a respectiva aplicação. Todas as lacunas dos operadores do Ajax podem, assim, ser preenchidas através do refinamento e extensão da lógica dos operadores, nomeadamente, no suporte à identificação de registos errados e ao carregamento incremental de dados nos sistemas alvo.No âmbito do projecto gestBarragens, desenvolveu-se um processo de migração que inclui o carregamento de um sistema de informação legado e vários sistemas simples relacionados com informação acerca da segurança de barragens de betão em Portugal.

Manual translation of UML diagrams to programmatic code is tedious anderror prone. Many CASE tools allow computer code to be generated fromClass Diagrams, but fewer, if any, allow the transformation of Activity Dia-grams (ADs) in executable and workflow defining computer code.Our project aims at:

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This report proposes two cross-cutting methodologies for joint exploitation of information for monitoring and modeling in coastal regions taking advantage of the products developed and enhanced in the scope of the CONNECT project, namely the CONNECT coastal service (Rodrigues et al., 2024). The workflow for their implementation is demonstrated in the Tagus estuary taking advantage of the results of this project.The proposed cases are:1) a methodology for establishing forecast system grid limits based on the information provided by the in-situ and remote networks; and2) a methodology to support monitoring infrastructures.The analyses are conducted in a generic way, to be applied anywhere, and are then illustrated using the model forecasts and the in-situ and remote sensing data available at the CoastNet monitoring network (Castellanos et al. 2021; França et al. 2021). The demonstration sites, initially selected to be the Mondego estuary and Ria Formosa, were switched to the Tagus estuary. Indeed, while both the Tagus and the Mondego estuarieshave a similar in-situ network, their spatial scales are quite different (the Tagus estuary is much larger), and the application of the methodology using the available remote sensing data would be less effective in the Mondego. In the case of the Ria Formosa, in-situ data is not currently available for the relevant variables. Therefore, both methodologies will be demonstrated in the Tagus estuary.

As sociedades contemporâneas estão crescentemente dependentes das tecnologias de informação e de comunicação. Embora estas tecnologias tragam benefícios inegáveis às sociedades, aumentam as ameaças e os riscos que resultam da sua dependência. Por esse motivo têm sido tomadas medidas em Portugal para dotar o país de uma melhor resposta operacional a ciberataques. Sendo esta realidade pouco conhecida dos agentes da sociedade e da administração pública, este relatório apresenta uma panorâmica da situação atual da área de cibersegurança no plano organizativo e legislativo.

This document presents the Data Management Plan (DMP) for the MOSAIC.pt project. MOSAIC.pt haschosen to participate in the Open Research Data pilot from FCT. Following the recommendationsprovided by the European Commission (EU, 2016), in the scope of making data FAIR, this DataManagement Plan (DMP) provides the approach to the following topics:

O projeto de I&D SINERGEA visa criar uma plataforma inteligente e inovadora de suporte àgestão integrada e otimizada da energia, da qualidade da água balnear e da inundação emcidades costeiras. Enquadrada no paradigma

In this report, we present a comparison of model performance indicators for severaloperational coastal forecast systems and structural engineering predictions and evaluationsexecuted in local workstations, in HPC cluster nodes and in a pilot cloud, aiming atcontributing to the best choice for the National Infrastructure for Scientific Computing.Results show that the scalability and flexibility of cloud computing resources makes theman attractive alternative for the implementation of multiple forecast systems using serial,non-MPI models, as well as for sensor data acquisition and processing applications.For MPI-based models, tests using cloud virtual machines with resources equal to or lowerthan the smaller physical bases performed well relative to the other resources. However, asthe cloud resources under testing did not reach the optimal number of processors for thepresent use cases, the HPC cluster remained the best option, as it fits better therequirements for the typical dimensions of computational grids for multi-scale (port toocean) analysis.Federated cloud resources allowed a better performance for small pool sizes, allowing thecombination of the processing power of several hosts. However, the performance doesscale very badly if the choice relies in any combination that uses many processes (by usingmany hosts or many processes within each host), even if we use resources with somehardware assistance.Further testing is still necessary to explore this possibility in detail, taking into account theneed to assure an adequate quality of service (QoS), especially to meet forecastingdeadlines and real-time streaming bandwidth.We conclude that an evolution from the current cluster setup to a cloud-based architecturewill satisfy most of our simulation requirements while offering a more flexible andaffordable computing environment.

O presente relatório descreve a atividade realizada pelo Núcleo de Tecnologias da Informação em Engenharia Civil, no âmbito do processo

Ao longo dos anos recentes, a atividade desenvolvida nas áreas de engenharia tem-se apoiado cada vez mais na utilização de ferramentas de software apropriadas. Estas ferramentas são muitas vezes desenvolvidas especificamente para dar resposta a um problema muito bem definido, faltando-lhes a capacidade para resolver de forma eficiente problemas semelhantes computacionalmente mais exigentes. A paralelização destas ferramentas é uma das abordagens existentes para permitir aumentar a sua eficiência e aumentar a complexidade dos problemas admissíveis. Este relatório introduz o programa ParFludan, um programa paralelo para análise estrutural pelo método dos elementos finitos, que surgiu da necessidade de melhorar o desempenho do programa Fludan-RAS. Executado no cluster Medusa do LNEC, este novo programa permite tratar problemas de maior complexidade do que o original, com melhorias significativas ao nível dos tempos de execução. Além da descrição do processo de paralelização do programa original e das tecnologias para tal utilizadas, é também feita a análise do programa desenvolvido e são dadas instruções para a sua utilização, com o objetivo não só de facilitar a utilização do ParFludan como também deprovidenciar algumas linhas de orientação para a paralelização de outros programas em condições semelhantes.

A otimização de programas de computação científica é um problema extremamente relevante em engenharia pois uma otimização eficaz pode trazer ganhos de algumas ordens de grandeza em diversas dimensões: tempo de execução, memória utilizada, custo, precisão numérica, dimensão dos dados de entrada, tempo de programador, etc. Este relatório discute a otimização de memória e, em particular, pretende fornecer linhas de orientação para a otimização eficaz de um programa de computação científica em termos de memória. Descreve-se brevemente um modelo simples de um computador que permite compreender os conceitos mais relevantes da memória de um computador, e descrevem-se várias estratégias de otimização. Estas estratégias são discutidas e exemplificadas, e compiladas numa checklist com vista a ser percorrida e analisada aquando da otimização de memória de um programa de computação científica. É discutido um caso de estudo em que foi feita a análise dos objetivos da otimização e das características do programa. Feita esta análise foram escolhidas três estratégias da checklist que permitiram, com pouco esforço, resolver completamente o problema original.

O LNEC mantém desde 2007 uma infraestrutura cluster, o Medusa, com o objectivo de proporcionar aos seus investigadores acesso a capacidades modernas de computação científica para resolução de problemas de engenharia. No entanto, algumas características do cluster têm atrasado a sua adoção generalizada pelos investigadores, sendo uma delas a necessidade de utilizar um ambiente Linux para interagir com o Medusa da forma convencional. Neste relatório é introduzida uma alternativa a esta forma convencional de utilização do Medusa, recorrendo ao ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) Eclipse e à ferramenta Parallel Tools Platform (PTP), que permite evitar a interacção com o ambiente Linux e utilizar o cluster a partir de um ambiente mais familiar, como o Windows. A expetativa é que esta solução alternativa contribua para facilitar a transição dos investigadores para o Medusa, conduzindo a um melhor aproveitamento dos recursos computacionais disponíveis no laboratório e à exploração de novas possibilidades no domínio da resolução de problemas de cálculo complexos.

Controlling urban floods and managing direct discharges of effluents intoreceiving waters from combined sewer overflows (CSO) are two majorchallenges faced by urban water management utilities. Discharges from largecities can have significant environmental impacts on marginal water bodies,affecting the quality of life in general, and recreational activities in particular(Marsalek and Rochfort, 2004; David and Matos, 2005; Passerat et al., 2011).These impacts can be exacerbated by climate change. First, the growingmagnitude and frequency of extreme precipitation events (Groisman et al.,2005; Frei et al., 2006) will increase the number and severity of the discharges.Secondly, sea level rise and the resulting increase of salinity intrusion into thesewers can degrade the performance of wastewater infrastructures, affectinggate and pump operations and advanced biological wastewater treatmentprocedures.The ability to jointly manage an entire urban drainage and treatment system,towards an efficient and environmental-friendly operation of theseinfrastructures in a climate-change context, is often limited by the lack ofreliable real-time information. Existing information systems are frequentlydevoted to specific parts of the network, lacking synoptic and cross-domaindata. In addition, data and prediction tools are usually focused on physicalvariables alone. Water quality information is, at best, supported by verysimple modelling approaches and limited sensors. More often, thisinformation is sparse and not organized to provide efficient command andcontrol procedures, taking into account climate change effects in the variousdomains.Timely prediction and monitoring of environmental conditions, as well asanticipation of hazardous events, are essential parts of recreational watersmanagement. Monitoring and forecasting platforms can provide the necessaryinformation for safe and efficient economic activities, and the protection ofvaluable natural assets, including the preservation of ecosystems andrecreational areas.To this end, an innovative, real-time, coupled urban and estuarine platformwas developed to support the integrated water quality management ofwastewater systems, from the upstream catchment to the receiving waters.The platform efficiently integrates the monitoring and modelling of thedifferent physical and water quality processes from the catchment to thereceiving waters, at the appropriate spatial and temporal scales. It providesreal-time web access to on-line hydrodynamic and water quality monitoringnetworks and short-term model predictions, based on a coupled modellingsystem that includes relevant interactions between the urban drainage systemand the receiving waters, automatically compared with available on-linenetwork data. This innovative decision support tool for urban drainagesystems management is organized to provide tailor-made, automatic servicesto support the major operation tasks, drilled-down to the necessary details fordecision support.The forecasting engine behind the platform provides hydrodynamic andfaecal contamination predictions in all components of the systems (drainagenetwork, wastewater treatment plant and estuary), accounting for allinteractions between them. Prediction models are forced by regional forecastswhenever possible, and by real-time data otherwise. The accuracy of thepredictions is verified through continuous, automatic comparison with datafrom the innovative on-line monitoring network, including both physical andwater quality sensors (Rodrigues et al., 2014).Based on the platform

O projecto PAC:MAN é coordenado pela Doutora Anabela Oliveira (LNEC) e inclui uma equipa de investigadores do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Instituição proponente), Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental e Universidade de Aveiro. Este projecto tem como objectivos investigar: (i) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; (ii) a capacidade e eficiência do sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação de óleo na zona costeira; (iii) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; e (iv) o modocomo estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de derrames nas zonas costeiras. Na fase inicial do projecto foi feita a análise de dados in situ e de deteção remota para acidentes de poluição na plataforma continental Ibérica e zona costeira, para apoiar o desenvolvimento de indicadores de condições propícias à ocorrência de acidentes com embarcações que ultimamente poderão conduzir ao derrame de hidrocarbonetos. Estes indicadores foram validados para a Ria de Aveiro, a qual foi escolhida pela sua enorme importância ambiental e económica. Foi definido um conjunto de cenários, aos quais estão associados os resultados duma análise de vulnerabilidade local. Os cenários foram utilizados para avaliar a capacidade dos modelos detalhados de serem aplicados na análise de risco, e para desenvolver uma nova metodologia de prevenção deste tipo de riscos. Este sistema de modelação de derrames simula os processos relevantes em escalas adequadas e está acoplado com um sistema de modelação da circulação forçada conjuntamente por ondas, correntes evento. A metodologia proposta será a base para um sistema inovador de alerta precoce que combina de modo eficiente as condições ambientais propícias à ocorrência de acidentes com previsões detalhadas do percurso e da transformação das plumas de poluentes. Este sistema de alerta irá alimentar um sistema de aviso, o qual será analisado em termos de eficiência e escalabilidade para números crescentes de utilizadores. Os dois sistemas serão ligados através de um sistema de gestão do risco, adaptado para derrames a partir de um sistema proposto na literatura. Esta infra-estrutura incluirá uma base de dados dos elementos físicos em risco e dos recursos de resposta à emergência, e será customizado para a análise de vulnerabilidade daRia de Aveiro. O resultado final do projecto será uma nova metodologia de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira genérica, baseada nas várias ferramentas e análises propostas.

Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição dos meios aquáticos, incluindo sistemas de monotorização da poluição e sistemas de modelação. Os sistemas de gestão d risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros.Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar: 1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; 2)a capacidade e eficiência de sistemas de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; e 5) o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorr~encia de um derrame nas zonas costeiras.

Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição e sistemas de modelação.Os sistemas de gestão de risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros. Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar:1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames;2) a capacidade e eficiência de sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; 5)o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de um derrame nas zonas costeiras.

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