Reconstruçãao 3D de subestações de energia para monitoramento remoto com arquitetura Edge-fog com estudo de integração ao contexto 5G - Vidal, Vinicius Ferreira (2023)
A necessidade de automa¸c˜ao e monitoramento remoto em subesta¸c˜oes de energia vem sendo um t´opico crescente na literatura e aplica¸c˜oes pr´aticas, muitas vezes se tratando de uma tarefa tediosa em um ambiente energizado, de risco `a sa´ude do operador, ou at´e mesmo de dif´ıcil acesso. Uma forma de abordagem para solu¸c˜ao deste problema consiste na reprodu¸c˜ao do cen´ario e seus componentes em ambiente virtual, por meio de reconstru¸c˜ao 3D dos entes reais da subesta¸c˜ao. Atualmente, esse escaneamento ´e realizado em grande parte de forma n˜ao otimizada, contando com processamento embarcado ou somente aquisi¸c˜ao de dados para serem trabalhados de maneira offline na nuvem. Essas aplica¸c˜oes reduzem, ou at´e mesmo inviabilizam a requisi¸c˜ao em tempo real do estado dos componentes da subesta¸c˜ao, al´em de n˜ao serem escal´aveis e eficientes. Para solucionar esse desafio, este trabalho prop˜oe duas frentes de solu¸c˜ao: o uso de t´ecnicas cl´assicas otimizadas pelo processamento paralelo de dados de nuvem de pontos por meio de um Algoritmo de Octree Iterativa; e uma arquitetura de computa¸c˜ao edge-fog, a qual permite distribui¸c˜ao de carga computacional e armazenamento entre todos os entes da solu¸c˜ao, estes por sua vez alocados em camadas, algo in´edito na literatura para esta aplica¸c˜ao espec´ıfica. O uso de rede de comunica¸c˜ao 5G ´e apresentado com uma breve discuss˜ao em como essa tecnologia pode beneficiar o processamento distribu´ıdo como um todo. Um robˆo foi desenvolvido para coletar os dados de imagens e nuvens de pontos. Todos os processos algor´ıtmicos e matem´aticos s˜ao alocados e detalhados para ambas as camadas edge e fog. Como resultado, o trabalho traz uma an´alise completa dos benef´ıcios do uso da arquitetura frente a uma abordagem local e tradicional, baseada em edge. A escalabilidade da solu¸c˜ao ´e demonstrada ao final, em ambiente real de aplica¸c˜ao, e n´os conclu´ımos o quanto uma rede de comunica¸c˜ao 5G iria beneficiar a solu¸c˜ao neste cen´ario requerido para monitoramento remoto.