DigitUMa
Repositório Institucional da Universidade da Madeira
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Blockchain no desenvolvimento de dApps
Publication . Gouveia, Diogo Amândio Gonçalves; Nóbrega, Leonel Domingos Telo
Odesenvolvimento de aplicações descentralizadas baseadas em blockchain enfrenta desafios significativos
ao nível do desempenho, da escalabilidade e da experiência do utilizador, particularmente quando comparado
com aplicações web tradicionais. Este trabalho analisa o impacto de diferentes estratégias de gestão de
dados no contexto de uma aplicação descentralizada baseada em Hyperledger Fabric, com especial foco
no papel do caching local, da sincronização e da resolução de conflitos. Foi concebida e implementada
uma arquitetura híbrida, combinando mecanismos de cache em memória e persistente no cliente com uma
camada intermédia de API que comunica com a blockchain. A avaliação experimental demonstra que estas
estratégias permitem reduzir significativamente a latência percebida em operações de leitura e melhorar a
previsibilidade do comportamento do sistema, embora persistam limitações ao nível da escalabilidade e das
operações de escrita, inerentes à tecnologia subjacente. Os resultados obtidos evidenciam que, apesar dos
compromissos necessários, é possível aproximar a experiência de utilização de uma aplicação descentralizada
à de uma aplicação web convencional, mantendo simultaneamente as garantias de integridade e rastreabilidade
proporcionadas pela blockchain. O trabalho contribui, assim, para a discussão sobre a adequabilidade do uso
de blockchain em sistemas de gestão de dados distribuídos, identificando benefícios, limitações e direções
para trabalho futuro.
Public mobility dashboard: a digital shadow approach for EV charging monitoring at city-level
Publication . Miranda, Gustavo Manuel Nascimento; Pereira, Amâncio Lucas de Sousa; Quintal, Filipe Magno de Gouveia
Arápida expansão das frotas de veículos elétricos (VE) introduziu desafios significativos na gestão
de infraestruturas urbanas, com particular incidência na estabilidade da rede elétrica e no acesso
equitativo aos recursos públicos de carregamento. Esta tese apresenta a proposta, a implementação
e a validação de uma plataforma Digital Shadow (DS) baseada em microsserviços, aplicada ao
contexto operacional do Funchal, Ilha da Madeira. O sistema atua como uma camada centralizada
de suporte à gestão, agregando fluxos de dados diversos provenientes da rede pública Mobi.e para
fornecer visibilidade situacional em tempo real e análise detalhada do histórico de utilização.
Para além desta solução de monitorização, a tese aborda a limitação associada ao fenómeno de “En
ergy Blindness”, caracterizado pela falta de telemetria de energia em tempo real nas infraestruturas
públicas, por meio do desenvolvimento de um Mecanismo Híbrido de Deteção de Anomalias.
Ao integrar o algoritmo K-Means Clustering para obter o perfil de utilização e o Isolation For
est para a deteção de valores atípicos, o sistema estabelece uma pipeline de calibração automática
que identifica a “Ocupação Passiva” (estacionamento abusivo), inferindo anomalias exclusivamente
com base em métricas temporais.
Os resultados experimentais demonstram que a arquitetura híbrida proposta supera os métodos
convencionais, alcançando precisão superior à dos modelos isolados na identificação de comporta
mentos de carregamento irregulares. Estes resultados validam a eficácia do sistema para a super
visão municipal automatizada, filtrando eficazmente o ruído operacional e identificando infrações
com grau de confiança assinalável. Adicionalmente, a verificação funcional do "Digital Shadow"
confirma que as abstrações espaciais, estatísticas e temporais da plataforma reduzem significativa
mente a carga cognitiva dos operadores, transformando logs de API não processados em indicadores
de suporte à decisão, por meio de mapas de calor geoespaciais e da reconstrução de sessões passadas.
PyPort: a modeling, simulation and optimization platform for maritime-touristic operations
Publication . Garcês, Toni Jaime Abreu; Pereira, Amâncio Lucas de Sousa; Quintal, Filipe Magno de Gouveia
O setor marítimo está a caminhar para a sustentabilidade, com esforços para reduzir as emis
sões, adotar embarcações elétricas e melhorar a gestão energética nos portos. Na área do turismo
marítimo, especialmente nos portos de recreio, a eletrificação tem o potencial de provocar mu
danças significativas. Esta transição afetará não só a forma como os portos utilizam eletricidade,
mas poderá também exigir ajustes nas infraestruturas adjacentes e nos modelos de negócio. A
eletrificação das operações portuárias pode ser mais desafiante devido à necessidade de sistemas
de carregamento eficientes, tornando o planeamento essencial.
Umdos principais desafios neste domínio é a falta de dados reais que apoiem a investigação e a
tomada de decisões. Para colmatar esta lacuna, esta tese centra-se na criação de um simulador con
cebido para portos de recreio. O simulador incluirá modelos de embarcações, de baterias, de rotas
e de estratégias de carregamento, utilizando uma combinação de dados reais e cenários gerados.
O objetivo desta ferramenta é melhorar as operações portuárias, equilibrando as necessidades
energéticas, reduzindo as emissões e promovendo a sustentabilidade. Ao fornecer uma forma de
estudar estas questões, o simulador ajudará a ultrapassar os desafios atuais e a apoiar o desen
volvimento da eletrificação no setor do turismo marítimo.
A platform for touristic visualisation
Publication . Vasconcelos, João Miguel Mendes; Marques, Eduardo; Baras, Karolina
In modern data analytics, visualisation platforms play a vital role in transforming raw data into
useful insights. With the vast amount of data available online, these platforms make it easier to
extract value by presenting complex information in clear, visual formats, enabling users to better
understand the data and make well-informed decisions.
Focusing on touristic data, the SmartDest project, developed by the University of Madeira,
created a platform to collect, analyse, and visualise tourism-related data. However, a formal analysis
of the existing platform identified several major issues: a limited diversity of graphs, a complete
lack of dashboards, and significant performance issues in data visualisation that hindered effective
analysis.
To address these problems, the SmartDest platform architecture was systematically redesigned
and implemented using a modern, open-source data stack comprising dbt Core for data trans
formation, Apache Airflow for orchestration, and Apache Superset for visualisation. The project
followed a multi-phase methodology, beginning with a heuristic review of the original platform,
followed by the design and implementation of the new architecture. The solution’s effectiveness
was then validated through four case studies targeting the identified problem areas.
The evaluation confirmed that the new architecture resolves the identified limitations, providing
flexible visualisations, performant data integration, and a solid governance framework. However, the
results also highlight that these increased capabilities come with increased technical complexity and
specific architectural trade-offs, including the lack of built-in Column-Level Security and constraints
in multi-tenant embedded scenarios, which must be considered for future implementation.
O basquetebol 3x3: regras e desafios ajustados às capacidades dos alunos
Publication . Freitas, E.; Martins, P.; Lopes, H.; Lopes, Helder; Nóbrega, M.; Martins, F.
O basquetebol 3x3 tem-se afirmado como uma vertente dinâmica e acessível da
modalidade, apresentando-se como uma alternativa pedagógica valiosa na
Educação Física Escolar. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um
instrumento pedagógico que permitisse estruturar a prática do basquetebol 3x3
em contexto escolar, adaptando as regras oficiais da FIBA a diferentes níveis de
aprendizagem. Para tal, foram selecionadas e analisadas nove regras
essenciais, posteriormente validadas por docentes especialistas na modalidade,
garantindo que as adaptações propostas fossem adequadas ao ambiente
educativo. A estruturação do basquetebol 3x3 em níveis progressivos pode ser
uma estratégia eficaz para: (i) a promoção do envolvimento dos alunos nas aulas
de Educação Física; (ii) facilitar o desenvolvimento de competências motoras,
sociais e cognitivas e (iii) incentivar uma abordagem inclusiva na aprendizagem
do jogo. Assim, este trabalho pretende reforçar o valor do basquetebol 3x3
enquanto estratégia didática eficaz, fornecendo um modelo estruturado que
apoia a sua implementação na Educação Física Escolar.