A few what-ifs on using statistical analysis of stochastic simulation runs to extract timeliness properties

Modern real-time systems, with a more flexible and adaptive nature, demand approaches for timeliness evaluation based on probabilistic measures of meeting deadlines. In this context, simulation can emerge as an adequate solution to understand and analyze the timing behaviour of actual systems. However, care must be taken with the obtained outputs under the penalty of obtaining results with lack of credibility. Particularly important is to consider that we are more interested in values from the tail of a probability distribution (near worst-case probabilities), instead of deriving confidence on mean values. We approach this subject by considering the random nature of simulation output data. We will start by discussing well known approaches for estimating distributions out of simulation output, and the confidence which can be applied to its mean values. This is the basis for a discussion on the applicability of such approaches to derive confidence on the tail of distributions, where the worst-case is expected to be.

From simulation to statistical analysis: timeliness assessment of ethernet/IP-based distributed systems

A number of characteristics are boosting the eagerness of extending Ethernet to also cover factory-floor distributed real-time applications. Full-duplex links, non-blocking and priority-based switching, bandwidth availability, just to mention a few, are characteristics upon which that eagerness is building up. But, will Ethernet technologies really manage to replace traditional Fieldbus networks? Ethernet technology, by itself, does not include features above the lower layers of the OSI communication model. In the past few years, it is particularly significant the considerable amount of work that has been devoted to the timing analysis of Ethernet-based technologies. It happens, however, that the majority of those works are restricted to the analysis of sub-sets of the overall computing and communication system, thus without addressing timeliness at a holistic level. To this end, we are addressing a few inter-linked research topics with the purpose of setting a framework for the development of tools suitable to extract temporal properties of Commercial-Off-The-Shelf (COTS) Ethernet-based factory-floor distributed systems. This framework is being applied to a specific COTS technology, Ethernet/IP. In this paper, we reason about the modelling and simulation of Ethernet/IP-based systems, and on the use of statistical analysis techniques to provide usable results. Discrete event simulation models of a distributed system can be a powerful tool for the timeliness evaluation of the overall system, but particular care must be taken with the results provided by traditional statistical analysis techniques.

Practical Quality Control: Comparision of Methods on the Quantification of Stationary Phases in Paper and Thin-Layer Chromatographic Systems

Introduction: Paper and thin layer chromatography methods are frequently used in Classic Nuclear Medicine for the determination of radiochemical purity (RCP) on radiopharmaceutical preparations. An aliquot of the radiopharmaceutical to be tested is spotted at the origin of a chromatographic strip (stationary phase), which in turn is placed in a chromatographic chamber in order to separate and quantify radiochemical species present in the radiopharmaceutical preparation. There are several methods for the RCP measurement, based on the use of equipment as dose calibrators, well scintillation counters, radiochromatografic scanners and gamma cameras. The purpose of this study was to compare these quantification methods for the determination of RCP. Material and Methods: 99mTc-Tetrofosmin and 99mTc-HDP are the radiopharmaceuticals chosen to serve as the basis for this study. For the determination of RCP of 99mTc-Tetrofosmin we used ITLC-SG (2.5 x 10 cm) and 2-butanone (99mTc-tetrofosmin Rf = 0.55, 99mTcO4- Rf = 1.0, other labeled impurities 99mTc-RH RF = 0.0). For the determination of RCP of 99mTc-HDP, Whatman 31ET and acetone was used (99mTc-HDP Rf = 0.0, 99mTcO4- Rf = 1.0, other labeled impurities RF = 0.0). After the development of the solvent front, the strips were allowed to dry and then imaged on the gamma camera (256x256 matrix; zoom 2; LEHR parallel-hole collimator; 5-minute image) and on the radiochromatogram scanner. Then, strips were cut in Rf 0.8 in the case of 99mTc-tetrofosmin and Rf 0.5 in the case of 99mTc-HDP. The resultant pieces were smashed in an assay tube (to minimize the effect of counting geometry) and counted in the dose calibrator and in the well scintillation counter (during 1 minute). The RCP was calculated using the formula: % 99mTc-Complex = [(99mTc-Complex) / (Total amount of 99mTc-labeled species)] x 100. Statistical analysis was done using the test of hypotheses for the difference between means in independent samples. Results:The gamma camera based method demonstrated higher operator-dependency (especially concerning the drawing of the ROIs) and the measures obtained using the dose calibrator are very sensitive to the amount of activity spotted in the chromatographic strip, so the use of a minimum of 3.7 MBq activity is essential to minimize quantification errors. Radiochromatographic scanner and well scintillation counter showed concordant results and demonstrated the higher level of precision. Conclusions: Radiochromatographic scanners and well scintillation counters based methods demonstrate to be the most accurate and less operator-dependant methods.

Phytoplankton analysis of portuguese reservoirs: a cluster analysis with R

In this work, cluster analysis is applied to a real dataset of biological features of several Portuguese reservoirs. All the statistical analysis is done using R statistical software. Several metrics and methods were explored, as well as the combination of Euclidean metric and the hierarchical Ward method. Although it did not present the best combination in terms of internal and stability validation, it was still a good solution and presented good results in terms of interpretation of the problem at hand.

Prevalência de sintomas neuro-músculo-esqueléticos nos agricultores

Objectivos: O presente estudo teve como objectivos avaliar a prevalência da sintomatologia neuro-músculo-esquelética nos agricultores, identificar os seus factores de risco e avaliar a implementação de um projecto comunitário na sintomatologia neuro-músculo-esquelética dos agricultores. Metodologia: O estudo foi dividido em Estudo A e B. A amostra do Estudo A foi constituída por 250 agricultores seleccionados por amostragem consecutiva em 5 Cooperativas Agrícolas da Região Agrária entre Douro e Minho. A amostra do Estudo B foi constituída por 10 agricultores da Freguesia de Britelo - Concelho de Ponte da Barca, que aceitaram participar nas actividades do projecto (acção de educação e programa de exercícios específicos). Os dados foram recolhidos, por entrevista, através do Questionário de Avaliação dos Agricultores e o Questionário Nórdico Músculo-Esquelético. A análise estatística foi realizada recorrendo ao programa Statistical Package for Social Sciences, versão 17.0, considerando um nível de significância de 0,05. Resultados: No Estudo A observou-se que 74,4% dos agricultores referiram sintomatologia neuro-músculo-esquelético durante as actividades agrícolas e as regiões mais afectadas, foram a lombar, o pescoço e os ombros. Encontrou-se também uma associação significativa (p<0.05) entre a presença de sintomas nos agricultores e alguns factores de risco. Relativamente ao Estudo B, verificou-se uma diminuição significativa (p<0.05) na intensidade média de dor referida na lombar em algumas actividades e um aumento significativo (p<0.05) na pontuação final dos conhecimentos sobre os factores de risco. Conclusão: A população agrícola apresenta factores de risco que levam ao surgimento de sintomas neuro-músculo-esqueléticos, os quais podem ser prevenidos com a implementação de projectos comunitários.

Análise electromiográfica da fase de apoio da marcha com utilização de sapatilhas MBT

As sapatilhas MBT combinam um aumento da actividade muscular dos membros inferiores com a marcha. Objectivo: Analisar influência das MBT na actividade electromiográfica do tibial anterior, gastrocnémio medial, recto femoral e bicípite femoral na fase de apoio. Metodologia: A amostra constitui-se por 30 indivíduos. Utilizou-se electromiografia de superfície e plataforma de forças. Resultados: Foram encontradas diferenças no tempo de início de activação do gastrocnémio medial (p <0,0001) e nas sequências de início de actividade (p =0,007). Conclusão: O uso das MBT diminui o tempo de início da actividade do gastrocnémio medial e altera as sequências de início de actividade.

Semantic social network analysis

Mestrado em Engenharia Informática

Salt content in bread and dough from northern Portugal: method development and comparison

In the initial stage of this work, two potentiometric methods were used to determine the salt (sodium chloride) content in bread and dough samples from several cities in the north of Portugal. A reference method (potentiometric precipitation titration) and a newly developed ion-selective chloride electrode (ISE) were applied. Both methods determine the sodium chloride content through the quantification of chloride. To evaluate the accuracy of the ISE, bread and respective dough samples were analyzed by both methods. Statistical analysis (0.05 significance level) indicated that the results of these methods did not differ significantly. Therefore the ISE is an adequate alternative for the determination of chloride in the analyzed samples. To compare the results of these chloride-based methods with a sodium-based method, sodium was quantified in the same samples by a reference method (atomic absorption spectrometry). Significant differences between the results were verified. In several cases the sodium chloride content exceeded the legal limit when the chloride-based methods were used, but when the sodium-based method was applied this was not the case. This could lead to the erroneous application of fines and therefore the authorities should supply additional information regarding the analytical procedure for this particular control.

Avaliação da participação em crianças e jovens com paralisia cerebral, na ilha de S. Miguel, Açores

Introdução: Nas crianças/jovens com Paralisia Cerebral (PC), as limitações motoras repercutem-se em limitações funcionais e, consequentemente, na diminuição da participação em ocupações. Sendo as manifestações da PC diferentes de indivíduo para indivíduo, estas vão refletir, dependendo da gravidade, quadro motor, ambiente físico e social, diferentes níveis de participação. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre a idade, sexo e grau de comprometimento motor e a participação em crianças/jovens com diagnóstico de paralisia cerebral com idades compreendidas entre os 5 e os 18 anos na ilha de São Miguel. Amostra e Métodos: 25 crianças de ambos os sexos (5- 18 anos), sinalizadas em instituições especializadas de reabilitação e em Centros de Atividades Ocupações (CAO’s) na Ilha de São Miguel – Açores. Foram aplicados dois instrumentos de avaliação às crianças/jovens, Gross Motor Function Measure e Quality of Upper Extremity Skills Test, e foram entregues aos pais os outros dois instrumentos para autopreenchimento, Assessment of Life Habits e Child Health Questionnaire – Parent- Form 50. Na análise estatística, recorreu-se a testes como o Kolmogorov-Smirnov, Tstudent ou Mann-Whitney, teste de Fisher, teste de Spearman e ANOVA. Resultados: Não foram encontradas relações significativas entre a idade e o sexo e o nível de participação das crianças/jovens com PC. Contrariamente, ao avaliarmos a relação entre o grau de participação e o grau de afetação verificamos que esta é significativa (p=0,004). Conclusão: Na nossa amostra não se encontrou uma influência da idade e do sexo com a frequência da participação (relações não foram significativas). Contudo, pode-se concluir que as crianças/jovens que apresentam menos limitações motoras, como as que se enquadram no nível I/II da Gross Motor Function Classification System, apresentam níveis de participação maiores do que as que apresentam níveis de afetação motora maiores (Nível V)

Efeitos auditivos em doentes com tumores de cabeça e pescoço e tumores cerebrais sujeitos a Radioterapia e terapia combinada

Introdução: A capacidade auditiva dos doentes com neoplasias de cabeça e pescoço e tumores cerebrais pode ser comprometida com os tratamentos antineoplásicos realizados. A Quimioterapia com cisplatina pode provocar perda auditiva de condução ou neurossensorial, podendo agravar-se quando combinada com Radioterapia (RT). O objectivo deste trabalho foi a análise da relação entre a Terapia Combinada (Cisplatina+RT) e a Radioterapia isolada, e os seus efeitos adversos sobre a audição tendo em consideração a inclusão das estruturas do ouvido no campo de tratamento de RT. Métodos: Foram seguidos 10 doentes submetidos a Terapia Combinada (grupo TC) e 11 a Radioterapia isolada (grupo RT). A avaliação audiológica realizou-se antes do inicio (M1), no fim (M2) e um mês após (M3) o termo dos tratamentos e incluiu anamnese audiológica, otoscopia e audiometria tonal. Resultados: No grupo TC, 94,4% dos doentes apresentaram uma relação directamente proporcional entre a dose de radiação na cóclea e a perda auditiva. Esta relação só se verificou em 31% dos doentes do grupo RT, tendo-se verificado diferenças significativas entre grupos (p <0,001). Conclusões: Verificou-se maior incidência da perda auditiva no grupo TC relativamente ao grupo RT. Sugere-se um melhor planeamento do tratamento de RT, reduz - indo a dose à cóclea com o objectivo de minimizar a perda auditiva neurossensorial irreversível, sobretudo quando são utilizadas as duas modalidades de tratamento.

Multidimensional scaling analysis of the dynamics of a country economy

This paper analyzes the Portuguese short-run business cycles over the last 150 years and presents the multidimensional scaling (MDS) for visualizing the results. The analytical and numerical assessment of this long-run perspective reveals periods with close connections between the macroeconomic variables related to government accounts equilibrium, balance of payments equilibrium, and economic growth. The MDS method is adopted for a quantitative statistical analysis. In this way, similarity clusters of several historical periods emerge in the MDS maps, namely, in identifying similarities and dissimilarities that identify periods of prosperity and crises, growth, and stagnation. Such features are major aspects of collective national achievement, to which can be associated the impact of international problems such as the World Wars, the Great Depression, or the current global financial crisis, as well as national events in the context of broad political blueprints for the Portuguese society in the rising globalization process.

Projecto de avaliação de interfaces – PAI

Para obtenção do grau de Doutor pela Universidade de Vigo com menção internacional Departamento de Informática

Uncertainty analysis based on sensitivity applied to angle-ply composite structures

This article describes a finite element-based formulation for the statistical analysis of the response of stochastic structural composite systems whose material properties are described by random fields. A first-order technique is used to obtain the second-order statistics for the structural response considering means and variances of the displacement and stress fields of plate or shell composite structures. Propagation of uncertainties depends on sensitivities taken as measurement of variation effects. The adjoint variable method is used to obtain the sensitivity matrix. This method is appropriated for composite structures due to the large number of random input parameters. Dominant effects on the stochastic characteristics are studied analyzing the influence of different random parameters. In particular, a study of the anisotropy influence on uncertainties propagation of angle-ply composites is carried out based on the proposed approach.

Análise comparativa de valores de imóveis e de métodos de avaliação

Esta dissertação considera a importância da avaliação imobiliária no mercado imobiliário, nas mais diversas situações. Contudo, cinge-se à determinação de um presumível valor de transação para apartamentos, moradias, lojas e terrenos, para venda ou arrendamento. Os mercados imobiliários escolhidos são dois concelhos conhecidos, da autora, por ser mais fácil a perceção dos locais e preços de venda. Foi escolhido o Concelho de Valongo para apartamentos, moradias e terrenos e o Concelho da Maia para lojas. Para determinarmos os valores em estudo adotaram-se os métodos de avaliação imobiliária mais comuns nomeadamente: o Método Comparativo, Método do Rendimento e o Método do Custo. São apresentados os métodos de avaliação mais utilizados, descrevendo-se a aplicação de cada um deles e as suas condições necessárias. Fez-se uma comparação entre cada um o que permitiu concluir sobre os mesmos. A recolha dos imóveis objeto de estudo foi efetuada em Sites de empresas imobiliárias que dispunham de informação necessária ao âmbito do trabalho. Aplicaram-se os métodos a cada caso recolhido e posteriormente fez-se a comparação dos resultados obtidos. Através de tratamento estatístico, utilizaram-se as técnicas de regressão múltipla para análise de relações entre os métodos de avaliação aplicados. Por fim, retiraram-se conclusões sobre a relação existente entre os três métodos de avaliação.

Forest soil short term response to prescribed fire: an approach by Principal Components Analysis

In the current context of serious climate changes, where the increase of the frequency of some extreme events occurrence can enhance the rate of periods prone to high intensity forest fires, the National Forest Authority often implements, in several Portuguese forest areas, a regular set of measures in order to control the amount of fuel mass availability (PNDFCI, 2008). In the present work we’ll present a preliminary analysis concerning the assessment of the consequences given by the implementation of prescribed fire measures to control the amount of fuel mass in soil recovery, in particular in terms of its water retention capacity, its organic matter content, pH and content of iron. This work is included in a larger study (Meira-Castro, 2009(a); Meira-Castro, 2009(b)). According to the established praxis on the data collection, embodied in multidimensional matrices of n columns (variables in analysis) by p lines (sampled areas at different depths), and also considering the quantitative data nature present in this study, we’ve chosen a methodological approach that considers the multivariate statistical analysis, in particular, the Principal Component Analysis (PCA ) (Góis, 2004). The experiments were carried out in a soil cover over a natural site of Andaluzitic schist, in Gramelas, Caminha, NW Portugal, who was able to maintain itself intact from prescribed burnings from four years and was submit to prescribed fire in March 2008. The soils samples were collected from five different plots at six different time periods. The methodological option that was adopted have allowed us to identify the most relevant relational structures inside the n variables, the p samples and in two sets at the same time (Garcia-Pereira, 1990). Consequently, and in addition to the traditional outputs produced from the PCA, we have analyzed the influence of both sampling depths and geomorphological environments in the behavior of all variables involved.