Real-Time Control Of Floods Along The Demer River, Belgium, By Means Of MPC In Combination With GA And A Fast Conceptual River Model

Climate model projections show that climate change will further increase the risk of flooding in many regions of the world. There is a need for climate adaptation, but building new infrastructure or additional retention basins has its limits, especially in densely populated areas where open spaces are limited. Another solution is the more efficient use of the existing infrastructure. This research investigates a method for real-time flood control by means of existing gated weirs and retention basins. The method was tested for the specific study area of the Demer basin in Belgium but is generally applicable. Today, retention basins along the Demer River are controlled by means of adjustable gated weirs based on fixed logic rules. However, because of the high complexity of the system, only suboptimal results are achieved by these rules. By making use of precipitation forecasts and combined hydrological-hydraulic river models, the state of the river network can be predicted. To fasten the calculation speed, a conceptual river model was used. The conceptual model was combined with a Model Predictive Control (MPC) algorithm and a Genetic Algorithm (GA). The MPC algorithm predicts the state of the river network depending on the positions of the adjustable weirs in the basin. The GA generates these positions in a semi-random way. Cost functions, based on water levels, were introduced to evaluate the efficiency of each generation, based on flood damage minimization. In the final phase of this research the influence of the most important MPC and GA parameters was investigated by means of a sensitivity study. The results show that the MPC-GA algorithm manages to reduce the total flood volume during the historical event of September 1998 by 46% in comparison with the current regulation. Based on the MPC-GA results, some recommendations could be formulated to improve the logic rules.

Suporte a consultas no ambiente temporal de versões

O Modelo Temporal de Versões (TVM Vesions Model) foi proposto com base na união de um modelo de versões com informações temporais. Esse modelo permite o armazenamento de alternativas de projeto, o armazenamento da história dos dados em evolução, bem cmoo a reconstrução do estado da base em qualquer data passada, sem o uso de operações complexas de backup e recovery. Para realizar consultas nesse modelo foi definida uma linguagem de consulta, a TVQL (Temporal Versioned Query Language). Além das consultas básicas realizadas pela linguagem padrão AQL, a TVQL permite novas consultas que retornam valores específicos das características de tempo e versões, estabelecendo um comportamento o mais homogêneo possível para elementos normais e temporais vesionados. O objetivo principal deste trabalho e possibilitar a realização de consultas TVQL em um banco de dados convencional. Nesse contexto, o mapeamento da TVQL é implementando através da tradução de todas as propriedades e funções definidas na TVQL para SQL. Para que isso seja possível é necessário queos dados também estejam nesse banco de dados. Então, faz-se necessário o mapeamento das classes da hierarquia do TVM, bem como das classes da aplciação, para o banco de dados. Adicionalmente, é implementado um protótipo de uma interface de consultas realizadas em TVQL, para testar o funcionamento tanto da TVL como do seu mapeamento.

Modelo temporal de versionamento com suporte à evolução de esquemas

A utilização de versões tem sido essencial em diversas aplicações de banco dados, por permitir o armazenamento e a manipulação de diferentes estados da base de dados. Durante a evolução de um esquema, o versionamento preserva todas as versões de esquemas e de seus dados associados. Por outro lado, os conceitos de bancos de dados bitemporais, que incorporam tanto tempo de transação quanto tempo de validade, provêm flexibilidade ao mecanismo de evolução de esquemas, não somente por permitir acesso a informações presentes, passadas e futuras, mas também por permitir atualizações e consultas entre as diversas versões de esquemas existentes. O objetivo principal desta tese é definir um modelo que utilize os conceitos de tempo e de versão para permitir o gerenciamento da evolução dinâmica de esquemas em bancos de dados orientados a objetos. O resultado, o Modelo Temporal de Versionamento com suporte à Evolução de Esquemas (TVSE - Temporal and Versioning Model to Schema Evolution), é capaz de gerenciar o processo de evolução de esquemas em todos os seus aspectos: versionamento e modificação de esquemas, propagação de mudanças e manipulação de dados. Esse modelo difere de outros modelos de evolução de esquemas por permitir o gerenciamento homogêneo e simultâneo do histórico da evolução do banco de dados intencional e extensional. Com o objetivo de complementar a definição deste modelo é apresentado um ambiente para gerenciar o versionamento temporal da evolução de esquemas. Desse ambiente foi implementado um protótipo da ferramenta de apoio ao gerenciamento de evolução de esquemas. Por fim, enriquecendo o universo da tese e com o intuito de prover uma maior fundamentação teórica e matemática para descrever as políticas de evolução de esquemas, é especificada uma semântica operacional para um subconjunto do modelo proposto.

O impacto da utilização da estrutura de listagem em BDR na precificação dos ativos após o evento Agrenco : uma análise em série temporal com quebra estrutural

Este trabalho tem por objetivo verificar o impacto que más práticas na gestão da Agrenco, empresa listada na bolsa de valores brasileira sob a forma de BDRs (Brazilian Depositary Receipts), trouxe para a precificação dos demais ativos listados sob a mesma estrutura. Estudos anteriores, como os de Saudagaran (1988) e Pagano (2001), focaram em temas referentes aos motivos que influenciaram as companhias a listarem suas ações em diferentes bolsas. Entender as conseqüências do evento Agrenco é importante para todos os participantes do mercado financeiro. O estudo contemplou uma amostra das principais empresas listadas sobre a forma de BDRs desde a data de seus IPOs até 26/08/2008. Primeiramente efetuou-se uma análise do comportamento gráfico dos preços dos ativos das BDRs listadas. Posteriormente elaborou-se três regressões múltiplas utilizando-se um modelo de série temporal (modelo AR – auto-regressivo), com análise de quebra estrutural e uso de variável Dummy. A primeira regressão relaciona a variável Agrenco com índices de BDRs constituídos especificamente para este estudo, a segunda inclui uma variável Dummy de intercepto e a terceira combina a variável Dummy de intercepto com uma variável Dummy de inclinação. As regressões têm o objetivo de se averiguar se o evento da Agrenco afetou sistematicamente os preços das ações listadas sob a mesma forma. A maior contribuição do estudo foi verificar que a má prática de gestão na Agrenco, listada sob a forma de BDR, contaminou o retorno de outras empresas que se utilizaram do mesmo veículo como fonte de captação de recursos. Os resultados apontaram, pela análise gráfica, que não houve um descolamento da valorização da maior parte das ações uma semana depois do anúncio dos problemas financeiros da Agrenco em relação a carteira téorica de mercado (IBOVESPA). Entretanto, os resultados dos testes econométricos apontaram que houve impacto do evento Agrenco sobre os retornos das ações listadas sob a forma de BDR.

Influência de parâmetros moleculares em funções de correlação temporal na dinâmica de solvatação mecânica

No presente trabalho descrevemos nossos resultados relativos à investigação da dinâmica de solvatação mecânica por meio de simulações por dinâmica molecular, respeitando o regime da resposta linear, em sistemas-modelo de argônio líquido com um soluto monoatômico ou diatômico dissolvido. Estudamos sistematicamente a influência dos parâmetros moleculares dos solutos (tamanho, polarizabilidade) e da densidade frente a vários modelos de solvatação. Funções de Correlação Temporal da Energia de Solvatação foram calculadas com relação à correlações de n-corpos (n = 2; 3) distinguindo interações repulsivas e atrativas para ambos os sistemas líquidos. Também obtivemos segundas derivadas temporais dessas funções referindo-se à parcelas translacionais, rotacionais e roto-translacionais na solução do diatômico. Encontramos que funções de correlação temporal coletivas podem ser razoavelmente bem aproximadas por correlações binárias a densidades baixas e, a densidades altas, correlações ternárias tornam-se mais importantes produzindo um descorrelacionamento mais rápido das funções coletivas devido a efeitos de cancelamento parciais. As funções de correlação para interações repulsivas e atrativas exibem comportamentos dinâmicos independentes do modelo de solvatação devido a fatores de escalonamento linear que afetam apenas as amplitudes das dessas funções de correlação temporal. Em geral, os sistemas com grau de liberdade rotacional apresentam tempos de correlação mais curtos para a dinâmica coletiva e tempos de correlação mais longos para as funções binárias e ternárias. Finalmente, esse estudo mostra que os sistemas contendo o diatômico relaxam-se predominantemente por mecanismos translacionais binários em modelos de solvatação envolvendo alterações apenas na polarizabilidade do soluto, e por mecanismos rotacionais atrativos binários em modelos envolvendo alterações no comprimento de ligação.

Invariant tests in an instrumental variables model with unknown data generating process

In this work we focus on tests for the parameter of an endogenous variable in a weakly identi ed instrumental variable regressionmodel. We propose a new unbiasedness restriction for weighted average power (WAP) tests introduced by Moreira and Moreira (2013). This new boundary condition is motivated by the score e ciency under strong identi cation. It allows reducing computational costs of WAP tests by replacing the strongly unbiased condition. This latter restriction imposes, under the null hypothesis, the test to be uncorrelated to a given statistic with dimension given by the number of instruments. The new proposed boundary condition only imposes the test to be uncorrelated to a linear combination of the statistic. WAP tests under both restrictions to perform similarly numerically. We apply the di erent tests discussed to an empirical example. Using data from Yogo (2004), we assess the e ect of weak instruments on the estimation of the elasticity of inter-temporal substitution of a CCAPM model.

Citizens and the future of multilateralism in a polycentric world at 2030: the perspectives of emerging countries for the trading system: the impasse of WTO, the trends of mega agreements, the logic of value chains and the advent of consumers concerns on international trade

A new paradigm is modeling the World: evolutionary innovations in all fronts, new information technologies, huge mobility of capital, use of risky financial tools, globalization of production, new emerging powers and the impact of consumer concerns on governmental policies. These phenomena are shaping the World and forcing the advent of a new World Order in the Multilateral Monetary, Financial, and Trading System. The effects of this new paradigm are also transforming global governance. The political and economic orders established after the World War and centered on the multilateral model of UN, IMF, World Bank, and the GATT, leaded by the developed countries, are facing significant challenges. The rise of China and emerging countries shifted the old model to a polycentric World, where the governance of these organizations are threatened by emerging countries demanding a bigger participation in the role and decision boards of these international bodies. As a consequence, multilateralism is being confronted by polycentrism. Negotiations for a more representative voting process and the pressure for new rules to cope with the new demands are paralyzing important decisions. This scenario is affecting seriously not only the Monetary and Financial Systems but also the Multilateral Trading System. International trade is facing some significant challenges: a serious deadlock to conclude the last round of the multilateral negotiation at the WTO, the fragmentation of trade rules by the multiplication of preferential and mega agreements, the arrival of a new model of global production and trade leaded by global value chains that is threatening the old trade order, and the imposition of new sets of regulations by private bodies commanded by transnationals to support global value chains and non-governmental organizations to reflect the concerns of consumers in the North based on their precautionary attitude about sustainability of products made in the World. The lack of any multilateral order in this new regulation is creating a big cacophony of rules and developing a new regulatory war of the Global North against the Global South. The objective of this paper is to explore how these challenges are affecting the Tradinge System and how it can evolve to manage these new trends.

Short-term temporal changes of bare soil CO2 fluxes after tillage described by first-order decay models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Temporal response pattern of biochemical analytes in experimental diabetes

The activities of the enzymes aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), lactate dehydrogenase (LD), creatine kinase (CK), amylase (AMS) and angiotensin converting enzyme (ACE) have been used to assess the toxic effects of xenobiotics that have hypoglycaemic action in hepatic, pancreatic, renal and muscle tissue. Using a validated experimental model of diabetes mellitus in rats, we ascertained whether this syndrome itself affected the serum activities of these enzymes over a 53-day period. Levels of hepatic enzymes AST, ALT and ALP were higher in the streptozotocin (STZ)diabetic rats (group D), but were controlled by insulin therapy (group DI). AMS was reduced in group D and unchanged in group DI rats. Proteinuria was detected 1 day after STZ administation and partially controlled by insulin (group DI); its early presence in group D rats, and the lack of any change in serum ACE in this group, indicates that proteinuria is the better marker for microangiopathy. Microscopic examination of liver, kidney, heart and skeletal muscles (soleus and extensor digitorum longus) revealed various alterations in group D rat tissues, which were less pronounced in group DI. The liver, pancreas and kidney tissue-damage was consistent with the altered serum levels of AST, ALT, ALP and AMS and proteinuria. We conclude that: (i) rigorous control is required when these serum-enzyme levels are used as indicators of tissue toxicity in experimental diabetes, and (ii) LD, CK and bilirubin serum levels, which are unaffected by diabetes, can be used when testing effects of xenobiotics on tissues.

Spatio-temporal dynamics and transition from asymptotic equilibrium to bounded oscillations in Chrysomya albiceps (Diptera, Calliphoridae)

The sensitivity of parameters that govern the stability of population size in Chrysomya albiceps and describe its spatial dynamics was evaluated in this study. The dynamics was modeled using a density-dependent model of population growth. Our simulations show that variation in fecundity and mainly in survival has marked effect on the dynamics and indicates the possibility of transitions from one-point equilibrium to bounded oscillations. C. albiceps exhibits a two-point limit cycle, but the introduction of diffusive dispersal induces an evident qualitative shift from two-point limit cycle to a one fixed-point dynamics. Population dynamics of C. albiceps is here compared to dynamics of Cochliomyia macellaria, C. megacephala and C. putoria.

Modeling the spatial and temporal heterogeneity of deforestation-driven carbon emissions: the INPE-EM framework applied to the Brazilian Amazon

We present a generic spatially explicit modeling framework to estimate carbon emissions from deforestation (INPE-EM). The framework incorporates the temporal dynamics related to the deforestation process and accounts for the biophysical and socioeconomic heterogeneity of the region under study. We build an emission model for the Brazilian Amazon combining annual maps of new clearings, four maps of biomass, and a set of alternative parameters based on the recent literature. The most important results are as follows: (a) Using different biomass maps leads to large differences in estimates of emission; for the entire region of the Brazilian Amazon in the last decade, emission estimates of primary forest deforestation range from 0.21 to 0.26 similar to Pg similar to C similar to yr-1. (b) Secondary vegetation growth presents a small impact on emission balance because of the short duration of secondary vegetation. In average, the balance is only 5% smaller than the primary forest deforestation emissions. (c) Deforestation rates decreased significantly in the Brazilian Amazon in recent years, from 27 similar to Mkm2 in 2004 to 7 similar to Mkm2 in 2010. INPE-EM process-based estimates reflect this decrease even though the agricultural frontier is moving to areas of higher biomass. The decrease is slower than a non-process instantaneous model would estimate as it considers residual emissions (slash, wood products, and secondary vegetation). The average balance, considering all biomass, decreases from 0.28 in 2004 to 0.15 similar to Pg similar to C similar to yr-1 in 2009; the non-process model estimates a decrease from 0.33 to 0.10 similar to Pg similar to C similar to yr-1. We conclude that the INPE-EM is a powerful tool for representing deforestation-driven carbon emissions. Biomass estimates are still the largest source of uncertainty in the effective use of this type of model for informing mechanisms such as REDD+. The results also indicate that efforts to reduce emissions should focus not only on controlling primary forest deforestation but also on creating incentives for the restoration of secondary forests.

Spatial and temporal distribution of tadpole assemblages (Amphibia, Anura) in a seasonal dry tropical forest of southeastern Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

An Intelligent Controller Design for Magnetorheological Damper Based on a Quarter-car Model

This paper presents the control strategies of nonlinear vehicle suspension using a magnetorheological (MR) damper. We used two different approaches for modeling and control of the mechanical and electrical parts of the suspension systems with the MR damper. First, we have formulated and resolved the control problem in order to design the linear feedback dumping force controller for a nonlinear suspension system. Then the values of the control dumping force functions were transformed into electrical control signals by the application of a fuzzy logic control method. The numerical simulations were provided in order to show the effectiveness of this method for the semi-active control of the quarter-car suspension.

Establishing the risk of neonatal mortality using a fuzzy predictive model

O objetivo do artigo foi avaliar o uso da lógica fuzzy para estimar possibilidade de óbito neonatal. Desenvolveu-se um modelo computacional com base na teoria dos conjuntos fuzzy, tendo como variáveis peso ao nascer, idade gestacional, escore de Apgar e relato de natimorto. Empregou-se o método de inferência de Mamdani, e a variável de saída foi o risco de morte neonatal. Criaram-se 24 regras de acordo com as variáveis de entrada, e a validação do modelo utilizou um banco de dados real de uma cidade brasileira. A acurácia foi estimada pela curva ROC; os riscos foram comparados pelo teste t de Student. O programa MATLAB 6.5 foi usado para construir o modelo. Os riscos médios foram menores para os que sobreviveram (p < 0,001). A acurácia do modelo foi 0,90. A maior acurácia foi com possibilidade de risco igual ou menor que 25% (sensibilidade = 0,70, especificidade = 0,98, valor preditivo negativo = 0,99 e valor preditivo positivo = 0,22). O modelo mostrou acurácia e valor preditivo negativo bons, podendo ser utilizado em hospitais gerais.

Modelling short-term temporal changes of bare soil CO2 emissions in a tropical agrosystem by using meteorological data

Determining the variability of carbon dioxide emission from soils is an important task as soils are among the largest sources of carbon in biosphere. In this work the temporal variability of bare soil CO2 emissions was measured over a 3-week period. Temporal changes in soil CO2 emission were modelled in terms of the changes that occurred in solar radiation (SR), air temperature (T-air), air humidity (AR), evaporation (EVAP) and atmospheric pressure (ATM) registered during the time period that the experiment was conducted. The multiple regression analysis (backward elimination procedure) includes almost all the meteorological variables and their interactions into the final model (R-2 = 0.98), but solar radiation showed to be the one of the most relevant variables. The present study indicates that meteorological data could be taken into account as the main forces driving the temporal variability of carbon dioxide emission from bare soils, where microbial activity is the sole source of carbon dioxide emitted. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.