Estimating state-contingent production frontiers

Chambers and Quiggin (2000) use state-contingent representations of risky production technologies to establish important theoretical results concerning producer behavior under uncertainty. Unfortunately, perceived problems in the estimation of state-contingent models have limited the usefulness of the approach in policy formulation. We show that fixed and random effects state-contingent production frontiers can be conveniently estimated in a finite mixtures framework. An empirical example is provided. Compared to conventional estimation approaches, we find that estimating production frontiers in a state-contingent framework produces significantly different estimates of elasticities, firm technical efficiencies, and other quantities of economic interest.

Estimating State-contingent Production Frontiers

Chambers and Quiggin (2000) use state-contingent representations of risky production technologies to establish important theoretical results concerning producer behavior under uncertainty. Unfortunately, perceived problems in the estimation of state-contingent models have limited the usefulness of the approach in policy formulation. We show that fixed and random effects state-contingent production frontiers can be conveniently estimated in a finite mixtures framework. An empirical example is provided. Compared to conventional estimation approaches, we find that estimating production frontiers in a statecontingent framework produces significantly different estimates of elasticities, firm technical efficiencies and other quantities of economic interest.

UMA ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE VARIÁVEIS MACROECONÔMICAS E O COMPORTAMENTO DAS AÇÕES DE MAIOR LIQUIDEZ DO ÍNDICE IBOVESPA

As ações de maior liquidez do índice IBOVESPA, refletem o comportamento das ações de um modo geral, bem como a relação das variáveis macroeconômicas em seu comportamento e estão entre as mais negociadas no mercado de capitais brasileiro. Desta forma, pode-se entender que há reflexos de fatores que impactam as empresas de maior liquidez que definem o comportamento das variáveis macroeconômicas e que o inverso também é uma verdade, oscilações nos fatores macroeconômicos também afetam as ações de maior liquidez, como IPCA, PIB, SELIC e Taxa de Câmbio. O estudo propõe uma análise da relação existente entre variáveis macroeconômicas e o comportamento das ações de maior liquidez do índice IBOVESPA, corroborando com estudos que buscam entender a influência de fatores macroeconômicos sobre o preço de ações e contribuindo empiricamente com a formação de portfólios de investimento. O trabalho abrangeu o período de 2008 a 2014. Os resultados concluíram que a formação de carteiras, visando a proteção do capital investido, deve conter ativos com correlação negativa em relação às variáveis estudadas, o que torna possível a composição de uma carteira com risco reduzido.

Predicting and diagnosing faults in wastewater treatment process by Bayesian Belief Networks

Diagnosing faults in wastewater treatment, like diagnosis of most problems, requires bi-directional plausible reasoning. This means that both predictive (from causes to symptoms) and diagnostic (from symptoms to causes) inferences have to be made, depending on the evidence available, in reasoning for the final diagnosis. The use of computer technology for the purpose of diagnosing faults in the wastewater process has been explored, and a rule-based expert system was initiated. It was found that such an approach has serious limitations in its ability to reason bi-directionally, which makes it unsuitable for diagnosing tasks under the conditions of uncertainty. The probabilistic approach known as Bayesian Belief Networks (BBNS) was then critically reviewed, and was found to be well-suited for diagnosis under uncertainty. The theory and application of BBNs are outlined. A full-scale BBN for the diagnosis of faults in a wastewater treatment plant based on the activated sludge system has been developed in this research. Results from the BBN show good agreement with the predictions of wastewater experts. It can be concluded that the BBNs are far superior to rule-based systems based on certainty factors in their ability to diagnose faults and predict systems in complex operating systems having inherently uncertain behaviour.

A probabilistic model for trust and reputation

This paper concerns the problem of agent trust in an electronic market place. We maintain that agent trust involves making decisions under uncertainty and therefore the phenomenon should be modelled probabilistically. We therefore propose a probabilistic framework that models agent interactions as a Hidden Markov Model (HMM). The observations of the HMM are the interaction outcomes and the hidden state is the underlying probability of a good outcome. The task of deciding whether to interact with another agent reduces to probabilistic inference of the current state of that agent given all previous interaction outcomes. The model is extended to include a probabilistic reputation system which involves agents gathering opinions about other agents and fusing them with their own beliefs. Our system is fully probabilistic and hence delivers the following improvements with respect to previous work: (a) the model assumptions are faithfully translated into algorithms; our system is optimal under those assumptions, (b) It can account for agents whose behaviour is not static with time (c) it can estimate the rate with which an agent's behaviour changes. The system is shown to significantly outperform previous state-of-the-art methods in several numerical experiments. Copyright © 2010, International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems (www.ifaamas.org). All rights reserved.

Fuzzy data envelopment analysis:a discrete approach

Data envelopment analysis (DEA) as introduced by Charnes, Cooper, and Rhodes (1978) is a linear programming technique that has widely been used to evaluate the relative efficiency of a set of homogenous decision making units (DMUs). In many real applications, the input-output variables cannot be precisely measured. This is particularly important in assessing efficiency of DMUs using DEA, since the efficiency score of inefficient DMUs are very sensitive to possible data errors. Hence, several approaches have been proposed to deal with imprecise data. Perhaps the most popular fuzzy DEA model is based on a-cut. One drawback of the a-cut approach is that it cannot include all information about uncertainty. This paper aims to introduce an alternative linear programming model that can include some uncertainty information from the intervals within the a-cut approach. We introduce the concept of "local a-level" to develop a multi-objective linear programming to measure the efficiency of DMUs under uncertainty. An example is given to illustrate the use of this method.

Proactive environmental systems:the next generation of environmental monitoring

In this article we envision factors and trends that shape the next generation of environmental monitoring systems. One key factor in this respect is the combined effect of end-user needs and the general development of IT services and their availability. Currently, an environmental (monitoring) system is assumed to be reactive. It delivers measurement data and computational results only if the user explicitly asks for it either by query or subscription. There is a temptation to automate this by simply pushing data to end-users. This, however, leads easily to an "advertisement strategy", where data is pushed to end-users regardless of users' needs. Under this strategy, the mere amount of received data obfuscates the individual messages; any "automatic" service, regardless of its fitness, overruns a system that requires the user's initiative. The foreseeable problem is that, unless there is no overall management, each new environmental service is going to compete for end-users' attention and, thus, inadvertently hinder the use of existing services. As the main contribution we investigate the nature of proactive environmental systems, and how they should be designed to avoid the aforementioned problem. We also discuss how semantics, participatory sensing, uncertainty management, and situational awareness link to proactive environmental systems. We illustrate our proposals with some real-life examples.

Fuzzy assessment of performance of a decision making units using DEA:a non-radical approach

Data Envelopment Analysis (DEA) is recognized as a modern approach to the assessment of performance of a set of homogeneous Decision Making Units (DMUs) that use similar sources to produce similar outputs. While DEA commonly is used with precise data, recently several approaches are introduced for evaluating DMUs with uncertain data. In the existing approaches many information on uncertainties are lost. For example in the defuzzification, the a-level and fuzzy ranking approaches are not considered. In the tolerance approach the inequality or equality signs are fuzzified but the fuzzy coefficients (inputs and outputs) are not treated directly. The purpose of this paper is to develop a new model to evaluate DMUs under uncertainty using Fuzzy DEA and to include a-level to the model under fuzzy environment. An example is given to illustrate this method in details.

Application of Fractional Calculus in the Dynamical Analysis and Control of Mechanical Manipulators

Mathematics Subject Classification: 26A33, 93C83, 93C85, 68T40

Financial Decisions via Methods of Guaranteed Control Theory

AMS subject classification: 93C95, 90A09.

The Meanings of New Money: Social Constructions of Value in the Rise of Digital Currencies

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-07

Développement et expérimentation d'algorithmes de réorientation pour un robot sériel en chute libre

Ce mémoire présente 2 types de méthodes pour effectuer la réorientation d’un robot sériel en chute libre en utilisant les mouvements internes de celui-ci. Ces mouvements sont prescrits à partir d’algorithmes de planification de trajectoire basés sur le modèle dynamique du robot. La première méthode tente de réorienter le robot en appliquant une technique d’optimisation locale fonctionnant avec une fonction potentielle décrivant l’orientation du système, et la deuxième méthode applique des fonctions sinusoïdales aux articulations pour réorienter le robot. Pour tester les performances des méthodes en simulation, on tente de réorienter le robot pour une configuration initiale et finale identiques où toutes les membrures sont alignées mais avec le robot ayant complété une rotation de 180 degrés sur lui-même. Afin de comparer les résultats obtenus avec la réalité, un prototype de robot sériel plan flottant possédant trois membrures et deux liaisons rotoïdes est construit. Les expérimentations effectuées montrent que le prototype est capable d’atteindre les réorientations prescrites si peu de perturbations extérieures sont présentes et ce, même si le contrôle de l’orientation est effectué en boucle ouverte.

Uma abordagem evolucionária para o planejamento online de rotas para múltiplos robôs móveis em ambiente multiagente

O problema de planejamento de rotas de robôs móveis consiste em determinar a melhor rota para um robô, em um ambiente estático e/ou dinâmico, que seja capaz de deslocá-lo de um ponto inicial até e um ponto final, também em conhecido como estado objetivo. O presente trabalho emprega o uso de uma abordagem baseada em Algoritmos Genéticos para o planejamento de rotas de múltiplos robôs em um ambiente complexo composto por obstáculos fixos e obstáculos moveis. Através da implementação do modelo no software do NetLogo, uma ferramenta utilizada em simulações de aplicações multiagentes, possibilitou-se a modelagem de robôs e obstáculos presentes no ambiente como agentes interativos, viabilizando assim o desenvolvimento de processos de detecção e desvio de obstáculos. A abordagem empregada busca pela melhor rota para robôs e apresenta um modelo composto pelos operadores básicos de reprodução e mutação, acrescido de um novo operador duplo de refinamento capaz de aperfeiçoar as melhores soluções encontradas através da eliminação de movimentos inúteis. Além disso, o calculo da rota de cada robô adota um método de geração de subtrechos, ou seja, não calcula apenas uma unica rota que conecta os pontos inicial e final do cenário, mas sim várias pequenas subrotas que conectadas formam um caminho único capaz de levar o robô ao estado objetivo. Neste trabalho foram desenvolvidos dois cenários, para avaliação da sua escalabilidade: o primeiro consiste em um cenário simples composto apenas por um robô, um obstáculo movel e alguns obstáculos fixos; já o segundo, apresenta um cenário mais robusto, mais amplo, composto por múltiplos robôs e diversos obstáculos fixos e moveis. Ao final, testes de desempenho comparativos foram efetuados entre a abordagem baseada em Algoritmos Genéticos e o Algoritmo A*. Como critério de comparação foi utilizado o tamanho das rotas obtidas nas vinte simulações executadas em cada abordagem. A analise dos resultados foi especificada através do Teste t de Student.

Monitoramento por microcontrolador do cultivo de spirulina em fotobiorreator raceway

A oportunidade de produção de biomassa microalgal tem despertado interesse pelos diversos destinos que a mesma pode ter, seja na produção de bioenergia, como fonte de alimento ou servindo como produto da biofixação de dióxido de carbono. Em geral, a produção em larga escala de cianobactérias e microalgas é feita com acompanhamento através de análises físicoquímicas offline. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi monitorar a concentração celular em fotobiorreator raceway para produção de biomassa microalgal usando técnicas de aquisição digital de dados e controle de processos, pela aquisição de dados inline de iluminância, concentração de biomassa, temperatura e pH. Para tal fim foi necessário construir sensor baseado em software capaz de determinar a concentração de biomassa microalgal a partir de medidas ópticas de intensidade de radiação monocromática espalhada e desenvolver modelo matemático para a produção da biomassa microalgal no microcontrolador, utilizando algoritmo de computação natural no ajuste do modelo. Foi projetado, construído e testado durante cultivos de Spirulina sp. LEB 18, em escala piloto outdoor, um sistema autônomo de registro de informações advindas do cultivo. Foi testado um sensor de concentração de biomassa baseado na medição da radiação passante. Em uma segunda etapa foi concebido, construído e testado um sensor óptico de concentração de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 baseado na medição da intensidade da radiação que sofre espalhamento pela suspensão da cianobactéria, em experimento no laboratório, sob condições controladas de luminosidade, temperatura e fluxo de suspensão de biomassa. A partir das medidas de espalhamento da radiação luminosa, foi construído um sistema de inferência neurofuzzy, que serve como um sensor por software da concentração de biomassa em cultivo. Por fim, a partir das concentrações de biomassa de cultivo, ao longo do tempo, foi prospectado o uso da plataforma Arduino na modelagem empírica da cinética de crescimento, usando a Equação de Verhulst. As medidas realizadas no sensor óptico baseado na medida da intensidade da radiação monocromática passante através da suspensão, usado em condições outdoor, apresentaram baixa correlação entre a concentração de biomassa e a radiação, mesmo para concentrações abaixo de 0,6 g/L. Quando da investigação do espalhamento óptico pela suspensão do cultivo, para os ângulos de 45º e 90º a radiação monocromática em 530 nm apresentou um comportamento linear crescente com a concentração, apresentando coeficiente de determinação, nos dois casos, 0,95. Foi possível construir um sensor de concentração de biomassa baseado em software, usando as informações combinadas de intensidade de radiação espalhada nos ângulos de 45º e 135º com coeficiente de determinação de 0,99. É factível realizar simultaneamente a determinação inline de variáveis do processo de cultivo de Spirulina e a modelagem cinética empírica do crescimento do micro-organismo através da equação de Verhulst, em microcontrolador Arduino.

A comparative study of navigation meshes

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