Development and use of a high-fidelity simulator for fetal endotracheal balloon occlusion (FETO) insertion and removal.

Objectives The objective of this article is to describe the development of an anatomically accurate simulator in order to aid the training of a perinatal team in the insertion and removal of a fetal endoscopic tracheal occlusion (FETO) balloon in the management of prenatally diagnosed congenital diaphragmatic hernia. Methods An experienced perinatal team collaborated with a medical sculptor to design a fetal model for the FETO procedure. Measurements derived from 28-week fetal magnetic resonance imaging were used in the development of an anatomically precise simulated airway within a silicone rubber preterm fetal model. Clinician feedback was then used to guide multiple iterations of the model with serial improvements in the anatomic accuracy of the simulator airway. Results An appropriately sized preterm fetal mannequin with a high-fidelity airway was developed. The team used this model to develop surgical skills with balloon insertion, and removal, and to prepare the team for an integrated response to unanticipated delivery with the FETO balloon still in situ. Conclusions This fetal mannequin aided in the ability of a fetal therapy unit to offer the FETO procedure at their center for the first time. This model may be of benefit to other perinatal centers planning to offer this procedure.

Social security in theory and practice (I): Facts and political theories

166 countries have some kind of public old age pension. What economic forcescreate and sustain old age Social Security as a public program? We document some of the internationally and historically common features of Social Security programs including explicit and implicit taxes on labor supply, pay-as-you-go features, intergenerational redistribution, benefits which areincreasing functions of lifetime earnings and not means-tested. We partition theories of Social Security into three groups: "political", "efficiency" and "narrative" theories. We explore three political theories in this paper: the majority rational voting model (with its two versions: "the elderly as the leaders of a winning coalition with the poor" and the "once and for all election" model), the "time-intensive model of political competition" and the "taxpayer protection model". Each of the explanations is compared with the international and historical facts. A companion paper explores the "efficiency" and "narrative" theories, and derives implicationsof all the theories for replacing the typical pay-as-you-go system with a forced savings plan.

Insurance with frequent trading

This paper looks at the dynamic management of risk in an economy with discrete time consumption and endowments and continuous trading. I study how agents in such an economy deal with all the risk in the economy and attain their Pareto optimal allocations by trading in a few natural securities: private insurance contracts and a common set of derivatives on the aggregate endowment. The parsimonious nature ofthe implied securities needed for Pareto optimality suggests that insuch contexts complete markets is a very reasonable assumption.

Improved multiexponential transient spectroscopy by iterative deconvolution

The analysis of multiexponential decays is challenging because of their complex nature. When analyzing these signals, not only the parameters, but also the orders of the models, have to be estimated. We present an improved spectroscopic technique specially suited for this purpose. The proposed algorithm combines an iterative linear filter with an iterative deconvolution method. A thorough analysis of the noise effect is presented. The performance is tested with synthetic and experimental data.

Can we identify Walrasian allocations?

[eng] We consider a discrete time, pure exchange infinite horizon economy with two or more consumers and at least one concumption good per period. Within the framework of decentralized mechanisms, we show that for a given consumption trade at any period of time, say at time one, the consumers will need, in general, an infinite dimensional (informational) space to identigy such a trade as an intemporal Walrasian one. However, we show and characterize a set of enviroments where the Walrasian trades at each period of time can be achieved as the equilibrium trades of a sequence of decentralized competitive mechanisms, using only both current prices and quantities to coordinate decisions.

Nonlinear chemoconvection in the Methylene-blue-glucose system

Interfacial hydrodynamic instabilities arise in a range of chemical systems. One mechanism for instability is the occurrence of unstable density gradients due to the accumulation of reaction products. In this paper we conduct two-dimensional nonlinear numerical simulations for a member of this class of system: the methylene-blue¿glucose reaction. The result of these reactions is the oxidation of glucose to a relatively, but marginally, dense product, gluconic acid, that accumulates at oxygen permeable interfaces, such as the surface open to the atmosphere. The reaction is catalyzed by methylene-blue. We show that simulations help to disassemble the mechanisms responsible for the onset of instability and evolution of patterns, and we demonstrate that some of the results are remarkably consistent with experiments. We probe the impact of the upper oxygen boundary condition, for fixed flux, fixed concentration, or mixed boundary conditions, and find significant qualitative differences in solution behavior; structures either attract or repel one another depending on the boundary condition imposed. We suggest that measurement of the form of the boundary condition is possible via observation of oxygen penetration, and improved product yields may be obtained via proper control of boundary conditions in an engineering setting. We also investigate the dependence on parameters such as the Rayleigh number and depth. Finally, we find that pseudo-steady linear and weakly nonlinear techniques described elsewhere are useful tools for predicting the behavior of instabilities beyond their formal range of validity, as good agreement is obtained with the simulations.

Can we identify Walrasian allocations?

[eng] We consider a discrete time, pure exchange infinite horizon economy with two or more consumers and at least one concumption good per period. Within the framework of decentralized mechanisms, we show that for a given consumption trade at any period of time, say at time one, the consumers will need, in general, an infinite dimensional (informational) space to identigy such a trade as an intemporal Walrasian one. However, we show and characterize a set of enviroments where the Walrasian trades at each period of time can be achieved as the equilibrium trades of a sequence of decentralized competitive mechanisms, using only both current prices and quantities to coordinate decisions.

Aggregation of liposomes induced by calcium: A structural and kinetic study

In this work, the calcium-induced aggregation of phosphatidylserine liposomes is probed by means of the analysis of the kinetics of such process as well as the aggregate morphology. This novel characterization of liposome aggregation involves the use of static and dynamic light-scattering techniques to obtain kinetic exponents and fractal dimensions. For salt concentrations larger than 5 mM, a diffusion-limited aggregation regime is observed and the Brownian kernel properly describes the time evolution of the diffusion coefficient. For slow kinetics, a slightly modified multiple contact kernel is required. In any case, a time evolution model based on the numerical resolution of Smoluchowski's equation is proposed in order to establish a theoretical description for the aggregating system. Such a model provides an alternative procedure to determine the dimerization constant, which might supply valuable information about interaction mechanisms between phospholipid vesicles.

Análisis de convergencia de las regiones de la zona euro (1990-2010)

Since the birth of Economic and Monetary Union (EMU), policies have been implemented in the Member States of the European Union (EU) to lead them towards economic convergence. This article analyses the convergence of the 174 regions that exist in the 17 euro-zone countries in the years from 1990 to 2010. The article specifies a space-time econometric model using the hypotheses of conditioned beta-convergence and sigmaconvergence. The dependent variables of the model are per capita GDP and productivity and the explanatory variables are real economic variables. Beta-convergence is found to exist between the countries of the euro-zone in terms of per capita GDP, but there is divergence in terms of productivity, though only at country level. In other words, the hypothesis is confirmed that it is guidelines at country level that lead to hypothetical convergence and that the unfavourable performance of productivity is due, without doubt, to differences in behaviour between the active populations of the different euro zone countries

Wigner higher-order spectra: definition, properties, computation and application to transient signal analysis

The Wigner higher order moment spectra (WHOS)are defined as extensions of the Wigner-Ville distribution (WD)to higher order moment spectra domains. A general class oftime-frequency higher order moment spectra is also defined interms of arbitrary higher order moments of the signal as generalizations of the Cohen’s general class of time-frequency representations. The properties of the general class of time-frequency higher order moment spectra can be related to theproperties of WHOS which are, in fact, extensions of the properties of the WD. Discrete time and frequency Wigner higherorder moment spectra (DTF-WHOS) distributions are introduced for signal processing applications and are shown to beimplemented with two FFT-based algorithms. One applicationis presented where the Wigner bispectrum (WB), which is aWHOS in the third-order moment domain, is utilized for thedetection of transient signals embedded in noise. The WB iscompared with the WD in terms of simulation examples andanalysis of real sonar data. It is shown that better detectionschemes can be derived, in low signal-to-noise ratio, when theWB is applied.

Optimointijärjestelmän kehittäminen sähköä ja lämpöä tuottavaan voimalaitokseen

Työn tavoitteena oli kehittää automaattinen optimointijärjestelmä energiayhtiön omistamaan pieneen sähkön- ja lämmöntuotantolaitokseen (CHP-laitos). Optimointitarve perustuu energiayhtiön sähkön hankintaan sähköpörssistä, kaasun hankintahintaan, kohteen paikallisiin sähkö- ja lämpökuormituksiin ja muihin laitoksen talouteen vaikuttaviin tekijöihin. Kehitettävällä optimointijärjestelmällä ontarkoitus tulevaisuudessa hallita useita hajautetun energiantuotannon yksiköitäkeskitetysti. Työssä kehitettiin algoritmi, joka optimoi voimalaitoksen taloutta sähkötehoa säätävillä ajomalleilla ja suoralla sähköteho-ohjeella. Työssä kehitetyn algoritmin tuottamia hyötyjä selvitettiin Harjun oppimiskeskuksen CHP-laitoksen mittaushistoriatiedoilla. CHP-laitosten käytön optimointiin luotiin keskitettyyn laskentaan ja hajautettuun ohjaukseen perustuva järjestelmä. Se ohjaa CHP-laitoksia reaaliaikaisesti ja ennustaa historiatietoihin perustuvalla aikasarjamallilla laitoksen tulevaa käyttöä. Optimointijärjestelmän toimivuus ja saatu hyöty selvitettiin Harjun oppimiskeskuksen CHP-laitoksella vertaamalla mittauksista laskettua toteutunutta hyötyä optimointijärjestelmän laskemaan ennustettuun hyötyyn.

Kulutusosapalvelun hinnoittelumallin kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee paperikoneiden kulutusosapalvelua tarjoavan yrityksen hinnoittelumallin kehittämistä haastavassa toimintaympäristössä, jossa kilpailu on kiristynyt ja asiakkaat ovat muuttuneet entistä hintatietoisemmiksi. Työn tavoitteena on kehittää kulutusosapalvelulle hinnoittelumalli ja pohtia ¤/tuotettu paperitonni (¤/tonni)-hinnoittelun soveltuvuutta paperikoneiden kulutusosapalvelua toimittaville yrityksille. ¤/tonni-hinnoittelussalähtökohta on asiakkaalle tuotettu hyöty; kuinka paljon paperia kulutusosilla pystytään tuottamaan. ¤/tonni-hinnoittelua tarkastellaan tarkemmin esimerkkiasiakkaiden avulla, joiden tehtailla toimintatavat kulutusosapalveluun liittyen vaihtelevat. Tavoitteena on selvittää kulutusosapalvelun ¤/tonni-kustannukset eri toimintatavoissa kulutusosapalveluita tarjoavan yrityksen sekä asiakkaan näkökulmasta. Työssä selvitetään kuinka eri toimintatapojen ja asiakkaiden kannattavuus vaihtelee kulutusosapalveluita tarjoavan yrityksen kannalta, jamikä toimintamalli on edullisin asiakkaan kannalta. Kehitettävän hinnoittelumallin avulla analysoidaan, kuinka paljon hyötyä kulutusosapalveluita tarjoava yritys tarjoaa asiakkailleen palveluillaan. Kulutusosapalvelu jaetaan kolmeen selvitettävään kustannuskomponenttiin; kulutusosa-, logistiikka- ja laadun puutekustannuksiin. Työn teoreettinen osa koostuu kirjallisuustutkimuksesta liittyen hinnoitteluun, hinnoittelumalleihin ja hinnoittelusopimuksiin. Työnempiirinen osa perustuu haastatteluihin ja sisäisten tietojärjestelmien tietoihin. Kirjallisuustutkimuksen, haastattelujen ja kohdeyrityksen sisäisen materiaalin avulla mallinnetaan loogismatemaattisesti taulukkolaskentasovellus, ¤/tonni-hinnoittelumalli. Työn keskeiset tulokset liittyvät siihen, mitä asioita tulee huomioida ¤/tonni-hinnoittelusopimusta asiakkaan kanssa tehtäessä, miten ¤/tonni-kustannukset vaihtelevat eri toimintavoissa ja kuinka hinnoittelumallin kehittämistä kannattaa edelleen jatkaa.

Converter-flux-based current control of voltage source PWM rectifiers - analysis and implementation

Pulsewidth-modulated (PWM) rectifier technology is increasingly used in industrial applications like variable-speed motor drives, since it offers several desired features such as sinusoidal input currents, controllable power factor, bidirectional power flow and high quality DC output voltage. To achieve these features,however, an effective control system with fast and accurate current and DC voltage responses is required. From various control strategies proposed to meet these control objectives, in most cases the commonly known principle of the synchronous-frame current vector control along with some space-vector PWM scheme have been applied. Recently, however, new control approaches analogous to the well-established direct torque control (DTC) method for electrical machines have also emerged to implement a high-performance PWM rectifier. In this thesis the concepts of classical synchronous-frame current control and DTC-based PWM rectifier control are combined and a new converter-flux-based current control (CFCC) scheme is introduced. To achieve sufficient dynamic performance and to ensure a stable operation, the proposed control system is thoroughly analysed and simple rules for the controller design are suggested. Special attention is paid to the estimationof the converter flux, which is the key element of converter-flux-based control. Discrete-time implementation is also discussed. Line-voltage-sensorless reactive reactive power control methods for the L- and LCL-type line filters are presented. For the L-filter an open-loop control law for the d-axis current referenceis proposed. In the case of the LCL-filter the combined open-loop control and feedback control is proposed. The influence of the erroneous filter parameter estimates on the accuracy of the developed control schemes is also discussed. A newzero vector selection rule for suppressing the zero-sequence current in parallel-connected PWM rectifiers is proposed. With this method a truly standalone and independent control of the converter units is allowed and traditional transformer isolation and synchronised-control-based solutions are avoided. The implementation requires only one additional current sensor. The proposed schemes are evaluated by the simulations and laboratory experiments. A satisfactory performance and good agreement between the theory and practice are demonstrated.

Short-term forecasting of power demand in the Nord Pool market

Sähkönkulutuksen lyhyen aikavälin ennustamista on tutkittu jo pitkään. Pohjoismaisien sähkömarkkinoiden vapautuminen on vaikuttanut sähkönkulutuksen ennustamiseen. Aluksi työssä perehdyttiin aiheeseen liittyvään kirjallisuuteen. Sähkönkulutuksen käyttäytymistä tutkittiin eri aikoina. Lämpötila tilastojen käyttökelpoisuutta arvioitiin sähkönkulutusennustetta ajatellen. Kulutus ennusteet tehtiin tunneittain ja ennustejaksona käytettiin yhtä viikkoa. Työssä tutkittiin sähkönkulutuksen- ja lämpötiladatan saatavuutta ja laatua Nord Poolin markkina-alueelta. Syötettävien tietojen ominaisuudet vaikuttavat tunnittaiseen sähkönkulutuksen ennustamiseen. Sähkönkulutuksen ennustamista varten mallinnettiin kaksi lähestymistapaa. Testattavina malleina käytettiin regressiomallia ja autoregressiivistä mallia (autoregressive model, ARX). Mallien parametrit estimoitiin pienimmän neliösumman menetelmällä. Tulokset osoittavat että kulutus- ja lämpötiladata on tarkastettava jälkikäteen koska reaaliaikaisen syötetietojen laatu on huonoa. Lämpötila vaikuttaa kulutukseen talvella, mutta se voidaan jättää huomiotta kesäkaudella. Regressiomalli on vakaampi kuin ARX malli. Regressiomallin virhetermi voidaan mallintaa aikasarjamallia hyväksikäyttäen.

Tuotelaskennan kehittäminen metalliteollisuusyrityksessä.

Työssä esitetään laskentamalli tuotekohtaisten kustannusten laskemiseksi teräsrakentamisen tuotteita valmistavan ja markkinoivan divisioonan tarpeisiin. Mallissa kustannuksia lasketaan standardikustannuslaskennan ja lisäyslaskennan periaatteita hyödyntäen. Laskentamalli liittyy esimerkkiyrityksen tuote- ja asiakaskannattavuuden kehittämishankkeeseen. Mallissa tuotteille kohdistetaan materiaalin ja prosessoinnin kustannuksia sekä pääoman kustannuksia poistojen osalta. Tuotelaskennan mallin avulla lasketaan kustannuksia muutamille esimerkkituotteille. Tarkastelua ei kuitenkaan tehdä divisioonan erikoistuotteiden osalta. Saadut laskentatulokset noudattavat vallitsevia käsityksiä liiketoiminta-alueen tuotteiden kustannusrakenteesta. Samalla malli antaa kuitenkin tarkemman kuvan kustannusten todellisesta kohdistumisesta tuotteille. Kattavan laskenta-aineiston puuttuessa työn merkittävimpänä tuloksena voidaan kehittämishankkeen tässä vaiheessa pitää yhtenäisen laskentamallin saamista tukemaan tuotekustannusten laskemista koko divisioonan alueella. Malli ei kuitenkaan kuvaa kustannusten kohdistumista tuotteille parhaalla mahdollisella tavalla. Jatkokehityshankkeissa tulisikin pohtia kustannuskohdistimien ja työssä tuotteelle kohdistamatta jätettyjen kustannuserien käsittelyä sekä divisioonan vakiotuotteiden että erikoistuotteiden osalta.