A uniform white-noise model for fixed-point roundoff errors in digital systems

Fixed-point roundoff noise in digital implementation of linear systems arises due to overflow, quantization of coefficients and input signals, and arithmetical errors. In uniform white-noise models, the last two types of roundoff errors are regarded as uniformly distributed independent random vectors on cubes of suitable size. For input signal quantization errors, the heuristic model is justified by a quantization theorem, which cannot be directly applied to arithmetical errors due to the complicated input-dependence of errors. The complete uniform white-noise model is shown to be valid in the sense of weak convergence of probabilistic measures as the lattice step tends to zero if the matrices of realization of the system in the state space satisfy certain nonresonance conditions and the finite-dimensional distributions of the input signal are absolutely continuous.

Pseudo-randomness of round-off errors in discretized linear maps on the plane

We analyze the sequences of round-off errors of the orbits of a discretized planar rotation, from a probabilistic angle. It was shown [Bosio & Vivaldi, 2000] that for a dense set of parameters, the discretized map can be embedded into an expanding p-adic dynamical system, which serves as a source of deterministic randomness. For each parameter value, these systems can generate infinitely many distinct pseudo-random sequences over a finite alphabet, whose average period is conjectured to grow exponentially with the bit-length of the initial condition (the seed). We study some properties of these symbolic sequences, deriving a central limit theorem for the deviations between round-off and exact orbits, and obtain bounds concerning repetitions of words. We also explore some asymptotic problems computationally, verifying, among other things, that the occurrence of words of a given length is consistent with that of an abstract Bernoulli sequence.

GUI Inspection from Source Code Analysis

Graphical user interfaces (GUIs) are critical components of todays software. Given their increased relevance, correctness and usability of GUIs are becoming essential. This paper describes the latest results in the development of our tool to reverse engineer the GUI layer of interactive computing systems. We use static analysis techniques to generate models of the user interface behaviour from source code. Models help in graphical user interface inspection by allowing designers to concentrate on its more important aspects. One particularly type of model that the tool is able to generate is state machines. The paper shows how graph theory can be useful when applied to these models. A number of metrics and algorithms are used in the analysis of aspects of the user interface's quality. The ultimate goal of the tool is to enable analysis of interactive system through GUIs source code inspection.

Modelos de risk based inspection e risk based inspection and maintenance aplicados a sistemas de produção de energias renováveis

A utilização de recursos energéticos renováveis apresenta-se como um caminho vital para a humanidade alcançar um desenvolvimento sustentável. Nesta campanha, a energia eólica surge como um dos principais vectores de orientação tendo evoluído de forma quase exponencial nos últimos anos. No entanto, apesar da sua relativa maturidade, esta tecnologia enfrenta ainda alguns problemas e desafios. Não obstante a experiência empírica da indústria eólica, adquirida nos últimos trinta anos e dos esforços para melhorar a fiabilidade operacional das turbinas, as taxas de falha ainda se apresentam elevadas. Face às correntes práticas de Manutenção das turbinas e parques eólicos e às características de falha, (por vezes catastróficas), existe a necessidade de optimizar as estratégias de manutenção das turbinas eólicas e reduzir os custos durante o ciclo de vida, de modo a maximizar o retorno do investimento. Descreve-se neste trabalho o estado do conhecimento actual face ao objectivo pretendido, a recolha de dados reais da operação e Manutenção, a aplicabilidade dos modelos escolhidos para obtenção da probabilidade de falha, e as consequências e avaliação do risco. Assim, desenvolveu-se uma ferramenta de apoio à decisão, baseada em Modelos de RBI (Risk Based Inspection) e RBIM (Risk Based Inspection and Maintenance) aplicados a turbinas eólicas.

Deterioração e reabilitação de estruturas de betão armado

Apesar da enorme evolução tecnológica, os prazos na construção são cada vez mais reduzidos e os custos mais controlados, verificando-se uma despreocupação no que diz respeito a aspetos como a qualidade e durabilidade da construção das estruturas. Desperta assim nos técnicos, donos-de-obra, entidades executantes e projetistas a necessidade de avaliar o estado de conservação das estruturas de betão armado. Esta dissertação tem como objetivo principal abordar as anomalias e os mecanismos de deterioração mais correntes, os métodos de ensaio destrutivos ou parcialmente destrutivos mais utilizados e adequados, e abordar algumas das técnicas de reparação e reforço das estruturas de betão armado. Os principais danos apresentados nas estruturas são devidos a agentes físicos, mecânicos, biológicos e químicos. Podem ser devidos a causas diretas (acidentais ou naturais), que acarretam uma ação concreta sobre os elementos estruturais, e causas indiretas (humanas), diretamente ligadas com erros de projeto. É primordial fazer-se o levantamento de todas as anomalias existentes para se recorrer a um método de inspeção e ensaio. Consoante a necessidade de informação e estado da estrutura são selecionados os ensaios a realizar, podendo ser realizados “in situ” ou em laboratório. As técnicas de reparação e reforço são vistas como métodos para melhorar as condições da estrutura ao nível da segurança, desempenho, habitabilidade e durabilidade, prevenindo a evolução dos mecanismos de deterioração.

Handling random errors and biases in methods used for short-term dietary assessment

Epidemiological studies have shown the effect of diet on the incidence of chronic diseases; however, proper planning, designing, and statistical modeling are necessary to obtain precise and accurate food consumption data. Evaluation methods used for short-term assessment of food consumption of a population, such as tracking of food intake over 24h or food diaries, can be affected by random errors or biases inherent to the method. Statistical modeling is used to handle random errors, whereas proper designing and sampling are essential for controlling biases. The present study aimed to analyze potential biases and random errors and determine how they affect the results. We also aimed to identify ways to prevent them and/or to use statistical approaches in epidemiological studies involving dietary assessments.

How human schematization and systematic errors take effect on sketch map formalizations

Dissertation submitted in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies

Establishment of optimal physical assets inspection frequency based on risk principles

Risk Based Inspection (RBI) is a risk methodology used as the basis for prioritizing and managing the efforts for an inspection program allowing the allocation of resources to provide a higher level of coverage on physical assets with higher risk. The main goal of RBI is to increase equipment availability while improving or maintaining the accepted level of risk. This paper presents the concept of risk, risk analysis and RBI methodology and shows an approach to determine the optimal inspection frequency for physical assets based on the potential risk and mainly on the quantification of the probability of failure. It makes use of some assumptions in a structured decision making process. The proposed methodology allows an optimization of inspection intervals deciding when the first inspection must be performed as well as the subsequent intervals of inspection. A demonstrative example is also presented to illustrate the application of the proposed methodology.

Life-cycle performance of structures: combining expert judgment and results of inspection

Life-Cycle Civil Engineering – Biondini & Frangopol

Inspeção, Diagnóstico e Reparação de Estruturas de Betão Armado

O mercado da reabilitação de estruturas em Portugal está em voga, sendo um nicho de mercado com evolução galopante nos últimos anos fruto da consciencialização das entidades responsáveis, assim como das necessidades de intervir no parque edificado cada vez mais degradado, resultando num estímulo para o mercado da construção face ao seu estado atual. As causas associadas à degradação prematura dos materiais estruturais resultam de erros de conceção e execução, assim como do facto de muitas estruturas de betão armado do parque habitacional edificado nas décadas de 60 e 70, estarem a atingir o fim do seu período de vida útil. Na avaliação do estado de degradação de estruturas de betão armado aconselha-se a utilização de ensaios não destrutivos, uma vez que permitem efetuar um diagnóstico com resultados positivos salvaguardando a integridade da estrutura. A norma EN 1504“Produtos e Sistemas para a proteção e reparação de estruturas de betão” estipula os procedimentos de execução, as características dos materiais mais adequados a cada tipo de projeto, assim como a divisão do seu encadeamento em 5 fases. O caso prático apresentado é um edifício de prestação de serviços municipais, tendo sido aplicado com o maior rigor possível as fases de inspeção, diagnóstico, deliberação e reparação. Foi efetuada uma fase de diagnóstico, de carácter visual assim como de caracterização física dos elementos estruturais em betão armado através de ensaios “in situ”. A estrutura avaliada apresenta debilidades e um estado de degradação acelerado, pelo que urge uma intervenção de reparação por forma a repor a estrutura com as características da sua conceção, salvaguardando a segurança das pessoas e bens.

Vision-Based Assisted Teleoperation for Inspection Tasks with a Small ROV

It is well-known that ROVs require human intervention to guarantee the success of their assignment, as well as the equipment safety. However, as its teleoperation is quite complex to perform, there is a need for assisted teleoperation. This study aims to take on this challenge by developing vision-based assisted teleoperation maneuvers, since a standard camera is present in any ROV. The proposed approach is a visual servoing solution, that allows the user to select between several standard image processing methods and is applied to a 3-DOF ROV. The most interesting characteristic of the presented system is the exclusive use of the camera data to improve the teleoperation of an underactuated ROV. It is demonstrated through the comparison and evaluation of standard implementations of different vision methods and the execution of simple maneuvers to acquire experimental results, that the teleoperation of a small ROV can be drastically improved without the need to install additional sensors.