Optimized scheduling in real-time environments with column generation

Im Bereich sicherheitsrelevanter eingebetteter Systeme stellt sich der Designprozess von Anwendungen als sehr komplex dar. Entsprechend einer gegebenen Hardwarearchitektur lassen sich Steuergeräte aufrüsten, um alle bestehenden Prozesse und Signale pünktlich auszuführen. Die zeitlichen Anforderungen sind strikt und müssen in jeder periodischen Wiederkehr der Prozesse erfüllt sein, da die Sicherstellung der parallelen Ausführung von größter Bedeutung ist. Existierende Ansätze können schnell Designalternativen berechnen, aber sie gewährleisten nicht, dass die Kosten für die nötigen Hardwareänderungen minimal sind. Wir stellen einen Ansatz vor, der kostenminimale Lösungen für das Problem berechnet, die alle zeitlichen Bedingungen erfüllen. Unser Algorithmus verwendet Lineare Programmierung mit Spaltengenerierung, eingebettet in eine Baumstruktur, um untere und obere Schranken während des Optimierungsprozesses bereitzustellen. Die komplexen Randbedingungen zur Gewährleistung der periodischen Ausführung verlagern sich durch eine Zerlegung des Hauptproblems in unabhängige Unterprobleme, die als ganzzahlige lineare Programme formuliert sind. Sowohl die Analysen zur Prozessausführung als auch die Methoden zur Signalübertragung werden untersucht und linearisierte Darstellungen angegeben. Des Weiteren präsentieren wir eine neue Formulierung für die Ausführung mit fixierten Prioritäten, die zusätzlich Prozessantwortzeiten im schlimmsten anzunehmenden Fall berechnet, welche für Szenarien nötig sind, in denen zeitliche Bedingungen an Teilmengen von Prozessen und Signalen gegeben sind. Wir weisen die Anwendbarkeit unserer Methoden durch die Analyse von Instanzen nach, welche Prozessstrukturen aus realen Anwendungen enthalten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass untere Schranken schnell berechnet werden können, um die Optimalität von heuristischen Lösungen zu beweisen. Wenn wir optimale Lösungen mit Antwortzeiten liefern, stellt sich unsere neue Formulierung in der Laufzeitanalyse vorteilhaft gegenüber anderen Ansätzen dar. Die besten Resultate werden mit einem hybriden Ansatz erzielt, der heuristische Startlösungen, eine Vorverarbeitung und eine heuristische mit einer kurzen nachfolgenden exakten Berechnungsphase verbindet.

A framework for mixed-criticality partitioned real-time embedded systems

Los sistemas empotrados son cada día más comunes y complejos, de modo que encontrar procesos seguros, eficaces y baratos de desarrollo software dirigidos específicamente a esta clase de sistemas es más necesario que nunca. A diferencia de lo que ocurría hasta hace poco, en la actualidad los avances tecnológicos en el campo de los microprocesadores de los últimos tiempos permiten el desarrollo de equipos con prestaciones más que suficientes para ejecutar varios sistemas software en una única máquina. Además, hay sistemas empotrados con requisitos de seguridad (safety) de cuyo correcto funcionamiento depende la vida de muchas personas y/o grandes inversiones económicas. Estos sistemas software se diseñan e implementan de acuerdo con unos estándares de desarrollo software muy estrictos y exigentes. En algunos casos puede ser necesaria también la certificación del software. Para estos casos, los sistemas con criticidades mixtas pueden ser una alternativa muy valiosa. En esta clase de sistemas, aplicaciones con diferentes niveles de criticidad se ejecutan en el mismo computador. Sin embargo, a menudo es necesario certificar el sistema entero con el nivel de criticidad de la aplicación más crítica, lo que hace que los costes se disparen. La virtualización se ha postulado como una tecnología muy interesante para contener esos costes. Esta tecnología permite que un conjunto de máquinas virtuales o particiones ejecuten las aplicaciones con unos niveles de aislamiento tanto temporal como espacial muy altos. Esto, a su vez, permite que cada partición pueda ser certificada independientemente. Para el desarrollo de sistemas particionados con criticidades mixtas se necesita actualizar los modelos de desarrollo software tradicionales, pues estos no cubren ni las nuevas actividades ni los nuevos roles que se requieren en el desarrollo de estos sistemas. Por ejemplo, el integrador del sistema debe definir las particiones o el desarrollador de aplicaciones debe tener en cuenta las características de la partición donde su aplicación va a ejecutar. Tradicionalmente, en el desarrollo de sistemas empotrados, el modelo en V ha tenido una especial relevancia. Por ello, este modelo ha sido adaptado para tener en cuenta escenarios tales como el desarrollo en paralelo de aplicaciones o la incorporación de una nueva partición a un sistema ya existente. El objetivo de esta tesis doctoral es mejorar la tecnología actual de desarrollo de sistemas particionados con criticidades mixtas. Para ello, se ha diseñado e implementado un entorno dirigido específicamente a facilitar y mejorar los procesos de desarrollo de esta clase de sistemas. En concreto, se ha creado un algoritmo que genera el particionado del sistema automáticamente. En el entorno de desarrollo propuesto, se han integrado todas las actividades necesarias para desarrollo de un sistema particionado, incluidos los nuevos roles y actividades mencionados anteriormente. Además, el diseño del entorno de desarrollo se ha basado en la ingeniería guiada por modelos (Model-Driven Engineering), la cual promueve el uso de los modelos como elementos fundamentales en el proceso de desarrollo. Así pues, se proporcionan las herramientas necesarias para modelar y particionar el sistema, así como para validar los resultados y generar los artefactos necesarios para el compilado, construcción y despliegue del mismo. Además, en el diseño del entorno de desarrollo, la extensión e integración del mismo con herramientas de validación ha sido un factor clave. En concreto, se pueden incorporar al entorno de desarrollo nuevos requisitos no-funcionales, la generación de nuevos artefactos tales como documentación o diferentes lenguajes de programación, etc. Una parte clave del entorno de desarrollo es el algoritmo de particionado. Este algoritmo se ha diseñado para ser independiente de los requisitos de las aplicaciones así como para permitir al integrador del sistema implementar nuevos requisitos del sistema. Para lograr esta independencia, se han definido las restricciones al particionado. El algoritmo garantiza que dichas restricciones se cumplirán en el sistema particionado que resulte de su ejecución. Las restricciones al particionado se han diseñado con una capacidad expresiva suficiente para que, con un pequeño grupo de ellas, se puedan expresar la mayor parte de los requisitos no-funcionales más comunes. Las restricciones pueden ser definidas manualmente por el integrador del sistema o bien pueden ser generadas automáticamente por una herramienta a partir de los requisitos funcionales y no-funcionales de una aplicación. El algoritmo de particionado toma como entradas los modelos y las restricciones al particionado del sistema. Tras la ejecución y como resultado, se genera un modelo de despliegue en el que se definen las particiones que son necesarias para el particionado del sistema. A su vez, cada partición define qué aplicaciones deben ejecutar en ella así como los recursos que necesita la partición para ejecutar correctamente. El problema del particionado y las restricciones al particionado se modelan matemáticamente a través de grafos coloreados. En dichos grafos, un coloreado propio de los vértices representa un particionado del sistema correcto. El algoritmo se ha diseñado también para que, si es necesario, sea posible obtener particionados alternativos al inicialmente propuesto. El entorno de desarrollo, incluyendo el algoritmo de particionado, se ha probado con éxito en dos casos de uso industriales: el satélite UPMSat-2 y un demostrador del sistema de control de una turbina eólica. Además, el algoritmo se ha validado mediante la ejecución de numerosos escenarios sintéticos, incluyendo algunos muy complejos, de más de 500 aplicaciones. ABSTRACT The importance of embedded software is growing as it is required for a large number of systems. Devising cheap, efficient and reliable development processes for embedded systems is thus a notable challenge nowadays. Computer processing power is continuously increasing, and as a result, it is currently possible to integrate complex systems in a single processor, which was not feasible a few years ago.Embedded systems may have safety critical requirements. Its failure may result in personal or substantial economical loss. The development of these systems requires stringent development processes that are usually defined by suitable standards. In some cases their certification is also necessary. This scenario fosters the use of mixed-criticality systems in which applications of different criticality levels must coexist in a single system. In these cases, it is usually necessary to certify the whole system, including non-critical applications, which is costly. Virtualization emerges as an enabling technology used for dealing with this problem. The system is structured as a set of partitions, or virtual machines, that can be executed with temporal and spatial isolation. In this way, applications can be developed and certified independently. The development of MCPS (Mixed-Criticality Partitioned Systems) requires additional roles and activities that traditional systems do not require. The system integrator has to define system partitions. Application development has to consider the characteristics of the partition to which it is allocated. In addition, traditional software process models have to be adapted to this scenario. The V-model is commonly used in embedded systems development. It can be adapted to the development of MCPS by enabling the parallel development of applications or adding an additional partition to an existing system. The objective of this PhD is to improve the available technology for MCPS development by providing a framework tailored to the development of this type of system and by defining a flexible and efficient algorithm for automatically generating system partitionings. The goal of the framework is to integrate all the activities required for developing MCPS and to support the different roles involved in this process. The framework is based on MDE (Model-Driven Engineering), which emphasizes the use of models in the development process. The framework provides basic means for modeling the system, generating system partitions, validating the system and generating final artifacts. The framework has been designed to facilitate its extension and the integration of external validation tools. In particular, it can be extended by adding support for additional non-functional requirements and support for final artifacts, such as new programming languages or additional documentation. The framework includes a novel partitioning algorithm. It has been designed to be independent of the types of applications requirements and also to enable the system integrator to tailor the partitioning to the specific requirements of a system. This independence is achieved by defining partitioning constraints that must be met by the resulting partitioning. They have sufficient expressive capacity to state the most common constraints and can be defined manually by the system integrator or generated automatically based on functional and non-functional requirements of the applications. The partitioning algorithm uses system models and partitioning constraints as its inputs. It generates a deployment model that is composed by a set of partitions. Each partition is in turn composed of a set of allocated applications and assigned resources. The partitioning problem, including applications and constraints, is modeled as a colored graph. A valid partitioning is a proper vertex coloring. A specially designed algorithm generates this coloring and is able to provide alternative partitions if required. The framework, including the partitioning algorithm, has been successfully used in the development of two industrial use cases: the UPMSat-2 satellite and the control system of a wind-power turbine. The partitioning algorithm has been successfully validated by using a large number of synthetic loads, including complex scenarios with more that 500 applications.

Construction of a fault-tolerant, real-time software system /

"UILU-ENG 80 1742"--Cover.

Towards platform-independent real-time systems

Real-time software systems are rarely developed once and left to run. They are subject to changes of requirements as the applications they support expand, and they commonly outlive the platforms they were designed to run on. A successful real-time system is duplicated and adapted to a variety of applications - it becomes a product line. Current methods for real-time software development are commonly based on low-level programming languages and involve considerable duplication of effort when a similar system is to be developed or the hardware platform changes. To provide more dependable, flexible and maintainable real-time systems at a lower cost what is needed is a platform-independent approach to real-time systems development. The development process is composed of two phases: a platform-independent phase, that defines the desired system behaviour and develops a platform-independent design and implementation, and a platform-dependent phase that maps the implementation onto the target platform. The last phase should be highly automated. For critical systems, assessing dependability is crucial. The partitioning into platform dependent and independent phases has to support verification of system properties through both phases.

A flexible, extensible object oriented real-time near photorealistic visualization system:the system framework design

In this paper we describe a novel, extensible visualization system currently under development at Aston University. We introduce modern programming methods, such as the use of data driven programming, design patterns, and the careful definition of interfaces to allow easy extension using plug-ins, to 3D landscape visualization software. We combine this with modern developments in computer graphics, such as vertex and fragment shaders, to create an extremely flexible, extensible real-time near photorealistic visualization system. In this paper we show the design of the system and the main sub-components. We stress the role of modern programming practices and illustrate the benefits these bring to 3D visualization. © 2006 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

Uma arquitetura de referência para o processamento distribuído de stream de dados em soluções analíticas de near real-time

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

Validation of reference genes for gene expression studies in the honey bee, Apis mellifera, by quantitative real-time RT-PCR

For obtaining accurate and reliable gene expression results it is essential that quantitative real-time RT-PCR (qRT-PCR) data are normalized with appropriate reference genes. The current exponential increase in postgenomic studies on the honey bee, Apis mellifera, makes the standardization of qRT-PCR results an important task for ongoing community efforts. For this aim we selected four candidate reference genes (actin, ribosomal protein 49, elongation factor 1-alpha, tbp-association factor) and used three software-based approaches (geNorm, BestKeeper and NormFinder) to evaluate the suitability of these genes as endogenous controls. Their expression was examined during honey bee development, in different tissues, and after juvenile hormone exposure. Furthermore, the importance of choosing an appropriate reference gene was investigated for two developmentally regulated target genes. The results led us to consider all four candidate genes as suitable genes for normalization in A. mellifera. However, each condition evaluated in this study revealed a specific set of genes as the most appropriated ones.

Development of Hepatitis C Virus Genotyping by Real-Time PCR Based on the NS5B Region

Background: Hepatitis C virus (HCV) genotyping is the most significant predictor of the response to antiviral therapy. The aim of this study was to develop and evaluate a novel real-time PCR method for HCV genotyping based on the NS5B region. Methodology/Principal Findings: Two triplex reaction sets were designed, one to detect genotypes 1a, 1b and 3a; and another to detect genotypes 2a, 2b, and 2c. This approach had an overall sensitivity of 97.0%, detecting 295 of the 304 tested samples. All samples genotyped by real-time PCR had the same type that was assigned using LiPA version 1 (Line in Probe Assay). Although LiPA v. 1 was not able to subtype 68 of the 295 samples (23.0%) and rendered different subtype results from those assigned by real-time PCR for 12/295 samples (4.0%), NS5B sequencing and real-time PCR results agreed in all 146 tested cases. Analytical sensitivity of the real-time PCR assay was determined by end-point dilution of the 5000 IU/ml member of the OptiQuant HCV RNA panel. The lower limit of detection was estimated to be 125 IU/ml for genotype 3a, 250 IU/ml for genotypes 1b and 2b, and 500 IU/ml for genotype 1a. Conclusions/Significance: The total time required for performing this assay was two hours, compared to four hours required for LiPA v. 1 after PCR-amplification. Furthermore, the estimated reaction cost was nine times lower than that of available commercial methods in Brazil. Thus, we have developed an efficient, feasible, and affordable method for HCV genotype identification.

Real-Time PCR in HIV/Trypanosoma cruzi Coinfection with and without Chagas Disease Reactivation: Association with HIV Viral Load and CD4(+) Level

Background: Reactivation of chronic Chagas disease, which occurs in approximately 20% of patients coinfected with HIV/Trypanosoma cruzi (T. cruzi), is commonly characterized by severe meningoencephalitis and myocarditis. The use of quantitative molecular tests to monitor Chagas disease reactivation was analyzed. Methodology: Polymerase chain reaction (PCR) of kDNA sequences, competitive (C-) PCR and real-time quantitative (q) PCR were compared with blood cultures and xenodiagnosis in samples from 91 patients (57 patients with chronic Chagas disease and 34 with HIV/T. cruzi coinfection), of whom 5 had reactivation of Chagas disease and 29 did not. Principal Findings: qRT-PCR showed significant differences between groups; the highest parasitemia was observed in patients infected with HIV/T. cruzi with Chagas disease reactivation (median 1428.90 T. cruzi/mL), followed by patients with HIV/T. cruzi infection without reactivation (median 1.57 T. cruzi/mL) and patients with Chagas disease without HIV (median 0.00 T. cruzi/mL). Spearman's correlation coefficient showed that xenodiagnosis was correlated with blood culture, C-PCR and qRT-PCR. A stronger Spearman correlation index was found between C-PCR and qRT-PCR, the number of parasites and the HIV viral load, expressed as the number of CD4(+) cells or the CD4(+)/CD8(+) ratio. Conclusions: qRT-PCR distinguished the groups of HIV/T. cruzi coinfected patients with and without reactivation. Therefore, this new method of qRT-PCR is proposed as a tool for prospective studies to analyze the importance of parasitemia (persistent and/or increased) as a criterion for recommending pre-emptive therapy in patients with chronic Chagas disease with HIV infection or immunosuppression. As seen in this study, an increase in HIV viral load and decreases in the number of CD4(+) cells/mm(3) and the CD4(+)/CD8(+) ratio were identified as cofactors for increased parasitemia that can be used to target the introduction of early, pre-emptive therapy.

Detection of dengue virus in saliva and urine by real time RT-PCR

Early diagnosis of dengue virus (DENV) infection is important for patient management and control of dengue outbreaks. The objective of this study was to analyze the usefulness of urine and saliva samples for early diagnosis of DENV infection by real time RT-PCR. Two febrile patients, who have been attended at the General Hospital of the School of Medicine of Ribeirao Preto, Sao Paulo University were included in the study. Serum, urine and saliva samples collected from both patients were subjected to real time RT-PCR for DENV detection and quantification. Dengue RNA was detected in serum, urine and saliva samples of both patients. Patient 1 was infected with DENV-2 and patient 2 with DENV-3. Data presented in this study suggest that urine and saliva could be used as alternative samples for early diagnosis of dengue virus infection when blood samples are difficult to obtain, e.g.,in newborns and patients with hemorrhagic syndromes.

Incorporation of Real-Time PCR into Routine Public Health Surveillance of Culture Negative Bacterial Meningitis in Sao Paulo, Brazil

Real-time (RT)-PCR increases diagnostic yield for bacterial meningitis and is ideal for incorporation into routine surveillance in a developing country. We validated a multiplex RT-PCR assay for Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, and Haemophilus influenzae in Brazil. Risk factors for being culture-negative, RT-PCR positive were determined. The sensitivity of RT-PCR in cerebrospinal fluid (CSF) was 100% (95% confidence limits, 96.0%-100%) for N. meningitidis, 97.8% (85.5%-99.9%) for S. pneumoniae, and 66.7% (9.4%-99.2%) for H. influenzae. Specificity ranged from 98.9% to 100%. Addition of RT-PCR to routine microbiologic methods increased the yield for detection of S. pneumoniae, N. meningitidis, and H. influenzae cases by 52%, 85%, and 20%, respectively. The main risk factor for being culture negative and RT-PCR positive was presence of antibiotic in CSF (odds ratio 12.2, 95% CI 5.9-25.0). RT-PCR using CSF was highly sensitive and specific and substantially added to measures of meningitis disease burden when incorporated into routine public health surveillance in Brazil.

Real-time PCR investigation on the expression of sboA and ituD genes in Bacillus spp

Aims: To investigate the expression of sboA and ituD genes among strains of Bacillus spp. at different pH and temperature. Methods and Results: Different Bacillus strains from the Amazon basin and Bacillus subtilis ATCC 19659 were investigated for the production of subtilosin A and iturin A by qRT-PCR, analysing sboA and ituD gene expression under different culture conditions. Amazonian strains presented a general gene expression level lower than B. subtilis ATCC 19659 for sboA. In contrast, when analysing the expression of ituD gene, the strains from the Amazon, particularly P40 and P45B, exhibited higher levels of expression. Changes in pH (6 and 8) and temperature (37 and 42 degrees C) caused a decrease in sboA expression, but increased ituD expression among strains from Amazonian environment. Conclusions: Temperature and pH have an important influence on the expression of genes sboA (subtilosin A) and ituD (iturin A) among Bacillus spp. The strains P40 and P45B can be useful for the production of antimicrobial peptide iturin A. Significance and Impact of the Study: Monitoring the expression of essential biosynthetic genes by qRT-PCR is a valuable tool for optimization of the production of antimicrobial peptides.

Real-Time Voltage Regulation in Power Distribution System Using Fuzzy Control

Two different fuzzy approaches to voltage control in electric power distribution systems are introduced in this paper. The real-time controller in each case would act on power transformers equipped with under-load tap changers. Learning systems are employed to turn the voltage-control relays into adaptive devices. The scope of this study has been limited to the power distribution substation, and the voltage measurements and control actions are carried out on the secondary bus. The capacity of fuzzy systems to handle approximate data, together with their unique ability to interpret qualitative information, make it possible to design voltage-control strategies that satisfy the requirements of the Brazilian regulatory bodies and the real concerns of the electric power distribution companies. Fuzzy control systems based on these two strategies have been implemented and the test results were highly satisfactory.