Classical and causal inference approaches to statistical mediation analysis

Resumen tomado de la publicaci??n

Improving basic math skills through integrated dynamic representation strategies

Resumen tomado de la publicaci??n

Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

Tourism representation and semiotics : directions for future research

O objectivo desta breve nota de pesquisa é dar a conhecer ao leitor um método de pesquisa científica em turismo relativamente pouco utilizado mas com um grande potencial - a análise semiótoca, ou análise semiótica de conteúdo. Conquanto existam alguns estudos em que a análise semiótica é utilizada como método de pesquisa científica, nomeadamente na área da representação turística, o seu potencial permanece relativamente pouco explorado. Esta nota de pesquisa sumariza a literatura relevante nesta área, sublinha a sua importância, e apresenta uma série de possíveis avenidas de pesquisas futuras. Implicações práticas e académicas desta linha de inquérito são discutidas no final do artigo.

The Representation of the Feminine in the Portuguese Press : A Content Analysis of the Diário de Notícias Newspaper

This is a brief report of a research project, coordinated by me and funded by the Portuguese Government. It studies ‘The Representation of the Feminine in the Portuguese Press’ (POCI/COM 55780/2004), and works on the content analysis of discourse on the feminine in various Portuguese newspapers, covering the time span of February 1st till April 30th 2006. The paper is divided into two parts: in the first part, I will briefly discuss the typology used to code the text units of selected articles; in the second part, I will explore the most expressive percentages of the first two weeks of February for the content analysis of the Diário de Notícias newspaper. These percentages were obtained with the NVivo 6 qualitative data treatment software programme.

Eye tracking data representation and visualization : on information and communication studies at CETAC.MEDIA

Eye tracking has become a preponderant technique in the evaluation of user interaction and behaviour with study objects in defined contexts. Common eye tracking related data representation techniques offer valuable input regarding user interaction and eye gaze behaviour, namely through fixations and saccades measurement. However, these and other techniques may be insufficient for the representation of acquired data in specific studies, namely because of the complexity of the study object being analysed. This paper intends to contribute with a summary of data representation and information visualization techniques used in data analysis within different contexts (advertising, websites, television news and video games). Additionally, several methodological approaches are presented in this paper, which resulted from several studies developed and under development at CETAC.MEDIA - Communication Sciences and Technologies Research Centre. In the studies described, traditional data representation techniques were insufficient. As a result, new approaches were necessary and therefore, new forms of representing data, based on common techniques were developed with the objective of improving communication and information strategies. In each of these studies, a brief summary of the contribution to their respective area will be presented, as well as the data representation techniques used and some of the acquired results.

The light representation of religion and power in sound

The thematic and anathematic in music-making a reflection occurring after listening to an art song and a pop song from the 19th and 20th century Levantine music. Bach’s Orchestral Suites keep popping up, elegantly unveiling “the truth”.

Representation of Cued Speech in teacher of the deaf and hard of hearing preparation programs

This descriptive study investigates the representation of Cued Speech in teacher of the deaf preparation programs as well as attitudes towards inclusion of Cued Speech in those programs in the context of the 2004 reauthorization of IDEA. The issue of Cued Speech is discussed as a communication modality and implications for deaf education are presented.

Biased representation of disturbance rates in the roadside sampling frame in boreal forests: implications for monitoring design

The North American Breeding Bird Survey (BBS) is the principal source of data to inform researchers about the status of and trend for boreal forest birds. Unfortunately, little BBS coverage is available in the boreal forest, where increasing concern over the status of species breeding there has increased interest in northward expansion of the BBS. However, high disturbance rates in the boreal forest may complicate roadside monitoring. If the roadside sampling frame does not capture variation in disturbance rates because of either road placement or the use of roads for resource extraction, biased trend estimates might result. In this study, we examined roadside bias in the proportional representation of habitat disturbance via spatial data on forest “loss,” forest fires, and anthropogenic disturbance. In each of 455 BBS routes, the area disturbed within multiple buffers away from the road was calculated and compared against the area disturbed in degree blocks and BBS strata. We found a nonlinear relationship between bias and distance from the road, suggesting forest loss and forest fires were underrepresented below 75 and 100 m, respectively. In contrast, anthropogenic disturbance was overrepresented at distances below 500 m and underrepresented thereafter. After accounting for distance from road, BBS routes were reasonably representative of the degree blocks they were within, with only a few strata showing biased representation. In general, anthropogenic disturbance is overrepresented in southern strata, and forest fires are underrepresented in almost all strata. Similar biases exist when comparing the entire road network and the subset sampled by BBS routes against the amount of disturbance within BBS strata; however, the magnitude of biases differed. Based on our results, we recommend that spatial stratification and rotating panel designs be used to spread limited BBS and off-road sampling effort in an unbiased fashion and that new BBS routes be established where sufficient road coverage exists.

Digitisation, representation, and formalisation - Digital libraries of mathematics

One of the main tasks of the mathematical knowledge management community must surely be to enhance access to mathematics on digital systems. In this paper we present a spectrum of approaches to solving the various problems inherent in this task, arguing that a variety of approaches is both necessary and useful. The main ideas presented are about the differences between digitised mathematics, digitally represented mathematics and formalised mathematics. Each has its part to play in managing mathematical information in a connected world. Digitised material is that which is embodied in a computer file, accessible and displayable locally or globally. Represented material is digital material in which there is some structure (usually syntactic in nature) which maps to the mathematics contained in the digitised information. Formalised material is that in which both the syntax and semantics of the represented material, is automatically accessible. Given the range of mathematical information to which access is desired, and the limited resources available for managing that information, we must ensure that these resources are applied to digitise, form representations of or formalise, existing and new mathematical information in such a way as to extract the most benefit from the least expenditure of resources. We also analyse some of the various social and legal issues which surround the practical tasks.

Can wavelets improve the representation of forecast error covariances in variational data assimilation?

Two wavelet-based control variable transform schemes are described and are used to model some important features of forecast error statistics for use in variational data assimilation. The first is a conventional wavelet scheme and the other is an approximation of it. Their ability to capture the position and scale-dependent aspects of covariance structures is tested in a two-dimensional latitude-height context. This is done by comparing the covariance structures implied by the wavelet schemes with those found from the explicit forecast error covariance matrix, and with a non-wavelet- based covariance scheme used currently in an operational assimilation scheme. Qualitatively, the wavelet-based schemes show potential at modeling forecast error statistics well without giving preference to either position or scale-dependent aspects. The degree of spectral representation can be controlled by changing the number of spectral bands in the schemes, and the least number of bands that achieves adequate results is found for the model domain used. Evidence is found of a trade-off between the localization of features in positional and spectral spaces when the number of bands is changed. By examining implied covariance diagnostics, the wavelet-based schemes are found, on the whole, to give results that are closer to diagnostics found from the explicit matrix than from the nonwavelet scheme. Even though the nature of the covariances has the right qualities in spectral space, variances are found to be too low at some wavenumbers and vertical correlation length scales are found to be too long at most scales. The wavelet schemes are found to be good at resolving variations in position and scale-dependent horizontal length scales, although the length scales reproduced are usually too short. The second of the wavelet-based schemes is often found to be better than the first in some important respects, but, unlike the first, it has no exact inverse transform.