Valuing Expansions of the Electricity Transmission Network under Uncertainty: The Binodal Case

Transmission investments are currently needed to meet an increasing electricity demand, to address security of supply concerns, and to reach carbon-emissions targets. A key issue when assessing the benefits from an expanded grid concerns the valuation of the uncertain cash flows that result from the expansion. We propose a valuation model that accommodates both physical and economic uncertainties following the Real Options approach. It combines optimization techniques with Monte Carlo simulation. We illustrate the use of our model in a simplified, two-node grid and assess the decision whether to invest or not in a particular upgrade. The generation mix includes coal-and natural gas-fired stations that operate under carbon constraints. The underlying parameters are estimated from observed market data.

Proteomic analysis of the Cdc48/Ubx network identifies a role for Ubx2 in the regulation of lipid biosynthesis

Cdc48/p97 is an essential, highly abundant hexameric member of the AAA (ATPase associated with various cellular activities) family. It has been linked to a variety of processes throughout the cell but it is best known for its role in the ubiquitin proteasome pathway. In this system it is believed that Cdc48 behaves as a segregase, transducing the chemical energy of ATP hydrolysis into mechanical force to separate ubiquitin-conjugated proteins from their tightly-bound partners.

Current models posit that Cdc48 is linked to its substrates through a variety of adaptor proteins, including a family of seven proteins (13 in humans) that contain a Cdc48-binding UBX domain. As such, due to the complexity of the network of adaptor proteins for which it serves as the hub, Cdc48/p97 has the potential to exert a profound influence on the ubiquitin proteasome pathway. However, the number of known substrates of Cdc48/p97 remains relatively small, and smaller still is the number of substrates that have been linked to a specific UBX domain protein. As such, the goal of this dissertation research has been to discover new substrates and better understand the functions of the Cdc48 network. With this objective in mind, we established a proteomic screen to assemble a catalog of candidate substrate/targets of the Ubx adaptor system.

Here we describe the implementation and optimization of a cutting-edge quantitative mass spectrometry method to measure relative changes in the Saccharomyces cerevisiae proteome. Utilizing this technology, and in order to better understand the breadth of function of Cdc48 and its adaptors, we then performed a global screen to identify accumulating ubiquitin conjugates in cdc48-3 and ubxΔ mutants. In this screen different ubx mutants exhibited reproducible patterns of conjugate accumulation that differed greatly from each other, pointing to various unexpected functional specializations of the individual Ubx proteins.

As validation of our mass spectrometry findings, we then examined in detail the endoplasmic-reticulum bound transcription factor Spt23, which we identified as a putative Ubx2 substrate. In these studies ubx2Δ cells were deficient in processing of Spt23 to its active p90 form, and in localizing p90 to the nucleus. Additionally, consistent with reduced processing of Spt23, ubx2Δ cells demonstrated a defect in expression of their target gene OLE1, a fatty acid desaturase. Overall, this work demonstrates the power of proteomics as a tool to identify new targets of various pathways and reveals Ubx2 as a key regulator lipid membrane biosynthesis.

Some engineering issues of an FBG sensor with the dual gratings parallel matched interrogation method

The key issues of engineering application of the dual gratings parallel matched interrogation method are expanding the measurable range, improving the usability, and lowering the cost by adopting a compact and simple setup based on existing conditions and improving the precision of the data-processing scheme. A credible and effective data-processing scheme based on a novel divisional look-up table is proposed based on the advantages of other schemes. Any undetermined data is belonged to a certain section, which can be confirmed at first, then it can be looked up in the table to correspond to microstrain by the scheme. It not only solves inherent problems of the traditional one (double value and small measurable range) but also enhances the precision, which improves the performance of the system. From the experimental results, the measurable range of the system is 525 mu epsilon, and the precision is +/- 1 mu epsilon based on normal matched gratings. The system works in real time, which is competent for most engineering measurement requirements. (C) 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Landscape Genetics for the Empirical Assessment of Resistance Surfaces: The European Pine Marten (Martes martes) as a Target-Species of a Regional Ecological Network

Coherent ecological networks (EN) composed of core areas linked by ecological corridors are being developed worldwide with the goal of promoting landscape connectivity and biodiversity conservation. However, empirical assessment of the performance of EN designs is critical to evaluate the utility of these networks to mitigate effects of habitat loss and fragmentation. Landscape genetics provides a particularly valuable framework to address the question of functional connectivity by providing a direct means to investigate the effects of landscape structure on gene flow. The goals of this study are (1) to evaluate the landscape features that drive gene flow of an EN target species (European pine marten), and (2) evaluate the optimality of a regional EN design in providing connectivity for this species within the Basque Country (North Spain). Using partial Mantel tests in a reciprocal causal modeling framework we competed 59 alternative models, including isolation by distance and the regional EN. Our analysis indicated that the regional EN was among the most supported resistance models for the pine marten, but was not the best supported model. Gene flow of pine marten in northern Spain is facilitated by natural vegetation, and is resisted by anthropogenic landcover types and roads. Our results suggest that the regional EN design being implemented in the Basque Country will effectively facilitate gene flow of forest dwelling species at regional scale.

Sistema inteligente com entrada e saída remota sem fio.

Este trabalho avalia o desempenho de um controlador fuzzy (tipo Takagi-Sugeno-Kang) quando, utilizando tecnologia sem fio para conectar as entradas e a saída do controlador aos sensores/atuadores, sofre perda das informações destes canais, resultado de perdas de pacotes. Tipicamente são utilizados controladores PID nas malhas de controle. Assim, o estudo realizado compara os resultados obtidos com os controladores fuzzy com os resultados dos controladores PID. Além disso, o trabalho visa estudar o comportamento deste controlador implementado em uma arquitetura microprocessada utilizando números inteiros nos cálculos, interpolação com segmentos de reta para as funções de pertinência da entrada e singletons nas funções de pertinência da saída. Para esse estudo foi utilizado, num ambiente Matlab/Simulink, um controlador fuzzy e o aplicativo True Time para simular o ambiente sem fio. Desenvolvido pelo Departamento de Controle Automático da Universidade de Lund, o True Time é baseado no Matlab/Simulink e fornece todas as ferramentas necessárias para a criação de um ambiente de rede (com e sem fio) virtual. Dado o paradigma de que quanto maior for a utilização do canal, maior a degradação do mesmo, é avaliado o comportamento do sistema de controle e uma proposta para diminuir o impacto da perda de pacotes no controle do sistema, bem como o impacto da variação das características internas da planta e da arquitetura utilizada na rede. Inicialmente são realizados ensaios utilizando-se o controlador fuzzy virtual (Simulink) e, posteriormente, o controlador implementado com dsPIC. Ao final, é apresentado um resumo desses ensaios e a comprovação dos bons resultados obtidos com um controlador fuzzy numa malha de controle utilizando uma rede na entrada e na saída do controlador.

Conservação de energia em redes de sensores sem fio.

Esta dissertação tem por objetivo propor algoritmos para conservação de energia de uma rede de sensores sem fio (RSSF) aplicada ao monitoramento de um processo suave f(x , y, t), que depende das coordenadas x e y dos nós sensores, e do tempo t, de forma a aumentar a autonomia da rede. Os algoritmos rodam na camada de aplicação de cada nó, e visam a economia de energia dos nós através do gerenciamento da necessidade de transmissões. Após a primeira amostra transmitida, apenas amostras com uma variação percentual maior do que um dado limiar são transmitidas. Além disso, cada nó pode permanecer inativo (economizando energia) entre essas transmissões. Em RSSfs de salto único, são propostos dois algoritmos: um baseado na fonte, onde cada nó é responsável por todo o processamento e tomada de decisões, e outro baseado no sorvedouro, onde todo o processamento e a tomada de decisões são realizadas pelo sorvedouro. Além disso, uma extensão de algoritmo baseado na fonte é proposta, para RSSFs de múltiplos saltos. Através dos resultados obtidos, observa-se que os algoritmos conseguiram uma redução significativa da quantidade de transmissões, o que leva a um aumento do tempo de vida e o erro na reconstrução do processo é apresentada. Desta forma, pode-se conjugar a relação entre tempo de vida máximo e erro de reconstrução mínimo.

Localização colaborativa em robótica de enxame.

Diversas das possíveis aplicações da robótica de enxame demandam que cada robô seja capaz de estimar a sua posição. A informação de localização dos robôs é necessária, por exemplo, para que cada elemento do enxame possa se posicionar dentro de uma formatura de robôs pré-definida. Da mesma forma, quando os robôs atuam como sensores móveis, a informação de posição é necessária para que seja possível identificar o local dos eventos medidos. Em virtude do tamanho, custo e energia dos dispositivos, bem como limitações impostas pelo ambiente de operação, a solução mais evidente, i.e. utilizar um Sistema de Posicionamento Global (GPS), torna-se muitas vezes inviável. O método proposto neste trabalho permite que as posições absolutas de um conjunto de nós desconhecidos sejam estimadas, com base nas coordenadas de um conjunto de nós de referência e nas medidas de distância tomadas entre os nós da rede. A solução é obtida por meio de uma estratégia de processamento distribuído, onde cada nó desconhecido estima sua própria posição e ajuda os seus vizinhos a calcular as suas respectivas coordenadas. A solução conta com um novo método denominado Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), ora proposto com o objetivo de melhorar a qualidade da posição inicial dos nós desconhecidos em caso de falhas durante o reconhecimento dos nós de referência. O refinamento das posições é feito com base nos algoritmos de busca por retrocesso (BSA) e de otimização por enxame de partículas (PSO), cujos desempenhos são comparados. Para compor a função objetivo, é introduzido um novo método para o cálculo do fator de confiança dos nós da rede, o Fator de Confiança pela Área Min-Max (MMA-CF), o qual é comparado com o Fator de Confiança por Saltos às Referências (HTA-CF), previamente existente. Com base no método de localização proposto, foram desenvolvidos quatro algoritmos, os quais são avaliados por meio de simulações realizadas no MATLABr e experimentos conduzidos em enxames de robôs do tipo Kilobot. O desempenho dos algoritmos é avaliado em problemas com diferentes topologias, quantidades de nós e proporção de nós de referência. O desempenho dos algoritmos é também comparado com o de outros algoritmos de localização, tendo apresentado resultados 40% a 51% melhores. Os resultados das simulações e dos experimentos demonstram a eficácia do método proposto.

Adjustment of ocean color sensor calibration through multi-band statistics

The band-by-band vicarious calibration of on-orbit satellite ocean color instruments, such as SeaWiFS and MODIS, using ground-based measurements has significant residual uncertainties. This paper applies spectral shape and population statistics to tune the calibration of the blue bands against each other to allow examination of the interband calibration and potentially provide an analysis of calibration trends. This adjustment does not require simultaneous matches of ground and satellite observations. The method demonstrates the spectral stability of the SeaWiFS calibration and identifies a drift in the MODIS instrument onboard Aqua that falls within its current calibration uncertainties.