Enabling effective operational decision making on a Combined Heat and Power System using the 5C architecture

The use of Cyber Physical Systems (CPS) to optimise industrial energy systems is an approach which has the potential to positively impact on manufacturing sector energy efficiency. The need to obtain data to facilitate the implementation of a CPS in an industrial energy system is however a complex task which is often implemented in a non-standardised way. The use of the 5C CPS architecture has the potential to standardise this approach. This paper describes a case study where data from a Combined Heat and Power (CHP) system located in a large manufacturing company was fused with grid electricity and gas models as well as a maintenance cost model using the 5C architecture with a view to making effective decisions on its cost efficient operation. A control change implemented based on the cognitive analysis enabled via the 5C architecture implementation has resulted in energy cost savings of over €7400 over a four-month period, with energy cost savings of over €150,000 projected once the 5C architecture is extended into the production environment.

Audit report on the Peace Officers' Retirement, Accident and Disability System for the year ended June 30, 2016

Audit report on the Peace Officers' Retirement, Accident and Disability System for the year ended June 30, 2016

Report on the Peace Officers’ Retirement, Accident and Disability System, Schedule of Employer Pension Amounts for the year ended June 30, 2016

Report on the Peace Officers’ Retirement, Accident and Disability System, Schedule of Employer Pension Amounts for the year ended June 30, 2016

Performance and quality of wood in a clone of Eucalyptus in monoculture and silvipastoral system.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar e comparar o desempenho e as variações na qualidade da madeirade árvores de eucalipto implantadas em sistema silvipastoril e em monocultivo. Os dados foram coletados em 13 árvores amostras aos 36 meses de idade, selecionadas em função do intervalo de confiança da média dos diâmetros a altura do peito (DAP), e da posição das árvores na faixa de plantio no sistema silvipastoril, com face de exposição sul, norte e central. Foram avaliadas as variáveis DAP, altura total e altura comercial, volume e conicidade do tronco, densidade básica e deslocamento da medula. Concluiu-se que no sistema silvipastoril as árvores apresentaram maior DAP, menor altura total e maior conicidade do tronco que no monocultivo. O DAP não diferiu em relação à posição na faixa de plantio, porém as árvores com face de exposição norte foram mais baixas e cônicas. A densidade básica e o deslocamento da medula não foram influenciados pelo sistema de cultivo.

Efficient genetic transformation and regeneration system from hairy root of Origanum vulgare.

2016

Estudo da implementação de um sistema de vigilância e alarme num recurso hídrico

Neste trabalho estudou-se a implementação de um sistema de vigilância e alerta da qualidade da água de um recurso hídrico, para um possível caso de poluição. Em 25 de Agosto de 2008 foram derramadas 4 toneladas de ácido clorídrico acidentalmente para as águas do rio Febros. Este rio situa-se no concelho de Vila Nova de Gaia e é um pequeno afluente do rio Douro, tendo cerca de 14 km de extensão e tem a particularidade de atravessar o Parque Biológico de Gaia. A falta de uma rápida intervenção e da existência de um plano de ação levou a que parte da fauna e flora fosse destruída. Por este motivo realizou-se este estudo que se baseou na criação de um sistema de vigilância e alerta a ser implementado neste rio. A informação da hidrogeometria do rio e da capacidade de transporte e dispersão de poluentes é indispensável para o bom funcionamento deste sistema. O coeficiente de dispersão longitudinal é um parâmetro muito importante no estudo da qualidade da água. Recorreu-se à utilização da Rodamina WT como marcador, determinando assim a evolução da sua concentração ao longo do tempo e espaço. No cálculo do coeficiente de dispersão foi utilizado o modelo Transient Storage, que demonstrou ser um bom modelo de ajuste aproximando-se dos valores medidos em campo. Para três estações diferentes com distâncias de 290, 390 e 1100 metros do ponto de injeção, obtiveram-se valores de coeficiente de dispersão de 0,18, 0,15 e 0,39 m2/s respetivamente. Os valores do ajuste expressos sob a forma de coeficiente de correlação foram 0,988, 0,998 e 0,986, para a mesma ordem de estações. A constante de rearejamento do rio foi também determinada recorrendo ao método dos marcadores inertes, utilizando o propano como marcador gasoso. A constante determinada próximo de Casal Drijo, entre 2 estações de amostragem a 140 e 290 m do local de injeção, foi de 13,4 dia-1. Com os resultados do coeficiente de dispersão e da constante de rearejamento para além da velocidade e caudal da corrente do rio conseguir-se-á construir o modelo de simulação e previsão de um possível poluente. O sistema de vigilância a implementar sugere-se assim que seja construído por duas partes, uma de análise de evolução da nuvem de poluição e plano de ação outra de monitorização contínua e emissão de alerta. Após uma análise do investimento à implementação deste sistema chegou-se à conclusão que o valor de investimento é de 15.182,00 €.

Análise da sonolência na condução rodoviária a partir de sinais EEG

A Sociedade Europeia de Pesquisa do Sono realizou muito recentemente um estudo, onde mostrou que a prevalência média de adormecimento ao volante nos últimos 2 anos foi de 17%. Além disto, tem sido provado por todo o mundo que a sonolência durante a condução é uma das principais causas de acidentes de trânsito. Torna-se assim conveniente, o desenvolvimento de sistemas que analisem a suscetibilidade de um determinado condutor para adormecer no trânsito, bem como de ferramentas que monitorem em tempo real o estado físico e mental do condutor, para alertarem nos momentos críticos. Apesar do estudo do sono se ter iniciado há vários anos, a maioria das investigações focaram-se no ciclo normal do sono, estudando os indivíduos de forma relaxada e de olhos fechados. Só mais recentemente, têm surgido os estudos que se focam nas situações de sonolência em atividade, como _e o caso da condução. Uma grande parte Dos estudos da sonolência em condução têm utilizado a eletroencefalografia (EEG), de forma a perceber se existem alterações nas diferentes bandas de frequência desta, que possam indicar o estado de sonolência do condutor. Além disso, a evolução da sonolência a partir de alterações no piscar dos olhos (que podem ser vistas nos sinais EEG) também tem sido alvo de grande pesquisa, tendo vindo a revelar resultados bastante promissores. Neste contexto e em parceria com a empresa HealthyRoad, esta tese está integrada no projeto HealthyDrive, que visa o desenvolvimento de um sistema de alerta e deteção de sinais de fadiga e sonolência nos condutores de veículos automóveis. A contribuição desta tese no projeto prendeu-se com o estudo da sonolência dos indivíduos em condução a partir de sinais EEG, para desta forma investigar possíveis indicadores dos diferentes níveis desta que possam ser utilizados pela empresa no projeto. Foram recolhidos e analisados 17 sinais EEG de indivíduos em simulação de condução. Além disso foram desenvolvidos dois métodos de análise destes sinais: O primeiro para a deteção e análise dos piscar de olhos a partir de EEG, o segundo para análise do espetro de potência. Ambos os métodos foram utilizados para analisar os sinais recolhidos e investigar que tipo de relação existe entre a sonolência do condutor e as alterações nos piscares dos olhos, bem como as alterações do espetro do EEG. Os resultados mostraram uma correlação entre a duração do piscar de olhos e a sonolência do condutor. Com o aumento da sonolência velicou-se um aumento da duração do piscar, desencadeado principalmente pelo aumento na duração de fecho, que chegou aos 51.2%. Em relação ao espectro de potência, os resultados sugerem que a potência relativa de todas as bandas analisadas fornecem informações relevantes sobre a sonolência do condutor. Além disso, o parâmetro (_+_)/_ demostrou estar relacionado com variações da sonolência, diminuindo com o seu avanço e aumentando significativamente (111%) no instante em que os condutores adormeceram.

A simple model for predicting soil temperature in snow-covered and seasonally frozen soil: model description and testing

Microbial processes in soil are moisture, nutrient and temperature dependent and, consequently, accurate calculation of soil temperature is important for modelling nitrogen processes. Microbial activity in soil occurs even at sub-zero temperatures so that, in northern latitudes, a method to calculate soil temperature under snow cover and in frozen soils is required. This paper describes a new and simple model to calculate daily values for soil temperature at various depths in both frozen and unfrozen soils. The model requires four parameters average soil thermal conductivity, specific beat capacity of soil, specific heat capacity due to freezing and thawing and an empirical snow parameter. Precipitation, air temperature and snow depth (measured or calculated) are needed as input variables. The proposed model was applied to five sites in different parts of Finland representing different climates and soil types. Observed soil temperatures at depths of 20 and 50 cm (September 1981-August 1990) were used for model calibration. The calibrated model was then tested using observed soil temperatures from September 1990 to August 2001. R-2-values of the calibration period varied between 0.87 and 0.96 at a depth of 20 cm and between 0.78 and 0.97 at 50 cm. R-2 -values of the testing period were between 0.87 and 0.94 at a depth of 20cm. and between 0.80 and 0.98 at 50cm. Thus, despite the simplifications made, the model was able to simulate soil temperature at these study sites. This simple model simulates soil temperature well in the uppermost soil layers where most of the nitrogen processes occur. The small number of parameters required means, that the model is suitable for addition to catchment scale models.

Event mining for system and service management

Modern IT infrastructures are constructed by large scale computing systems and administered by IT service providers. Manually maintaining such large computing systems is costly and inefficient. Service providers often seek automatic or semi-automatic methodologies of detecting and resolving system issues to improve their service quality and efficiency. This dissertation investigates several data-driven approaches for assisting service providers in achieving this goal. The detailed problems studied by these approaches can be categorized into the three aspects in the service workflow: 1) preprocessing raw textual system logs to structural events; 2) refining monitoring configurations for eliminating false positives and false negatives; 3) improving the efficiency of system diagnosis on detected alerts. Solving these problems usually requires a huge amount of domain knowledge about the particular computing systems. The approaches investigated by this dissertation are developed based on event mining algorithms, which are able to automatically derive part of that knowledge from the historical system logs, events and tickets. ^ In particular, two textual clustering algorithms are developed for converting raw textual logs into system events. For refining the monitoring configuration, a rule based alert prediction algorithm is proposed for eliminating false alerts (false positives) without losing any real alert and a textual classification method is applied to identify the missing alerts (false negatives) from manual incident tickets. For system diagnosis, this dissertation presents an efficient algorithm for discovering the temporal dependencies between system events with corresponding time lags, which can help the administrators to determine the redundancies of deployed monitoring situations and dependencies of system components. To improve the efficiency of incident ticket resolving, several KNN-based algorithms that recommend relevant historical tickets with resolutions for incoming tickets are investigated. Finally, this dissertation offers a novel algorithm for searching similar textual event segments over large system logs that assists administrators to locate similar system behaviors in the logs. Extensive empirical evaluation on system logs, events and tickets from real IT infrastructures demonstrates the effectiveness and efficiency of the proposed approaches.^

Rh, Kell, Duffy, Kidd And Diego Blood Group System Polymorphism In Brazilian Japanese Descendants.

Polymorphisms of Rh, Kell, Duffy, Kidd and Diego blood group systems were studied in 209 unrelated Brazilian Japanese descendants from South of Brazil. The methods used were multiplex-PCR, AS-PCR and RFLP-PCR. The differences in frequencies among the populations were evaluated using chi-square test. The frequencies for Rh, Kell, Kidd and Diego system were similar to those of the Japanese. RHCE(*)CC, RHCE(*)EE genotypes and FY(*)01 allele were lower and FY(*)01N.01 was higher than Japanese. These differences in the frequencies between Brazilian Japanese descendants and Japanese could indicate a gene flow in Brazilian population and reinforce the importance of this knowledge to achieve safe red blood cells.

Mutational analysis of genes p14ARF, p15INK4b, p16INK4a, and PTEN in human nervous system tumors

The cancer is one of the most common and severe problems in clinical medicine, and nervous system tumors represent about 2% of the types of cancer. The central role of the nervous system in the maintenance of vital activities and the functional consequences of the loss of neurons can explain how severe brain cancers are. The cell cycle is a highly complex process, with a wide number of regulatory proteins involved, and such proteins can suffer alterations that transform normal cells into malignant ones. The INK4 family members (CDK inhibitors) are the cell cycle regulators that block the progression of the cycle through the R point, causing an arrest in G1 stage. The p14ARF (alternative reading frame) gene is a tumor suppressor that inhibits p53 degradation during the progression of the cell cycle. The PTEN gene is related to the induction of growth suppression through cell cycle arrest, to apoptosis and to the inhibition of cell adhesion and migration. The purpose of the present study was to assess the mutational state of the genes p14ARF, p15INK4b, p16INK4a, and PTEN in 64 human nervous system tumor samples. Homozygous deletions were found in exon 2 of the p15INK4b gene and exon 3 of the p16INK4a gene in two schwannomas. Three samples showed a guanine deletion (63 codon) which led to a loss of heterozygosity in the p15 gene, and no alterations could be seen in the PTEN gene. Although the group of patients was heterogeneous, our results are in accordance with other different studies that indicate that homozygous deletion and loss of heterozygosity in the INK4 family members are frequently observed in nervous system tumors.

Reproductive biology of Echinodorus longipetalus (Alismataceae): Sexual morphs, breeding system and pollinators

The floral biology, pollinators and breeding system of Echinodorus longipetalus Micheli were studied in a marshy area of the district of Taquaritinga (State of Sao Paulo), southeastern Brazil. E. longipetalus is gynodioecious and as far as is known, this is the first record of unisexual flowers, besides perfect flowers, in Echinodorus. Proportion of female individuals in the studied population is 50% and produces 31% more flowers than hermaphrodites. Perfect and pistillate flowers of E. longipetalus are similar in appearance and are pollinated by several species of Hymenoptera (mainly by Xylocopa (Neoxylocopa) suspecta Moure & Camargo). Perfect flowers offer pollen as a reward. Pistillate flowers attract floral visitors by deceit with their staminodes that resemble the stamens of the perfect flowers. Visits to pistillate flowers are quick (1-2 s), while visits to perfect flowers last up to 120 s. The perfect flowers are self-compatible and produce fruits through spontaneous self-pollination (control flowers), whereas the pistillate ones only set fruits through cross-pollinations. Perfect and pistillate flowers set more fruits under natural conditions than in manual treatments, respectively. Although the pistillate and perfect flowers bear a strong similarity, the selective pollinator behavior seems to be responsible for the increase of fruit set in perfect flowers. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

The US actuarial balance model for the pay-as-you-go system and its application to Spain

The aim of this paper is to formulate an approximation of the US actuarial balance model and apply it to the Spanish public retirement pension system under various scenarios in order to determine a consistent indicator of the system's financial state comparable to those used by the most advanced social security systems. This will enable us to answer the question as to whether there is any justification for reforming the pension system in Spain. This type of actuarial balance uses projections to show future challenges to the financial side of the pension system deriving basically from ageing, the projected increase in longevity and fluctuations in economic activity. If one is compiled periodically it can provide various indicators to help depoliticize the management of the pay-as-you-go system by bringing the planning horizons of politicians and the system itself closer together.

EMMON: a WSN system architecture for large scale and dense real-time embedded monitoring

Wireless sensor networks (WSNs) have attracted growing interest in the last decade as an infrastructure to support a diversity of ubiquitous computing and cyber-physical systems. However, most research work has focused on protocols or on specific applications. As a result, there remains a clear lack of effective, feasible and usable system architectures that address both functional and non-functional requirements in an integrated fashion. In this paper, we outline the EMMON system architecture for large-scale, dense, real-time embedded monitoring. EMMON provides a hierarchical communication architecture together with integrated middleware and command and control software. It has been designed to use standard commercially-available technologies, while maintaining as much flexibility as possible to meet specific applications requirements. The EMMON architecture has been validated through extensive simulation and experimental evaluation, including a 300+ node test-bed, which is, to the best of our knowledge, the largest single-site WSN test-bed in Europe to date.

Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning : applications on human-machine interaction

Sendo uma forma natural de interação homem-máquina, o reconhecimento de gestos implica uma forte componente de investigação em áreas como a visão por computador e a aprendizagem computacional. O reconhecimento gestual é uma área com aplicações muito diversas, fornecendo aos utilizadores uma forma mais natural e mais simples de comunicar com sistemas baseados em computador, sem a necessidade de utilização de dispositivos extras. Assim, o objectivo principal da investigação na área de reconhecimento de gestos aplicada à interacção homemmáquina é o da criação de sistemas, que possam identificar gestos específicos e usálos para transmitir informações ou para controlar dispositivos. Para isso as interfaces baseados em visão para o reconhecimento de gestos, necessitam de detectar a mão de forma rápida e robusta e de serem capazes de efetuar o reconhecimento de gestos em tempo real. Hoje em dia, os sistemas de reconhecimento de gestos baseados em visão são capazes de trabalhar com soluções específicas, construídos para resolver um determinado problema e configurados para trabalhar de uma forma particular. Este projeto de investigação estudou e implementou soluções, suficientemente genéricas, com o recurso a algoritmos de aprendizagem computacional, permitindo a sua aplicação num conjunto alargado de sistemas de interface homem-máquina, para reconhecimento de gestos em tempo real. A solução proposta, Gesture Learning Module Architecture (GeLMA), permite de forma simples definir um conjunto de comandos que pode ser baseado em gestos estáticos e dinâmicos e que pode ser facilmente integrado e configurado para ser utilizado numa série de aplicações. É um sistema de baixo custo e fácil de treinar e usar, e uma vez que é construído unicamente com bibliotecas de código. As experiências realizadas permitiram mostrar que o sistema atingiu uma precisão de 99,2% em termos de reconhecimento de gestos estáticos e uma precisão média de 93,7% em termos de reconhecimento de gestos dinâmicos. Para validar a solução proposta, foram implementados dois sistemas completos. O primeiro é um sistema em tempo real capaz de ajudar um árbitro a arbitrar um jogo de futebol robótico. A solução proposta combina um sistema de reconhecimento de gestos baseada em visão com a definição de uma linguagem formal, o CommLang Referee, à qual demos a designação de Referee Command Language Interface System (ReCLIS). O sistema identifica os comandos baseados num conjunto de gestos estáticos e dinâmicos executados pelo árbitro, sendo este posteriormente enviado para um interface de computador que transmite a respectiva informação para os robôs. O segundo é um sistema em tempo real capaz de interpretar um subconjunto da Linguagem Gestual Portuguesa. As experiências demonstraram que o sistema foi capaz de reconhecer as vogais em tempo real de forma fiável. Embora a solução implementada apenas tenha sido treinada para reconhecer as cinco vogais, o sistema é facilmente extensível para reconhecer o resto do alfabeto. As experiências também permitiram mostrar que a base dos sistemas de interação baseados em visão pode ser a mesma para todas as aplicações e, deste modo facilitar a sua implementação. A solução proposta tem ainda a vantagem de ser suficientemente genérica e uma base sólida para o desenvolvimento de sistemas baseados em reconhecimento gestual que podem ser facilmente integrados com qualquer aplicação de interface homem-máquina. A linguagem formal de definição da interface pode ser redefinida e o sistema pode ser facilmente configurado e treinado com um conjunto de gestos diferentes de forma a serem integrados na solução final.