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.

Global interactions between fire and vegetation, human activities and climate

Doutoramento em Engenharia Florestal - Instituto Superior de Agronomia - UL

Modelling global pyrogeography using data derived from satellite imagery

Doutoramento em Engenharia Florestal e dos Recursos Naturais - Instituto Superior de Agronomia - UL

Addressing wildfire risk in forest management with a wildfire resistance indicator

Mestrado Mediterranean Forestry and Natural Resources Management - Instituto Superior de Agronomia - UL

Aplicação de Ligas com Memória de Forma como Dispositivos de Segurança

As ligas com memória de forma Ni-Ti apresentam diversas características bastante úteis, das quais podemos realçar a sua elevada resistência à corrosão, às vibrações e geração de forças superiores quando comparadas com outros atuadores. Estas ligas apresentam diversas áreas de aplicabilidade em diferentes aéreas de pesquisa, como a metalomecânica, a robótica, aplicações espaciais, sendo mais relevante para este trabalho a sua aplicação em mecanismos de segurança para portas e acessos. Com este trabalho, pretendemos contribuir para uma forma eficaz de combate e contenção de incêndios em navios, através da apresentação de um mecanismo que vai permitir o corte de ventilação e isolamento no local do incêndio, permitindo criar uma fronteira de fumos que levará ao combate do incêndio por asfixia. O trabalho descreve um mecanismo idealizado com a utilização de ligas com memória de forma, que vai proceder à libertação de um flap, para isolamento da ventilação, na presença de temperatura proveniente do incêndio. Descreve também ensaios termomecânicos realizados, para determinação das características das molas e seu comportamento em determinadas situações chave. Para isto, irão ser utilizadas duas molas com diferentes gamas de temperatura, com o intuito de demonstrar a eficácia na utilização de diversos atuadores de ligas com memória de forma. Todos os testes foram feitos na presença de gamas de temperatura que se assemelham aos valores de atuação dos sistemas automáticos de extinção por água, pelo que os resultados obtidos, ilustram a verdadeira eficácia e utilidade do mecanismo, em casos reais.

Tiro de Artilharia vs. Tiro de Morteiro : Procedimentos

A presente investigação tem como objetivo identificar as diferenças existentes entre os procedimentos técnicos relativos ao tiro de Artilharia de Campanha e ao tiro de Morteiro. Tem por finalidade estudar a possibilidade de uniformização dos procedimentos, no que respeita aos procedimentos de Pontaria, cálculo dos Elementos de Tiro, Pedido e Regulação de Tiro e à Segurança, utilizados pelas unidades de tiro de Artilharia de Campanha e de Morteiro. O trabalho estuda cada tipo de procedimento, começando por enunciá-los e explicar os seus métodos, finalidade e determinação, tanto para o tiro de Artilharia de Campanha como para o tiro de Morteiro. Os procedimentos são comparados através de tabelas e sínteses, com o objetivo de analisar o porquê de serem executados da maneira prevista na doutrina, remetendo dessa forma para o estudo da sua possível padronização. Como método de recolha de dados foram submetidos inquéritos livres a oficiais subalternos de diversas unidades de formação e operacionais relacionadas com a instrução e execução do tiro de Artilharia de Campanha e de Morteiro, de forma a recolher a sua opinião sobre a viabilidade de adoção dos procedimentos e esclarecimento de dúvidas. Foram depois realizadas análises comparativas para verificar quais os procedimentos que apresentam possibilidade de uniformização. No final os procedimentos padronizáveis foram identificados e comparados com os procedimentos executados pelo Grupo de Artilharia de Campanha da Brigada de Reação Rápida, à qual pertence uma Bateria integrada na NATO Response Force 16. Sendo a única unidade orgânica a nível nacional que opera com meios de tiro de Artilharia de Campanha e de Morteiro, a sua análise foi crucial para a investigação. Dado que a finalidade do trabalho é estudar a possibilidade de adoção de procedimentos comuns, as conclusões tiveram a sua origem na análise comparativa com os procedimentos desta unidade. Verificou-se assim que os procedimentos são padronizáveis, mas que são necessárias algumas condições para que possam ser aplicados, devido às diferenças na orgânica e tática entre as unidades de tiro de Artilharia de Campanha e de Morteiro, à diferença técnica das armas e dos meios auxiliares de cálculo dos Elementos de Tiro e técnica dos dois tipos de tiro.

A Bateria de Artilharia de Campanha como Força Nacional Destacada numa Operação de Resposta a Crises

Tem-se assistido ao aumento das operações de resposta a crises onde são realizadas operações de média e baixa intensidade. O interesse nacional em participar em missões internacionais com a finalidade de contribuir para a imagem do país como cooperador de paz e segurança mundial, tem levado à constante participação nessa tipologia de missões. A participação da Artilharia neste âmbito tem sido pouco expressiva. Por este motivo, o presente trabalho pretende investigar as possibilidades de emprego de uma Bateria de Artilharia de Campanha como Força Nacional Destacada numa Operação de Resposta a Crises. Os objetivos deste trabalho passam por identificar as tarefas e as subtarefas requeridas no âmbito de uma operação de estabilização e quais destas poderão ser realizadas pela Artilharia de Campanha. Pretende-se de igual forma identificar quais as capacidades e possibilidades de atuação de uma Bateria de Artilharia de Campanha em operações de resposta a crises, tendo em conta a sua doutrina e treino operacional. De igual forma, objetivo passa por identificar as diferenças e semelhanças do treino individual e coletivo, entre as Unidades da Artilharia de Campanha e as que participaram em operações de resposta a crises. Por último aborda-se a forma como é feita a geração de forças e a edificação de capacidades do sistema de forças do Exército, no âmbito das Forças Nacionais Destacadas e das NATO Response Forces. A metodologia utilizada foi a dos seguintes autores: Santos, et al. (2016), Manuela Sarmento (2013) e Vilelas (2009). A abordagem para este trabalho é a qualitativa, utilizando o raciocínio o dedutivo, recorrendo à análise documental e à entrevista como técnicas de recolhas de dados. No que concerte à utilização da Artilharia em operações de resposta a crises, o seu emprego é significativamente reduzido, pelas características do ambiente operacional. No entanto, existe uma serie de tarefas que poderão ser realizadas pela Artilharia tais como: Apoio às unidades de manobra durante as suas operações, e proteção de Bases militares com fogos letais e não-letais; Operações de demonstração de força; realizar fogos de advertência, monitorização global das operações, contribuindo para a Comum Operational Picture; Ações de mentoria; Segurança a pontos e áreas críticas. É possível empregar de uma Bateria de Artilharia de Campanha como unidade de manobra, em missões não especificas de Artilharia de Campanha, se esta tiver o treino adequado. O período de aprontamento e treino orientado para a missão seria suficiente para dotar a força das capacidades necessárias para obterem a certificação, e posteriormente serem projetadas para o teatro de operações. No entanto não se perspetiva a necessidade de atuação de uma Bateria de Artilharia de Campanha, como Unidade de manobra. Por isso Artilharia de Campanha deverá continuar a manter o seu elevado nível de treino e operacionalidade reforçando a aposta em exercícios conjuntos e combinados de forma a manter-se como possibilidade de gerar subunidades aptas a participar nas NATO Response Forces.

Boreal forest fire impacts on lower troposphere carbon monoxide and ozone levels at the regional to hemispheric scales

Tropospheric ozone (O3) and carbon monoxide (CO) pollution in the Northern Hemisphere is commonly thought to be of anthropogenic origin. While this is true in most cases, copious quantities of pollutants are emitted by fires in boreal regions, and the impact of these fires on CO has been shown to significantly exceed the impact of urban and industrial sources during large fire years. The impact of boreal fires on ozone is still poorly quantified, and large uncertainties exist in the estimates of the fire-released nitrogen oxides (NO x ), a critical factor in ozone production. As boreal fire activity is predicted to increase in the future due to its strong dependence on weather conditions, it is necessary to understand how these fires affect atmospheric composition. To determine the scale of boreal fire impacts on ozone and its precursors, this work combined statistical analysis of ground-based measurements downwind of fires, satellite data analysis, transport modeling and the results of chemical model simulations. The first part of this work focused on determining boreal fire impact on ozone levels downwind of fires, using analysis of observations in several-days-old fire plumes intercepted at the Pico Mountain station (Azores). The results of this study revealed that fires significantly increase midlatitude summertime ozone background during high fire years, implying that predicted future increases in boreal wildfires may affect ozone levels over large regions in the Northern Hemisphere. To improve current estimates of NOx emissions from boreal fires, we further analyzed ΔNOy /ΔCO enhancement ratios in the observed fire plumes together with transport modeling of fire emission estimates. The results of this analysis revealed the presence of a considerable seasonal trend in the fire NOx /CO emission ratio due to the late-summer changes in burning properties. This finding implies that the constant NOx /CO emission ratio currently used in atmospheric modeling is unrealistic, and is likely to introduce a significant bias in the estimated ozone production. Finally, satellite observations were used to determine the impact of fires on atmospheric burdens of nitrogen dioxide (NO2 ) and formaldehyde (HCHO) in the North American boreal region. This analysis demonstrated that fires dominated the HCHO burden over the fires and in plumes up to two days old. This finding provides insights into the magnitude of secondary HCHO production and further enhances scientific understanding of the atmospheric impacts of boreal fires.

Pollination, herbivory, and habitat fragmentation: Their effects on the reproductive fitness of Angadenia berteroi, a native perennial plant of the south Florida pine rocklands

Angadenia berteroi is a tropical perennial subshrub of the pine rocklands with large yellow flowers that set very few fruits. My dissertation seeks to elucidate the factors that affect the reproductive fitness of Angadenia berteroi a native species of the south Florida pine rocklands. I provide novel information on the pollination biology of this native species. I also assess the effects of herbivory on growth and the reproductive success of A. berteroi. Finally, I elucidate how habitat fragmentation and quality are correlated with reproductive fitness of this native perennial plant.^ Using a novel experimental approach, I determined the most effective pollinator group. I used nylon fishing line of widths corresponding to proboscis diameter of the major groups of visitors to examine pollen removal and deposition. In the field, I estimated visitation frequency and efficacy of each pollinator type. Using potted plants, I exposed flowers to single visit from different types of pollinators to measure fruit set. I performed artificial defoliation with scissors on plants growing in the greenhouse to assess the effects of defoliation before flowering as well as during flowering. Additionally, I used structural equation modelling (SEM) to elucidate how A. berteroi reproductive fitness was affected by habitat fragmentation and quality. ^ My experiments provide evidence that Angadenia berteroi is specialized for bee pollination; though butterflies, skippers and others also visit its flowers, A. berteroi is exclusively pollinated by two native bees of the South Florida pine rocklands . This research also demonstrated that herbivory by the oleander moth may have direct and indirect effects on Angadenia berteroi growth and reproductive success. The SEM results suggested that habitat quality (litter depth and subcanopy cover) may favor reproduction in native species of the South Florida pine rocklands that are properly maintained by periodic fires and exotic control. Insights from this threatened and charismatic species may provide impetus to properly manage remaining pine rocklands in South Florida for this and other endemic understory species.^

Wildfire Assessment Using FARSITE Fire Modeling: A Case Study in the Chihuahua Desert of Mexico

The Chihuahua desert is one of the most biologically diverse ecosystems in the world, but suffers serious degradation because of changes in fire regimes resulting in large catastrophic fires. My study was conducted in the Sierra La Mojonera (SLM) natural protected area in Mexico. The purpose of this study was to implement the use of FARSITE fire modeling as a fire management tool to develop an integrated fire management plan at SLM. Firebreaks proved to detain 100% of wildfire outbreaks. The rosetophilous scrub experienced the fastest rate of fire spread and lowland creosote bush scrub experienced the slowest rate of fire spread. March experienced the fastest rate of fire spread, while September experienced the slowest rate of fire spread. The results of my study provide a tool for wildfire management through the use geospatial technologies and, in particular, FARSITE fire modeling in SLM and Mexico.

2016-2017 Annual Security and Fire Reports

The report provides information on services and policies that support a safe and secure environment, highlights programs that encourage members of the campus community to seek intervention and assistance for victimization, provides information on the alcohol and drug policies, outlines procedures for handling reports of sexual assault, and identifies campus representatives for reporting crimes and incidents that have impact on the college community. It is also about the College’s safety programs and security procedures and policies. In addition, you will discover our crime and fire safety statistics, who to call and what to do if you witness or are the victim of a crime, and tips to increase your safety awareness.

Protecting yourself from wildfire smoke

The South Carolina Department of Health and Environmental Control has declared an air quality alert day for fine particulates, caused by smoke from widespread forest fires. This sheet gives seven tips for protecting yourself from wildfire smoke.

Ravines in Angola. Causes and restraint methods

The Earth we know today was not always so. Over millions of years have undergone significant ch an g e s brought about by numerous geological phenomena aimed at your balance, some internal order, creating new geological formations and other external order smoothing formations previously created. From t h e tectonic standpoint, Angola is located in a relatively stable area which gives it a certain p ri v i l e g e w h e n compared with some Asian countries or even Americans where quite often occur earthquakes and volcanic eruptions. However, the same cannot be said in relation to the occurrence of an external geodynamics phenomena, such as the ravines, which in recent years has taken shape in many provinces, especially due to anthropogenic activity, giving rise to geological hazards, increasing the risk of damage in buildings and others infrastructures, losses direct or indirect in economic activities and loss of human lives. We understand that the reducing of these risks starts, in particular, by their identification, for later take preventive measures. This work is the result of some research work carried out by the authors through erosion courses of s o i l and stabilization of soils subject to erosion phenomena, carried out by Engineering Laboratory of Angola (LEA). For the realization of this work, we resorted to cartographic data query, literature, listening to s o m e o f the provincial representatives and local residents, as well as the observation in lo co o f s o m e af f e ct ed areas. The results allow us to infer that the main provinces affected by ravine phenomenon are located in Central and Northern highlands, as well as in the eastern region, and more recently in Cuando-Cub an go province. Not ruling out, however, other regions, such as in Luanda and Cabinda [1]. Relatively the causes, we can say that the ravines in Angola are primarily due to the combination of three natural factors: climate, topography and type of soil [2]. When we add the anthropogenic activit y , namely the execution of construction works, the drainage system obstructio n, exploration of m i n e ral s, agriculture and fires, it is verified an increasing of the phenomenon, often requiring immedi at e act i o n . These interventions can be done through structural or engineering measures and by the stabilization measures on the degraded soil cover [3]. We present an example of stabilization measures throu g h t h e deployment of a local vegetation called Pennisetum purpureum. It is expected that the results may contribute to a better understanding of the causes of the ravine phenomenon in Angola and that the adopted stabilization method can be adapted in other affected provinces in order to prevent and making the contention of the ravines.

EVALUACIÓN DEL RIESGO ANTE INCENDIOS FORESTALES EN LA CUENCA DEL RÍO TEMPISQUE, COSTA RICA

Los incendios forestales constituyen problemas que ocasionan grandes daños ambientales sobre los ecosistemas, uno de los mayores impactos en el ambiente son los efectos sobre el cambio climático, situación que acentúa los problemas globales que atentan la vida sobre el planeta. Notoriamente, se reconoce que los incendios son un agente constante de cambios sobre los paisajes naturales y por tanto su estudio reviste importancia, ya que afectan de una manera notable la vegetación, la fauna, el suelo y aumentan el peligro de desertificación, lo que conlleva a los problemas socioeconómicos. Este artículo tiene por objetivo determinar el riesgo ante incendios forestales en la cuenca del Río Tempisque en Costa Rica, a partir de variables explicativas como la proximidad a carreteras, tipos de usos de la tierra, focos de incendios, insolación y altitud sobre el nivel de mar, modeladas con técnicas de Evaluación Multicriterio (ECM) en un Sistema de Información Geográfica (SIG).Dado que el concepto riesgo se refiere a una condición de probabilidad, en este artículo se recrea escenarios en donde podría tener lugar el fuego, los cuales se correlacionan con eventos que se han presentando en años anteriores. Se debe advertir que no se considera la variable viento como factor dispersor del fuego, ya que el objetivo es determinar lugares con condición favorable a incendio sin mediar los factores que contribuyen en su distribución.Palabras claves: incendio forestal, problema ambiental, riesgo, modelaje, sistemas de información geográfica y evaluación multicriterio.AbstractForest fires are problems that cause environmental damage to ecosystems. One of the biggest impacts is on the atmosphere and their effects on climatic change, a situation that exacerbates globalproblems perpetrated on planet life. Historically, fires are recognized as a constant agent of change Julio César Moraga Peralta Evaluación del riesgo ante incendios forestalesen la cuenca del río Tempisque, Costa Rica on the natural landscape. Therefore, fire studies are important because of the significant effect of fire on vegetation, fauna and soils and the increased danger of desertification, leading to socioeconomicproblems.This article has as its objective to determine the risk before forest fires on the Tempisque RiverBasin in Costa Rica from explanatory variables such as proximity to roads, types of land uses, fireoutbreaks, isolation and altitude above sea level, using Multicriteria Evaluation (NDE) modeling techniques in a Geographic Information System.As the term risk refers to a condition of probability, this article recreates scenarios where a fire could occur, which correlate with events that have occurred in previous years. It should be noted that the variable of wind is not considered as a fire-scattering factor since the objective of this study is to identify places with conditions already favorable to fires without a contributing factor in their distribution.Key words: forest fire, environmental problems, risk, geographical information system, multicriteria evaluation modeling, Tempisque River Basin, Costa Rica