Learning the global maximum with parameterized learning automata

A feedforward network composed of units of teams of parameterized learning automata is considered as a model of a reinforcement teaming system. The internal state vector of each learning automaton is updated using an algorithm consisting of a gradient following term and a random perturbation term. It is shown that the algorithm weakly converges to a solution of the Langevin equation implying that the algorithm globally maximizes an appropriate function. The algorithm is decentralized, and the units do not have any information exchange during updating. Simulation results on common payoff games and pattern recognition problems show that reasonable rates of convergence can be obtained.

Efficient Algorithms for Computing All Low s-t Edge Connectivities and Related Problems

Given an undirected unweighted graph G = (V, E) and an integer k ≥ 1, we consider the problem of computing the edge connectivities of all those (s, t) vertex pairs, whose edge connectivity is at most k. We present an algorithm with expected running time Õ(m + nk3) for this problem, where |V| = n and |E| = m. Our output is a weighted tree T whose nodes are the sets V1, V2,..., V l of a partition of V, with the property that the edge connectivity in G between any two vertices s ε Vi and t ε Vj, for i ≠ j, is equal to the weight of the lightest edge on the path between Vi and Vj in T. Also, two vertices s and t belong to the same Vi for any i if and only if they have an edge connectivity greater than k. Currently, the best algorithm for this problem needs to compute all-pairs min-cuts in an O(nk) edge graph; this takes Õ(m + n5/2kmin{k1/2, n1/6}) time. Our algorithm is much faster for small values of k; in fact, it is faster whenever k is o(n5/6). Our algorithm yields the useful corollary that in Õ(m + nc3) time, where c is the size of the global min-cut, we can compute the edge connectivities of all those pairs of vertices whose edge connectivity is at most αc for some constant α. We also present an Õ(m + n) Monte Carlo algorithm for the approximate version of this problem. This algorithm is applicable to weighted graphs as well. Our algorithm, with some modifications, also solves another problem called the minimum T-cut problem. Given T ⊆ V of even cardinality, we present an Õ(m + nk3) algorithm to compute a minimum cut that splits T into two odd cardinality components, where k is the size of this cut.

On Convergence of Differential Evolution Over a Class of Continuous Functions With Unique Global Optimum

Differential evolution (DE) is arguably one of the most powerful stochastic real-parameter optimization algorithms of current interest. Since its inception in the mid 1990s, DE has been finding many successful applications in real-world optimization problems from diverse domains of science and engineering. This paper takes a first significant step toward the convergence analysis of a canonical DE (DE/rand/1/bin) algorithm. It first deduces a time-recursive relationship for the probability density function (PDF) of the trial solutions, taking into consideration the DE-type mutation, crossover, and selection mechanisms. Then, by applying the concepts of Lyapunov stability theorems, it shows that as time approaches infinity, the PDF of the trial solutions concentrates narrowly around the global optimum of the objective function, assuming the shape of a Dirac delta distribution. Asymptotic convergence behavior of the population PDF is established by constructing a Lyapunov functional based on the PDF and showing that it monotonically decreases with time. The analysis is applicable to a class of continuous and real-valued objective functions that possesses a unique global optimum (but may have multiple local optima). Theoretical results have been substantiated with relevant computer simulations.

Mechanism design problems in carbon economics

Reduction of carbon emissions is of paramount importance in the context of global warming and climate change. Countries and global companies are now engaged in understanding systematic ways of solving carbon economics problems, aimed ultimately at achieving well defined emission targets. This paper proposes mechanism design as an approach to solving carbon economics problems. The paper first introduces carbon economics issues in the world today and next focuses on carbon economics problems facing global industries. The paper identifies four problems faced by global industries: carbon credit allocation (CCA), carbon credit buying (CCB), carbon credit selling (CCS), and carbon credit exchange (CCE). It is argued that these problems are best addressed as mechanism design problems. The discipline of mechanism design is founded on game theory and is concerned with settings where a social planner faces the problem of aggregating the announced preferences of multiple agents into a collective decision, when the actual preferences are not known publicly. The paper provides an overview of mechanism design and presents the challenges involved in designing mechanisms with desirable properties. To illustrate the application of mechanism design in carbon economics,the paper describes in detail one specific problem, the carbon credit allocation problem.

A perturbed martingale approach to global optimization

A new global stochastic search, guided mainly through derivative-free directional information computable from the sample statistical moments of the design variables within a Monte Carlo setup, is proposed. The search is aided by imparting to the directional update term additional layers of random perturbations referred to as `coalescence' and `scrambling'. A selection step, constituting yet another avenue for random perturbation, completes the global search. The direction-driven nature of the search is manifest in the local extremization and coalescence components, which are posed as martingale problems that yield gain-like update terms upon discretization. As anticipated and numerically demonstrated, to a limited extent, against the problem of parameter recovery given the chaotic response histories of a couple of nonlinear oscillators, the proposed method appears to offer a more rational, more accurate and faster alternative to most available evolutionary schemes, prominently the particle swarm optimization. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Global Response Sensitivity Analysis of Randomly Excited Dynamic Structures

The response of structural dynamical systems excited by multiple random excitations is considered. Two new procedures for evaluating global response sensitivity measures with respect to the excitation components are proposed. The first procedure is valid for stationary response of linear systems under stationary random excitations and is based on the notion of Hellinger's metric of distance between two power spectral density functions. The second procedure is more generally valid and is based on the l2 norm based distance measure between two probability density functions. Specific cases which admit exact solutions are presented, and solution procedures based on Monte Carlo simulations for more general class of problems are outlined. Illustrations include studies on a parametrically excited linear system and a nonlinear random vibration problem involving moving oscillator-beam system that considers excitations attributable to random support motions and guide-way unevenness. (C) 2015 American Society of Civil Engineers.

Dinámica de las Redes Virtuales de Fabricación Global en la Industria Aeronáutica

[ES] Las redes virtuales de fabricación global (RVFGs) están formadas por empresas independientes las cuales establecen entre sí relaciones de tipo horizontal y vertical, pudiendo incluso ser competidores, donde no es necesario mantener internamente grandes recursos fabriles sino gestionar y compartir eficientemente los recursos de la red.

Economic Effects of Global Warming under Stock Growth Uncertainty: The European Sardine Fishery

Global warming of the oceans is expected to alter the environmental conditions that determine the growth of a fishery resource. Most climate change studies are based on models and scenarios that focus on economic growth, or they concentrate on simulating the potential losses or cost to fisheries due to climate change. However, analysis that addresses model optimization problems to better understand of the complex dynamics of climate change and marine ecosystems is still lacking. In this paper a simple algorithm to compute transitional dynamics in order to quantify the effect of climate change on the European sardine fishery is presented. The model results indicate that global warming will not necessarily lead to a monotonic decrease in the expected biomass levels. Our results show that if the resource is exploited optimally then in the short run, increases in the surface temperature of the fishery ground are compatible with higher expected biomass and economic profit.

Triangle Evolution-A Hybrid Heuristic for Global Optimization

Abstract This paper presents a hybrid heuristic{triangle evolution (TE) for global optimization. It is a real coded evolutionary algorithm. As in di®erential evolution (DE), TE targets each individual in current population and attempts to replace it by a new better individual. However, the way of generating new individuals is di®erent. TE generates new individuals in a Nelder- Mead way, while the simplices used in TE is 1 or 2 dimensional. The proposed algorithm is very easy to use and e±cient for global optimization problems with continuous variables. Moreover, it requires only one (explicit) control parameter. Numerical results show that the new algorithm is comparable with DE for low dimensional problems but it outperforms DE for high dimensional problems.

Some modified bifurcation problems with application to imperfection sensitivity in buckling

The branching theory of solutions of certain nonlinear elliptic partial differential equations is developed, when the nonlinear term is perturbed from unforced to forced. We find families of branching points and the associated nonisolated solutions which emanate from a bifurcation point of the unforced problem. Nontrivial solution branches are constructed which contain the nonisolated solutions, and the branching is exhibited. An iteration procedure is used to establish the existence of these solutions, and a formal perturbation theory is shown to give asymptotically valid results. The stability of the solutions is examined and certain solution branches are shown to consist of minimal positive solutions. Other solution branches which do not contain branching points are also found in a neighborhood of the bifurcation point.

The qualitative features of branching points and their associated nonisolated solutions are used to obtain useful information about buckling of columns and arches. Global stability characteristics for the buckled equilibrium states of imperfect columns and arches are discussed. Asymptotic expansions for the imperfection sensitive buckling load of a column on a nonlinearly elastic foundation are found and rigorously justified.

Local air pollution and global climate change taxes: a distributional analysis

25 p.

Análise global da estabilidade termodinâmica de misturas: um estudo com o método do conjunto gerador

O cálculo do equilíbrio de fases é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Mas para resolvê-lo é aconselhável que se estude a priori a estabilidade termodinâmica do sistema, a qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. Tal problema pode ser abordado como um problema de otimização, conhecido como a minimização da função distância do plano tangente à energia livre de Gibbs molar, onde modelos termodinâmicos, de natureza não convexa e não linear, são utilizados para descrevê-lo. Esse fato tem motivado um grande interesse em técnicas de otimização robustas e eficientes para a resolução de problemas relacionados com a termodinâmica do equilíbrio de fases. Como tem sido ressaltado na literatura, para proporcionar uma completa predição do equilíbrio de fases, faz-se necessário não apenas a determinação do minimizador global da função objetivo do teste de estabilidade, mas também a obtenção de todos os seus pontos estacionários. Assim, o desenvolvimento de metodologias para essa tarefa desafiadora tem se tornado uma nova área de pesquisa da otimização global aplicada à termodinâmica do equilíbrio, com interesses comuns na engenharia química e na engenharia do petróleo. O foco do presente trabalho é uma nova metodologia para resolver o problema do teste de estabilidade. Para isso, usa-se o chamado método do conjunto gerador para realizar buscas do tipo local em uma rede de pontos previamente gerada por buscas globais efetuadas com uma metaheurística populacional, no caso o método do enxame de partículas.Para se obter mais de um ponto estacionário, minimizam-se funções de mérito polarizadas, cujos pólos são os pontos previamente encontrados. A metodologia proposta foi testada na análise de quatorze misturas polares previamente consideradas na literatura. Os resultados mostraram que o método proposto é robusto e eficiente a ponto de encontrar, além do minimizador global, todos os pontos estacionários apontados previamente na literatura, sendo também capaz de detectar, em duas misturas ternárias estudadas, pontos estacionários não obtidos pelo chamado método de análise intervalar, uma técnica confiável e muito difundida na literatura. A análise do teste de estabilidade pela simples utilização do método do enxame de partículas associado à técnica de polarização mencionada acima, para a obtenção de mais de um ponto estacionário (sem a busca local feita pelo método do conjunto gerador em uma dada rede de pontos), constitui outra metodologia para a resolução do problema de interesse. Essa utilização é uma novidade secundária deste trabalho. Tal metodologia simplificada exibiu também uma grande robustez, sendo capaz de encontrar todos os pontos estacionários pesquisados. No entanto, quando comparada com a abordagem mais geral proposta aqui, observou-se que tal simplificação pode, em alguns casos onde a função de mérito apresenta uma geometria mais complexa, consumir um tempo de máquina relativamente grande, dessa forma é menos eficiente.

Global and local challenges for best practices in assessment. The 9th Conference on the International Test Commission. Book of abstracts

The 9th International Test Commission Conference (ITC) took place at the Miramar Palace in San Sebastian, Spain, between the 2nd and 5th of July, 2014. The Conference was titled, “Global and Local Challenges for Best Practices in Assessment.” The International Test Commission, ITC (www.intestcom.org), is an association of national psychological associations, test commissions, publishers, and other organizations, as well as individuals who are committed to the promotion of effective testing and assessment policies and to the proper development, evaluation, and uses of educational and psychological instruments. The ITC facilitates the exchange of information among members and stimulates their cooperation on problems related to the construction, distribution, and uses of psychological and educational tests and other psychodiagnostic tools. This volume contains the abstracts of the contributions presented at the 9th International Test Commission Conference. The four themes of the Conference were closely linked to the goals of the ITC: - Challenges and Opportunities in International Assessment. - Application of New Technoloogies and New Psychometric Models in Testing. - Standards and Guidelines for Best Testing Practices. - Testing in Multilingual and Multicultural Contexts.

Biocombustíveis, governança global e comércio internacional: Rumo a um novo paradigma energético?

Considerando-se este importante momento de transição em que as tradicionais matrizes energéticas são paulatinamente substituídas por um conjunto de fontes renováveis, das quais os biocombustíves sobressaem-se pela capacidade de contribuir para o meio ambiente, trazendo igualmente benefícios econômicos e sociais a seus produtores; o presente trabalho visa contribuir para o panorama energético global que se começa a se delinear. Diante da impotência do Estado em lidar hodiernamente com determinadas questões, testemunha-se a participação de atores privados (organizações não governamentais, empresas transnacionais e sociedade civil, entre outros) atuando como vetores na transmissão de compromissos internacionais junto a estruturas nacionais para a solução de problemas comuns da humanidade. A essa nova arquitetura jurídica e política convencionou-se designar de governança global. Diante da inexistência de uma governança energética global que opere no interesse de países importadores, exportadores e investidores do setor de energia, agindo também como promotora de desenvolvimento social e econômico junto a países em desenvolvimento; e, por fim, em face da ausência de uma regulação internacional exclusiva na área energética, o presente estudo se dedica a investigar as possibilidades de disciplinamento do comércio internacional dos biocombustíveis. Admitindo-se o relevante desempenho que o Brasil detém na produção e exportação deste produto, inclusive na área tecnológica, a presente tese busca identificar o foro adequado, condições justas de produção, investimento, concessão de subsídios, adoção de medidas técnicas, de compra e venda, concorrência entre outros itens que o tema relaciona.

Análise da Transparência Corporativa através dos Relatórios de Sustentabilidade com base na Global Reporting Initiative de Empresas do Setor Brasileiro de Energia Elétrica

Este estudo realizou um exame crítico sobre os relatórios de sustentabilidade, com base na Global Reporting Initiative (GRI), elaborados pelas empresas do setor de geração de energia elétrica por hidroeletricidade no Brasil e avaliou a significância destes documentos em prestar informações claras sobre a eficácia do desempenho socioambiental. Os estudos acadêmicos relacionados com os relatórios de sustentabilidade, e especificamente com os relatórios da GRI, demonstram que há problemas na qualidade da informação com relação à completeza, padronização e credibilidade do conteúdo, porém sem aprofundar nas causas potenciais. Trata-se de um estudo com abordagem quali-quantitativa, com o emprego de pesquisa do tipo descritiva e a utilização de procedimentos bibliográfico e documental, por meio de análise de conteúdo. A quantificação das evidências foi desenvolvida com base nas informações contidas nos relatórios de sustentabilidade das empresas CPFL, EDP e Tractebel, que possuíam o nível mais alto de aplicação da GRI, associadas com as informações de seus desempenhos socioambientais disponíveis por outras fontes de consulta independentes. Os resultados da análise de conteúdo dos relatórios de sustentabilidade demonstraram que nenhuma das empresas atingiu o atendimento pleno de evidência da informação solicitada nas Unidades de Informação avaliadas. Esta constatação indica que todas as empresas avaliadas apresentaram falhas na validação das informações antes do início da elaboração propriamente dita do relatório, como determina a etapa de validação da GRI, sugerindo que os testes disponíveis nos princípios da GRI, provavelmente, não foram empregados ou foram adotados sem eficácia, afetando a qualidade da informação com relação à completeza e credibilidade do conteúdo. Questões que merecem ser aprofundadas em futuros trabalhos são: a influência dos limites da auditoria independente no resultado da verificação do relatório e a extensão da pesquisa de análise de conteúdo para outros setores industriais formados por grandes empresas e com elevado impacto ambiental potencial. O estudo contribui para o aumento de conhecimento sobre o tema, em destaque na atualidade, seja pelos esforços de normalização mundial do relatório de sustentabilidade GRI, e, principalmente, com a recomendação para o fomento destes relatórios incluída no documento final The Future We Want- O Futuro que Queremos da Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável (Rio+20), no parágrafo 47, com potencial regulamentação brasileira compulsória dos mesmos.