美国普度大学CIM递阶控制系统参考模型简介

本文简要介绍了美国普度大学ＣＩＭ参考模型的具体内容、系统特征、系统经济效益、系统发展趋势以及存在的一些问题。

CIM与工业自动化总体技术——它的目标、方法和实践

本文概述了近年国际上兴起的CIM与国内的工业自动化总体技术,阐明了其出现背景,以及它的目标、方法、参考模型和有关实践情况,在CIM参考模型和体系结构中,叙述了西欧ESPRIT的CIM/OSA模型、美国普渡大学的企业参考体系结构与CIM模型,并简述了它们在建立综合自动化系统中的主要思路。

用宽频带远震体波波形研究中国及邻近地区地壳构造及地质意义初探

The theory and approach of the broadband teleseismic body waveform inversion are expatiated in this paper, and the defining the crust structure's methods are developed. Based on the teleseismic P-wave data, the theoretic image of the P-wave radical component is calculated via the convolution of the teleseismic P-wave vertical component and the transform function, and thereby a P-wavefrom inversion method is built. The applied results show the approach effective, stable and its resolution high. The exact and reliable teleseismic P waveforms recorded by CDSN and IRIS and its geodynamics are utilized to obtain China and its vicinage lithospheric transfer functions, this region ithospheric structure is inverted through the inversion of reliable transfer functions, the new knowledge about the deep structure of China and its vicinage is obtained, and the reliable seismological evidence is provided to reveal the geodynamic evolution processes and set up the continental collisional theory. The major studies are as follows: Two important methods to study crustal and upper mantle structure -- body wave travel-time inversion and waveform modeling are reviewed systematically. Based on ray theory, travel-time inversion is characterized by simplicity, crustal and upper mantle velocity model can be obtained by using 1-D travel-time inversion preliminary, which introduces the reference model for studying focal location, focal mechanism, and fine structure of crustal and upper mantle. The large-scale lateral inhomogeneity of crustal and upper mantle can be obtained by three-dimensional t ravel-time seismic tomography. Based on elastic dynamics, through the fitting between theoretical seismogram and observed seismogram, waveform modeling can interpret the detail waveform and further uncover one-dimensional fine structure and lateral variation of crustal and upper mantle, especially the media characteristics of singular zones of ray. Whatever travel-time inversion and waveform modeling is supposed under certain approximate conditions, with respective advantages and disadvantages, and provide convincing structure information for elucidating physical and chemical features and geodynamic processes of crustal and upper mantle. Because the direct wave, surface wave, and refraction wave have lower resolution in investigating seismic velocity transitional zone, which is inadequate to study seismic discontinuities. On the contrary, both the converse and reflected wave, which sample the discontinuities directly, must be carefully picked up from seismogram to constrain the velocity transitional zones. Not only can the converse wave and reflected wave study the crustal structure, but also investigate the upper mantle discontinuities. There are a number of global and regional seismic discontinuities in the crustal and upper mantle, which plays a significant role in understanding physical and chemical properties and geodynamic processes of crustal and upper mantle. The broadband teleseismic P waveform inversion is studied particularly. The teleseismic P waveforms contain a lot of information related to source time function, near-source structure, propagation effect through the mantle, receiver structure, and instrument response, receiver function is isolated form teleseismic P waveform through the vector rotation of horizontal components into ray direction and the deconvolution of vertical component from the radial and tangential components of ground motion, the resulting time series is dominated by local receiver structure effect, and is hardly irrelevant to source and deep mantle effects. Receiver function is horizontal response, which eliminate multiple P wave reflection and retain direct wave and P-S converted waves, and is sensitive to the vertical variation of S wave velocity. Velocity structure beneath a seismic station has different response to radial and vertical component of an accident teleseismic P wave. To avoid the limits caused by a simplified assumption on the vertical response, the receiver function method is mended. In the frequency domain, the transfer function is showed by the ratio of radical response and vertical response of the media to P wave. In the time domain, the radial synthetic waveform can be obtained by the convolution of the transfer function with the vertical wave. In order to overcome the numerical instability, generalized reflection and transmission coefficient matrix method is applied to calculate the synthetic waveform so that all multi-reflection and phase conversion response can be included. A new inversion method, VFSA-LM method, is used in this study, which successfully combines very fast simulated annealing method (VFSA) with damped least square inversion method (LM). Synthetic waveform inversion test confirms its effectiveness and efficiency. Broadband teleseismic P waveform inversion is applied in lithospheric velocity study of China and its vicinage. According to the data of high quality CDSN and IRIS, we obtained an outline map showing the distribution of Asian continental crustal thickness. Based on these results gained, the features of distribution of the crustal thickness and outline of crustal structure under the Asian continent have been analyzed and studied. Finally, this paper advances the principal characteristics of the Asian continental crust. There exist four vast areas of relatively minor variations in the crustal thickness, namely, northern, eastern southern and central areas of Asian crust. As a byproduct, the earthquake location is discussed, Which is a basic issue in seismology. Because of the strong trade-off between the assumed initial time and focal depth and the nonlinear of the inversion problems, this issue is not settled at all. Aimed at the problem, a new earthquake location method named SAMS method is presented, In which, the objective function is the absolute value of the remnants of travel times together with the arrival times and use the Fast Simulated Annealing method is used to inverse. Applied in the Chi-Chi event relocation of Taiwan occurred on Sep 21, 2000, the results show that the SAMS method not only can reduce the effects of the trade-off between the initial time and focal depth, but can get better stability and resolving power. At the end of the paper, the inverse Q filtering method for compensating attenuation and frequency dispersion used in the seismic section of depth domain is discussed. According to the forward and inverse results of synthesized seismic records, our Q filtrating operator of the depth domain is consistent with the seismic laws in the absorbing media, which not only considers the effect of the media absorbing of the waves, but also fits the deformation laws, namely the frequency dispersion of the body wave. Two post stacked profiles about 60KM, a neritic area of China processed, the result shows that after the forward Q filtering of the depth domain, the wide of the wavelet of the middle and deep layers is compressed, the resolution and signal noise ratio are enhanced, and the primary sharp and energy distribution of the profile are retained.

The Cache Inference Problem and its Application to Content and Request Routing

In many networked applications, independent caching agents cooperate by servicing each other's miss streams, without revealing the operational details of the caching mechanisms they employ. Inference of such details could be instrumental for many other processes. For example, it could be used for optimized forwarding (or routing) of one's own miss stream (or content) to available proxy caches, or for making cache-aware resource management decisions. In this paper, we introduce the Cache Inference Problem (CIP) as that of inferring the characteristics of a caching agent, given the miss stream of that agent. While CIP is insolvable in its most general form, there are special cases of practical importance in which it is, including when the request stream follows an Independent Reference Model (IRM) with generalized power-law (GPL) demand distribution. To that end, we design two basic "litmus" tests that are able to detect LFU and LRU replacement policies, the effective size of the cache and of the object universe, and the skewness of the GPL demand for objects. Using extensive experiments under synthetic as well as real traces, we show that our methods infer such characteristics accurately and quite efficiently, and that they remain robust even when the IRM/GPL assumptions do not hold, and even when the underlying replacement policies are not "pure" LFU or LRU. We exemplify the value of our inference framework by considering example applications.

A design pattern for integration of business process management systems

A cross-domain workflow application may be constructed using a standard reference model such as the one by the Workflow Management Coalition (WfMC) [7] but the requirements for this type of application are inherently different from one organization to another. The existing models and systems built around them meet some but not all the requirements from all the organizations involved in a collaborative process. Furthermore the requirements change over time. This makes the applications difficult to develop and distribute. Service Oriented Architecture (SOA) based approaches such as the BPET (Business Process Execution Language) intend to provide a solution but fail to address the problems sufficiently, especially in the situations where the expectations and level of skills of the users (e.g. the participants of the processes) in different organisations are likely to be different. In this paper, we discuss a design pattern that provides a novel approach towards a solution. In the solution, business users can design the applications at a high level of abstraction: the use cases and user interactions; the designs are documented and used, together with the data and events captured later that represents the user interactions with the systems, to feed an intermediate component local to the users -the IFM (InterFace Mapper) -which bridges the gaps between the users and the systems. We discuss the main issues faced in the design and prototyping. The approach alleviates the need for re-programming with the APIs to any back-end service thus easing the development and distribution of the applications

Assimilation of remotely-sensed optical properties to improve marine biogeochemistry modelling

In this paper we evaluate whether the assimilation of remotely-sensed optical data into a marine ecosystem model improves the simulation of biogeochemistry in a shelf sea. A localized Ensemble Kalman filter was used to assimilate weekly diffuse light attenuation coefficient data, Kd(443) from SeaWiFs, into an ecosystem model of the western English Channel. The spatial distributions of (unassimilated) surface chlorophyll from satellite, and a multivariate time series of eighteen biogeochemical and optical variables measured in situ at one long-term monitoring site were used to evaluate the system performance for the year 2006. Assimilation reduced the root mean square error and improved the correlation with the assimilated Kd(443) observations, for both the analysis and, to a lesser extent, the forecast estimates, when compared to the reference model simulation. Improvements in the simulation of (unassimilated) ocean colour chlorophyll were less evident, and in some parts of the Channel the simulation of this data deteriorated. The estimation errors for the (unassimilated) in situ data were reduced for most variables with some exceptions, e.g. dissolved nitrogen. Importantly, the assimilation adjusted the balance of ecosystem processes by shifting the simulated food web towards the microbial loop, thus improving the estimation of some properties, e.g. total particulate carbon. Assimilation of Kd(443) outperformed a comparative chlorophyll assimilation experiment, in both the estimation of ocean colour data and in the simulation of independent in situ data. These results are related to relatively low error in Kd(443) data, and because it is a bulk optical property of marine ecosystems. Assimilation of remotely-sensed optical properties is a promising approach to improve the simulation of biogeochemical and optical variables that are relevant for ecosystem functioning and climate change studies.

Dynamics of Viral RNA Synthesis during Measles Virus Infection

We propose a reference model of the kinetics of a viral RNA-dependent RNA polymerase (vRdRp) activities and its regulation during infection of eucaryotic cells. After measles virus infects a cell, mRNAs from all genes immediately start to accumulate linearly over the first 5 to 6 h and then exponentially until approximately 24 h. The change from a linear to an exponential accumulation correlates with de novo synthesis of vRdRp from the incoming template. Expression of the virus nucleoprotein (N) prior to infection shifts the balance in favor of replication. Conversely, inhibition of protein synthesis by cycloheximide favors the latter. The in vivo elongation speed of the viral polymerase is approximately 3 nucleotides/s. A similar profile with fivefold-slower kinetics can be obtained using a recombinant virus expressing a structurally altered polymerase. Finally, virions contain only encapsidated genomic, antigenomic, and 5'-end abortive replication fragment RNAs.

SVM Training Phase Reduction Using Dataset Feature Filtering for Malware Detection

N-gram analysis is an approach that investigates the structure of a program using bytes, characters, or text strings. A key issue with N-gram analysis is feature selection amidst the explosion of features that occurs when N is increased. The experiments within this paper represent programs as operational code (opcode) density histograms gained through dynamic analysis. A support vector machine is used to create a reference model, which is used to evaluate two methods of feature reduction, which are 'area of intersect' and 'subspace analysis using eigenvectors.' The findings show that the relationships between features are complex and simple statistics filtering approaches do not provide a viable approach. However, eigenvector subspace analysis produces a suitable filter.

Numerical Simulation of Tanpura String Vibrations

A numerical model of a tanpura string is presented, based on a recently developed, stability-preserving way of incorporating the non-smooth forces involved in the impactive distributed contact between the string and the bridge. By defining and modelling the string-bridge contact over the full length of the bridge, the simulated vibrations can be monitored through the force signals at both the bridge and the nut. As such it offers a reference model for both measurements and sound synthesis. Simulations starting from different types of initial conditions demonstrate that the model reproduces the main characteristic feature of the tanpura, namely the sustained appearance of a precursor in the force waveforms, carrying a band of overtones which decrease in frequency as the string vibrations decay. Results obtained with the numerical model are used to examine, through comparison, the effect of the bridge and of the thread on the vibrations.

Multilayer optimization in radio resource allocation for the packet transmission in wireless networks

Na última década tem-se assistido a um crescimento exponencial das redes de comunicações sem fios, nomeadamente no que se refere a taxa de penetração do serviço prestado e na implementação de novas infra-estruturas em todo o globo. É ponto assente neste momento que esta tendência irá não só continuar como se fortalecer devido à convergência que é esperada entre as redes móveis sem fio e a disponibilização de serviços de banda larga para a rede Internet fixa, numa evolução para um paradigma de uma arquitectura integrada e baseada em serviços e aplicações IP. Por este motivo, as comunicações móveis sem fios irão ter um papel fundamental no desenvolvimento da sociedade de informação a médio e longo prazos. A estratégia seguida no projecto e implementação das redes móveis celulares da actual geração (2G e 3G) foi a da estratificação da sua arquitectura protocolar numa estrutura modular em camadas estanques, onde cada camada do modelo é responsável pela implementação de um conjunto de funcionalidades. Neste modelo a comunicação dá-se apenas entre camadas adjacentes através de primitivas de comunicação pré-estabelecidas. Este modelo de arquitectura resulta numa mais fácil implementação e introdução de novas funcionalidades na rede. Entretanto, o facto das camadas inferiores do modelo protocolar não utilizarem informação disponibilizada pelas camadas superiores, e vice-versa acarreta uma degradação no desempenho do sistema. Este paradigma é particularmente importante quando sistemas de antenas múltiplas são implementados (sistemas MIMO). Sistemas de antenas múltiplas introduzem um grau adicional de liberdade no que respeita a atribuição de recursos rádio: o domínio espacial. Contrariamente a atribuição de recursos no domínio do tempo e da frequência, no domínio espacial os recursos rádio mapeados no domínio espacial não podem ser assumidos como sendo completamente ortogonais, devido a interferência resultante do facto de vários terminais transmitirem no mesmo canal e/ou slots temporais mas em feixes espaciais diferentes. Sendo assim, a disponibilidade de informação relativa ao estado dos recursos rádio às camadas superiores do modelo protocolar é de fundamental importância na satisfação dos critérios de qualidade de serviço exigidos. Uma forma eficiente de gestão dos recursos rádio exige a implementação de algoritmos de agendamento de pacotes de baixo grau de complexidade, que definem os níveis de prioridade no acesso a esses recursos por base dos utilizadores com base na informação disponibilizada quer pelas camadas inferiores quer pelas camadas superiores do modelo. Este novo paradigma de comunicação, designado por cross-layer resulta na maximização da capacidade de transporte de dados por parte do canal rádio móvel, bem como a satisfação dos requisitos de qualidade de serviço derivados a partir da camada de aplicação do modelo. Na sua elaboração, procurou-se que o standard IEEE 802.16e, conhecido por Mobile WiMAX respeitasse as especificações associadas aos sistemas móveis celulares de quarta geração. A arquitectura escalonável, o baixo custo de implementação e as elevadas taxas de transmissão de dados resultam num processo de multiplexagem de dados e valores baixos no atraso decorrente da transmissão de pacotes, os quais são atributos fundamentais para a disponibilização de serviços de banda larga. Da mesma forma a comunicação orientada à comutação de pacotes, inenente na camada de acesso ao meio, é totalmente compatível com as exigências em termos da qualidade de serviço dessas aplicações. Sendo assim, o Mobile WiMAX parece satisfazer os requisitos exigentes das redes móveis de quarta geração. Nesta tese procede-se à investigação, projecto e implementação de algoritmos de encaminhamento de pacotes tendo em vista a eficiente gestão do conjunto de recursos rádio nos domínios do tempo, frequência e espacial das redes móveis celulares, tendo como caso prático as redes móveis celulares suportadas no standard IEEE802.16e. Os algoritmos propostos combinam métricas provenientes da camada física bem como os requisitos de qualidade de serviço das camadas superiores, de acordo com a arquitectura de redes baseadas no paradigma do cross-layer. O desempenho desses algoritmos é analisado a partir de simulações efectuadas por um simulador de sistema, numa plataforma que implementa as camadas física e de acesso ao meio do standard IEEE802.16e.

Design and optimization next generation passive all-optical networks

Este trabalho investiga novas metodologias para as redes óticas de acesso de próxima geração (NG-OAN). O trabalho está dividido em quatro tópicos de investigação: projeto da rede, modelos numéricos para efeitos não lineares da fibra ótica, impacto dos efeitos não lineares da fibra ótica e otimização da rede. A rede ótica de acesso investigada nesse trabalho está projetado para suprir os requisitos de densidade de utilizadores e cobertura, isto é, suportar muitos utilizadores ( 1000) com altas velocidades de conexão dedicada ( 1 Gb/s) ocupando uma faixa estreita do espectro ( 25 nm) e comprimentos de fibra ótica até 100 km. Os cenários são baseados em redes óticas passivas com multiplexagem por divisão no comprimento de onda de alta densidade (UDWDM-PON) utilizando transmissores/receptores coerentes nos terminais da rede. A rede é avaliada para vários ritmos de transmissão usando formatos de modulação avançados, requisitos de largura de banda por utilizador e partilha de banda com tecnologias tradicionais de redes óticas passivas (PON). Modelos numéricos baseados em funções de transferência das séries de Volterra (VSTF) são demonstrados tanto para a análise dos efeitos não lineares da fibra ótica quanto para avaliação do desempenho total da rede. São apresentadas as faixas de potência e distância de transmissão nas quais as séries de Volterra apresentam resultados semelhantes ao modelo referência Split-Step Fourier (SSF) (validado experimentalmente) para o desempenho total da rede. Além disso, um algoritmo, que evita componentes espectrais com intensidade nulo, é proposto para realizar cálculos rápidos das séries. O modelo VSTF é estendido para identificar unicamente os efeitos não lineares da fibra ótica mais relevantes no cenário investigado: Self-Phase Modulation (SPM), Cross-Phase Modulation (XPM) e Four-Wave Mixing (FWM). Simulações numéricas são apresentadas para identificar o impacto isolado de cada efeito não linear da fibra ótica, SPM, XPM e FWM, no desempenho da rede com detecção coerente UDWDM-PON, transportando canais com modulação digital em fase (M-ária PSK) ou modulação digital em amplitude (M-ária QAM). A análise numérica é estendida para diferentes comprimentos de fibra ótica mono modo (SSMF), potência por canal e ritmo de transmissão por canal. Por conseguinte, expressões analíticas são extrapoladas para determinar a evolução do SPM, XPM e FWM em função da potência e distância de transmissão em cenários NG-OAN. O desempenho da rede é otimizada através da minimização parcial da interferência FWM (via espaçamento desigual dos canais), que nesse caso, é o efeito não linear da fibra ótica mais relevante. Direções para melhorias adicionas no desempenho da rede são apresentados para cenários em que o XPM é relevante, isto é, redes transportando formatos de modulação QAM. A solução, nesse caso, é baseada na utilização de técnicas de processamento digital do sinal.

Combined effects of chemical and natural stressors to soil organisms and plants

Nas últimas décadas, a Terra tem experimentado um aquecimento global e mudanças nos padrões de precipitação. Muitos estudos sobre a avaliação de risco de agrotóxicos em organismos não-alvo foram realizados com base em protocolos padronizados, com condições abióticas controladas. Mas, em campo, os organismos são expostos a flutuações de vários fatores ambientais, bem como a poluentes, que podem alterar os limites de tolerância dos organismos aos stressores naturais, bem como alterar a toxicidade ou biodisponibilidade do químico em causa. Considerando isso, o principal objetivo deste trabalho foi o de avaliar de que modo e em que medida os fatores ambientais (temperatura, humidade do solo e radiação UV) podem interagir uns com os outros ou afetar a toxicidade do carbaril para invertebrados do solo e plantas. Para isso, foram utilizadas quatro espécies padrão: Folsomia candida, Eisenia andrei, Triticum aestivum e Brassica rapa, e simulados diferentes cenários climáticos, com vários parâmetros letais e subletais analisados. A exposição combinada foi analisada utilizando, quando possível, a ferramenta MIXTOX, com base no modelo de referência de acção independente (IA) e possíveis desvios, assim como rácios sinergísticos/antagonísticos (a partir de valores de EC50/LC50), quando a dose-resposta de um dos stressores não foi obtida. Todos os fatores de stress aplicados isoladamente causaram efeitos significativos sobre as espécies testadas e sua exposição combinada com carbaril, apresentaram respostas diferenciadas: para as minhocas, a seca e temperaturas elevadas aumentaram os efeitos deletérios do carbaril (sinergismo), enquanto o alagamento e temperaturas baixas diminuíram sua toxicidade (antagonismo). Para os colêmbolos, o modelo IA mostrou ser uma boa ferramenta para prever a toxicidade do carbaril tanto para temperaturas altas como para as baixas. Para as duas espécies de plantas foram encontradas diferenças significativas entre elas: em termos gerais, as interações entre carbaril e os stressores naturais foram observadas, com sinergismo aparecendo como o padrão principal relacionado com a radiação UV, solos secos e temperaturas elevadas, enquanto o padrão principal relacionado com temperaturas baixas e stress de alagamento foi o antagonismo. Quando os efeitos de dois stressores naturais (radiação UV e humidade do solo) em plantas foram avaliados, uma interação significativa foi encontrada: a seca aliviou o efeito deletério da radiação UV em T. aestivum e o alagamento aumentou os seus efeitos, mas para B. rapa a adição de ambos os stresses de água causou um aumento (sinergismo) dos efeitos deletérios da radiação UV para todos os parâmetros avaliados. Portanto é necessário que as diferenças sazonais e latitudinais, bem como as mudanças climáticas globais, sejam integradas na avaliação de risco de contaminantes do solo.

Example-Based Face Shape Recovery Using the Zenith Angle of the Surface Normal

We present a method for recovering facial shape using an image of a face and a reference model. The zenith angle of the surface normal is recovered directly from the intensities of the image. The azimuth angle of the reference model is then combined with the calculated zenith angle in order to get a new field of surface normals. After integration of the needle map, the recovered surface has the effect of mapped facial features over the reference model. Experiments demonstrate that for the lambertian case, surface recovery is achieved with high accuracy. For non-Lambertian cases, experiments suggest potential for face recognition applications.

NZEB e os novos revestimentos

Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

The effect of fractional order in variable structure control

This paper studies fractional variable structure controllers. Two cases are considered namely, the sliding reference model and the control action, that are generalized from integer into fractional orders. The test bed consists in a mechanical manipulator and the effect of the fractional approach upon the system performance is evaluated. The results show that fractional dynamics, both in the switching surface and the control law are important design algorithms in variable structure controllers.