Reservoir Management For Flood And Drought Protection Using Infinite Horizon Model Predictive Control

Model Predictive Control (MPC) is a control method that solves in real time an optimal control problem over a finite horizon. The finiteness of the horizon is both the reason of MPC's success and its main limitation. In operational water resources management, MPC has been in fact successfully employed for controlling systems with a relatively short memory, such as canals, where the horizon length is not an issue. For reservoirs, which have generally a longer memory, MPC applications are presently limited to short term management only. Short term reservoir management can be effectively used to deal with fast process, such as floods, but it is not capable of looking sufficiently ahead to handle long term issues, such as drought. To overcome this limitation, we propose an Infinite Horizon MPC (IH-MPC) solution that is particularly suitable for reservoir management. We propose to structure the input signal by use of orthogonal basis functions, therefore reducing the optimization argument to a finite number of variables, and making the control problem solvable in a reasonable time. We applied this solution for the management of the Manantali Reservoir. Manantali is a yearly reservoir located in Mali, on the Senegal river, affecting water systems of Mali, Senegal, and Mauritania. The long term horizon offered by IH-MPC is necessary to deal with the strongly seasonal climate of the region.

Evaluation Of Reservoir Model Integration With Deterministic And Probabilistic Streamflow Forecasts

Due to the increase in water demand and hydropower energy, it is getting more important to operate hydraulic structures in an efficient manner while sustaining multiple demands. Especially, companies, governmental agencies, consultant offices require effective, practical integrated tools and decision support frameworks to operate reservoirs, cascades of run-of-river plants and related elements such as canals by merging hydrological and reservoir simulation/optimization models with various numerical weather predictions, radar and satellite data. The model performance is highly related with the streamflow forecast, related uncertainty and its consideration in the decision making. While deterministic weather predictions and its corresponding streamflow forecasts directly restrict the manager to single deterministic trajectories, probabilistic forecasts can be a key solution by including uncertainty in flow forecast scenarios for dam operation. The objective of this study is to compare deterministic and probabilistic streamflow forecasts on an earlier developed basin/reservoir model for short term reservoir management. The study is applied to the Yuvacık Reservoir and its upstream basin which is the main water supply of Kocaeli City located in the northwestern part of Turkey. The reservoir represents a typical example by its limited capacity, downstream channel restrictions and high snowmelt potential. Mesoscale Model 5 and Ensemble Prediction System data are used as a main input and the flow forecasts are done for 2012 year using HEC-HMS. Hydrometeorological rule-based reservoir simulation model is accomplished with HEC-ResSim and integrated with forecasts. Since EPS based hydrological model produce a large number of equal probable scenarios, it will indicate how uncertainty spreads in the future. Thus, it will provide risk ranges in terms of spillway discharges and reservoir level for operator when it is compared with deterministic approach. The framework is fully data driven, applicable, useful to the profession and the knowledge can be transferred to other similar reservoir systems.

Abstrações para uma linguagem de programação visando aplicações móveis em um ambiente de Pervasive Computing

Computação Móvel é um termo genérico, ainda em definição, ao redor do qual se delineia um espectro de cenários possíveis, desde a Computação Pessoal, com o uso de computadores de mão, até a visão futurista da Computação Ubíqua. O foco do projeto ISAM (Infra-estrutura de Suporte às Aplicações Móveis Distribuída), em desenvolvimento no II/UFRGS, é a Pervasive Computing. Esta desenha um cenário onde o usuário é livre para se deslocar mantendo o acesso aos recursos da rede e ao seu ambiente computacional, todo tempo em qualquer lugar. Esse novo cenário apresenta muitos desafios para o projeto e execução de aplicações. Nesse escopo, esta tese aprofunda a discussão sobre questões relativas à adaptação ao contexto em um ambiente pervasivo sob a ótica de uma Linguagem de Programação, e define uma linguagem chamada ISAMadapt. A definição da linguagem ISAMadapt baseia-se em quatro abstrações: contexto, adaptadores, políticas e comandos de adaptação. Essas abstrações foram concretizadas em duas visões: (1) em tempo de programação, através de comandos da linguagem e arquivos de configuração, descritos com o auxílio do Ambiente de Desenvolvimento de Aplicações; (2) em tempo de execução, através de serviços e APIs fornecidos pelos componentes que integram o ambiente de execução pervasiva (ISAMpe). Deste, os principais componentes que implementam a semântica de execução da aplicação ISAMadapt são: o serviço de reconhecimento de contexto, ISAMcontextService, e a máquina de execução da adaptação dinâmica, ISAMadaptEngine.As principais contribuições desta tese são: (a) primeira linguagem para a codificação de aplicações pervasivas; (b) sintaxe e semântica de comandos para expressar sensibilidade ao contexto pervasivo; (c) fonte para o desenvolvimento de uma metodologia de projeto de aplicações pervasivas; (d) projeto ISAM e o projeto contextS (www.inf.ufrgs.br/~isam) que fornecem suporte para o ciclo de vida das aplicações, desde o desenvolvimento até a execução de aplicações pervasivas.

A contractive method for computing the stationary solution of the euler equation

A contractive method for computing stationary solutions of intertemporal equilibrium models is provide. The method is is implemented using a contraction mapping derived from the first-order conditions. The deterministic dynamic programming problem is used to illustrate the method. Some numerical examples are performed.

Primitivas para suporte à distribuição de objetos direcionados à pervasive computing

Renovados são os desa os trazidos à computação distribuída pelos recentes desenvolvimentos nas tecnologias de computação móvel. Tais avanços inspiram uma perspectiva na qual a computação tornar-se-á uma entidade ubíqua em um futuro próximo, estando presente nas mais simples atividades do dia-a-dia. Esta perspectiva é motivadora das pesquisas conduzidas no escopo do projeto ISAM, as quais investigam as questões relativas ao uso da computação em ambientes móveis de larga escala. Neste trabalho é apresentado o sistema PRIMOS (PRIMitives for Object Scheduling), o qual busca, pela complementação da plataforma Java, satisfazer as emergentes necessidades do ISAM. Especi camente, o PRIMOS constitui um conjunto de primitivas para instanciação remota e migração de objetos, comunicação e monitoração, direcionadas a um ambiente de computação distribuída de larga escala de características pervasivas. A primitiva de instanciação remota disponibilizada pelo PRIMOS aumenta a plataforma Java padrão com a possibilidade de criar e ativar objetos em nodos remotos do sistema. Por sua vez, a primitiva de migração faculta a relocação de objetos. A consecu- ção de tais semânticas tem como sub-produto a de nição de semânticas para ativação e desativação de objetos, assim como para captura e restauração de contexto de execução. Sob a perspectiva da comunicação, o PRIMOS de ne um esquema de endereçamento independente de protocolo de transporte, assim como uma interface neutra para acesso às facilidades de comunicação. A integração destas funcionalidades ao mecanismo de invocações remotas da plataforma Java, o RMI, permite a desvinculação deste da pilha TCP/IP. Por conseguinte, habilita a adoção de transportes otimizados ao hardware de comunicação disponibilizado pelo sistema. No que se refere à monitoração, o PRIMOS de ne um esquema exível e extensível baseado em sensores. A exibilidade vem principalmente da possibilidade dos sensores terem seus parâmetros de operação recon gurados a qualquer momento em resposta a novas necessidades do sistema. Por outro lado, o sistema é extensível pois o conjunto de sensores básicos, ditos nativos, pode ser aumentado por sensores providos pela aplicação. Com intuito de validar as idéias postuladas, um protótipo foi construído para o sistema. Sobre este, baterias de testes foram realizadas para cada uma das primitivas constituintes do PRIMOS.

A representação social do cloud computing na visão dos profissionais de TI brasileiros

Este estudo visa desenvolver uma investigação exploratória e quali-quantitativa, a cerca da representação social do Cloud Computing, na visão dos profissionais de TI brasileiros. Objetiva expor quais as percepções dos usuários da área de TI a respeito do paradigma computacional Cloud Computing. Para suportar o estudo teórico, foram coletados dados empíricos, por meio de questionários online respondidos por 221 profissionais da área de TI. Com o uso da técnica de evocação de palavras e da teoria da representação social (TRS), os dados coletados foram sumarizados. Após o tratamento dos dados mediante o uso da técnica do quadro de quatro casas de Vergès, obteve-se como resultado, a identificação do núcleo central e do sistema periférico da representação social do Cloud Computing. Por fim, os dados foram analisados utilizando-se as análises implicativa e de conteúdo, de forma a que todas as informações fossem abstraídas para melhor interpretação do tema. Obteve-se como resultado, que o núcleo central da representação social do Cloud Computing é composto pelas seguintes palavras “Nuvem”, “Armazenamento”, “Disponibilidade”, “Internet”, “Virtualização” e “Segurança”. Por sua vez, as palavras identificadas como parte do sistema periférico da representação social do Cloud Computing foram: “Compartilhamento”, “Escalabilidade” e ”Facilidade”. Os resultados permitem compreender qual percepção dos profissionais de TI a respeito deste paradigma tecnológico e sua correlação com o referencial teórico abordado. Tais informações e percepções podem auxiliar a tornar o não familiar em familiar, ou seja, compreender como o Cloud Computing é representado, visto e, finalmente, reconhecido pelos profissionais da área de TI.

Rapid prototyping of ubiquitous computing environments

Ubiquitous computing raises new usability challenges that cut across design and development. We are particularly interested in environments enhanced with sensors, public displays and personal devices. How can prototypes be used to explore the users' mobility and interaction, both explicitly and implicitly, to access services within these environments? Because of the potential cost of development and design failure, these systems must be explored using early assessment techniques and versions of the systems that could disrupt if deployed in the target environment. These techniques are required to evaluate alternative solutions before making the decision to deploy the system on location. This is crucial for a successful development, that anticipates potential user problems, and reduces the cost of redesign. This thesis reports on the development of a framework for the rapid prototyping and analysis of ubiquitous computing environments that facilitates the evaluation of design alternatives. It describes APEX, a framework that brings together an existing 3D Application Server with a modelling tool. APEX-based prototypes enable users to navigate a virtual world simulation of the envisaged ubiquitous environment. By this means users can experience many of the features of the proposed design. Prototypes and their simulations are generated in the framework to help the developer understand how the user might experience the system. These are supported through three different layers: a simulation layer (using a 3D Application Server); a modelling layer (using a modelling tool) and a physical layer (using external devices and real users). APEX allows the developer to move between these layers to evaluate different features. It supports exploration of user experience through observation of how users might behave with the system as well as enabling exhaustive analysis based on models. The models support checking of properties based on patterns. These patterns are based on ones that have been used successfully in interactive system analysis in other contexts. They help the analyst to generate and verify relevant properties. Where these properties fail then scenarios suggested by the failure provide an important aid to redesign.

Cyanobacteria and Cyanotoxin in the Billings Reservoir (São Paulo, SP, Brazil)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Nenneguya garavelli n. sp and Myxobolus peculiaris n. sp (Myxozoa : Myxobolidae) in the gills of Cyphocharax nagelli (Osteichthyes : Curimatidae) from Rio do Peixe Reservoir, Sao Jose do Rio Pardo, São Paulo, Brazil

The present work describes myxozoans found in Cyphocharax nagelli (Characiformes: Curimatinae) commonly called saguiru collected from Rio do Peixe Reservoir, Sao Jose do Rio Pardo, São Paulo, Brazil. From a total of 38 examined fish, 24 were infected with Henneguya garavelli n. sp. (63% prevalence) and two with Myxobolus peculiaris n. sp. (5% prevalence) in the gills. Spores were studied by staining and fresh spores were observed by differential interference contrast optics. Henneguya garavelli n. sp. differs from Henneguya iheringi , Henneguya occulta, Henneguya cesarpintoi, Henneguya santae, Henneguya pisciforme, Henneguya amazonica, Henneguya striolata, Henneguya leporinicola and Henneguya chydadea in spore length and from Henneguya travassosi, Henneguya adherens, Henneguya malabarica, Henneguya piaractus and also Henneguya chydadea in polar capsule length and tail length. Myxobolus peculiaris n. sp. was very different when compared to other species of Myxobolus in its morphology and the biggest size of spore body. The authors present tables with comparative measurements of Brazilian myxozoan parasites. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Description and prevalence of Thynnascaris sp. larvae Dollfus, 1933 (Nematoda: Anisakidae) in Plagioscion squamosissimus Heckel, 1840 from Volta Grande Reservoir, State of Minas Gerais, Brazil

O presente trabalho teve por objetivo o estudo da helmintofauna da corvina de água doce Plagioscion squamosissimus, do reservatório de Volta Grande, MG, Brasil. Foram colhidos 68 peixes com comprimento médio de 25,2 cm e peso médio de 180,9 g, com rede de espera, bimestralmente no período de dezembro de 1995 a dezembro de 1996. Os parasitos foram cuidadosamente retirados de seus cistos que estavam aderidos ao mesentério intestinal. Os espécimes foram fixados em AFA a 65°C e conservados em álcool 70°GL contendo 5% de glicerina. Após diafanização com ácido acético ou lactofenol de Amann, 21 nematóides foram desenhados em câmara clara. As larvas foram identificadas como Thynnascaris sp. (Nematoda: Anisakidae). Das 68 corvinas examinadas, 30 estavam infectadas por esses parasitos com uma prevalência de 44,1%. O número médio de parasitos por hospedeiro foi de 0 a 13,8 e a intensidade média, de 0 a 16. A análise estatística, de acordo com o Teste Exato de Fisher, mostrou que a sazonalidade foi dependente da pluviosidade e temperatura do ar.

Prevalence and histopathology of Neoechinorhynchus curemai Noronha, 1973 (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae) in Prochilodus lineatus Valenciennes, 1836 from Volta Grande Reservoir, MG, Brazil

O presente trabalho estudou a prevalência e a histopatologia de Neoechinorhynchus curemai Noronha, 1973 (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae) em curimbatá, Prochilodus lineatus Valenciennes, 1836. Dezoito peixes com comprimento total médio de 46,7 + 1,1 cm e peso médio de 1.674,8 + 75,6 g foram coletados com rede, bimestralmente, de dezembro de 1995 a dezembro de 1996 na usina hidrelétrica do Reservatório de Volta Grande (Cemig), Minas Gerais, Brasil. Dos peixes analisados, 15 estavam infectados com acantocéfalos no intestino (prevalência de 83,3%). A maior intensidade média ocorreu em agosto de 1996, com 66,5 (16 a 208) parasitos. A análise histopatológica revelou completa descamação do epitélio intestinal com severa hiperplasia e hipertrofia das células caliciformes. Observou-se, ainda, forte reação inflamatória na submucosa, deslocamento de feixes, associado a edemas, bem como infiltração mononuclear e eosinofílica.