A Microdata Analysis Approach to Transport Infrastructure Maintenance

Maintenance of transport infrastructure assets is widely advocated as the key in minimizing current and future costs of the transportation network. While effective maintenance decisions are often a result of engineering skills and practical knowledge, efficient decisions must also account for the net result over an asset's life-cycle. One essential aspect in the long term perspective of transport infrastructure maintenance is to proactively estimate maintenance needs. In dealing with immediate maintenance actions, support tools that can prioritize potential maintenance candidates are important to obtain an efficient maintenance strategy. This dissertation consists of five individual research papers presenting a microdata analysis approach to transport infrastructure maintenance. Microdata analysis is a multidisciplinary field in which large quantities of data is collected, analyzed, and interpreted to improve decision-making. Increased access to transport infrastructure data enables a deeper understanding of causal effects and a possibility to make predictions of future outcomes. The microdata analysis approach covers the complete process from data collection to actual decisions and is therefore well suited for the task of improving efficiency in transport infrastructure maintenance. Statistical modeling was the selected analysis method in this dissertation and provided solutions to the different problems presented in each of the five papers. In Paper I, a time-to-event model was used to estimate remaining road pavement lifetimes in Sweden. In Paper II, an extension of the model in Paper I assessed the impact of latent variables on road lifetimes; displaying the sections in a road network that are weaker due to e.g. subsoil conditions or undetected heavy traffic. The study in Paper III incorporated a probabilistic parametric distribution as a representation of road lifetimes into an equation for the marginal cost of road wear. Differentiated road wear marginal costs for heavy and light vehicles are an important information basis for decisions regarding vehicle miles traveled (VMT) taxation policies. In Paper IV, a distribution based clustering method was used to distinguish between road segments that are deteriorating and road segments that have a stationary road condition. Within railway networks, temporary speed restrictions are often imposed because of maintenance and must be addressed in order to keep punctuality. The study in Paper V evaluated the empirical effect on running time of speed restrictions on a Norwegian railway line using a generalized linear mixed model.

Caractérisation clinique et par la tomographie d’émission par positrons quantitative du trouble de l’acquisition de la coordination

Résumé : Le trouble de l’acquisition de la coordination (TAC), d’étiologie encore indéterminée, est une anomalie neurologique affectant environ 6% des enfants de l'âge scolaire. Le TAC se manifeste essentiellement par un déficit au niveau des exécutions motrices. Le présent travail de recherche comporte deux volets portant sur le TAC. Premièrement, une étude clinique sur 129 sujets âgés de 4 à 18 ans a permis de classifier les caractéristiques du TAC en sous-groupes cliniques. Trente-trois caractéristiques du TAC, les plus fréquemment rapportées dans la littérature, ont été recensées chez nos sujets. L'application d'évaluations statistiques a permis de faire ressortir trois classes essentielles. Le deuxième volet consistait à identifier les régions cérébrales impliquées dans une tâche motrice à l'aide de l'imagerie par la tomographie d'émission par positrons (TEP). Deux sujets avec TAC et deux sujets normaux ont été étudiés en deux séances d'imagerie TEP dont l'une au repos et l'autre en tapotant du pouce sur les doigts de la main gauche non-dominante. Les analyses du premier volet ont montré, entre autres, que le TAC touchait 3.17 garçons pour une fille, que tous les sujets étaient lents, que 47% des sujets étaient gauchers ou ambidextres alors que seulement 10% sont gauchers dans la population générale, que 26% avaient une dyspraxie verbale, et que 83% avaient été diagnostiqués anxieux. Les sujets ont été classés en trois sous-groupes: 1- maladroits et autres caractéristiques, sans problème de langage; 2- trouble de l’estime de soi et relation avec les pairs; 3- difficulté de langage. En imagerie, les structures cérébrales ont été classées selon leur captation du 18F-fluorodesoxyglucose (FDG) dans les hémisphères droit et gauche, avant et après l'activation, et en comparaison avec les sujets normaux. Trois types de structures cérébrales sont ressortis avec les statistiques: des structures activées, celles relativement non sollicitées et des structures désactivées. Il y avait plus de variations dans la captation du FDG chez les sujets avec TAC que chez les normaux. En conclusion, la caractérisation des sujets avec TAC par le diagnostic clinique et par l'imagerie peut procurer un plan de thérapie adéquat et ciblé étant donné que le TAC a un large spectre et pourrait coexister avec d'autres déficits cérébraux.

Computational Models Development and Demand Response Application for Smart Grids

This paper focuses on computational models development and its applications on demand response, within smart grid scope. A prosumer model is presented and the corresponding economic dispatch problem solution is analyzed. The prosumer solar radiation production and energy consumption are forecasted by artificial neural networks. The existing demand response models are studied and a computational tool based on fuzzy clustering algorithm is developed and the results discussed. Consumer energy management applications within the InovGrid pilot project are presented. Computation systems are developed for the acquisition, monitoring, control and supervision of consumption data provided by smart meters, allowing the incorporation of consumer actions on their electrical energy management. An energy management system with integration of smart meters for energy consumers in a smart grid is developed.