Climate and human forcing of Alpine river flow

River flow in Alpine environments is likely to be highly sensitive to climate change because of the effects of warming upon snow and ice, and hence the intra-annual distribution of river runoff. It is also likely to be influenced strongly by human impacts both upon hydrology (e.g. flow abstraction) and river regulation. This paper compares the river flow and sediment flux of two Alpine drainage basins over the last 5 to 7 decades, one that is largely unimpacted by human activities, one strongly impacted by flow abstraction for hydroelectricity. The analysis shows that both river flow and sediment transport capacity are strongly dependent upon the effects of temperature and precipitation availability upon snow accumulation. As the latter tends to increase annual maximum flows, and given the non-linear form of most sediment transport laws, current warming trends may lead to increased sedimentation in Alpine rivers. However, extension to a system impacted upon by flow abstraction reveals the dominant effect that human activity can have upon river sedimentation but also how human response to sediment management has co-evolved with climate forcing to make disentangling the two very difficult.

Identifying the preferred subset of enzymatic profiles in nonlinear kinetic metabolic models via multiobjective global optimization and pareto filters

Optimization models in metabolic engineering and systems biology focus typically on optimizing a unique criterion, usually the synthesis rate of a metabolite of interest or the rate of growth. Connectivity and non-linear regulatory effects, however, make it necessary to consider multiple objectives in order to identify useful strategies that balance out different metabolic issues. This is a fundamental aspect, as optimization of maximum yield in a given condition may involve unrealistic values in other key processes. Due to the difficulties associated with detailed non-linear models, analysis using stoichiometric descriptions and linear optimization methods have become rather popular in systems biology. However, despite being useful, these approaches fail in capturing the intrinsic nonlinear nature of the underlying metabolic systems and the regulatory signals involved. Targeting more complex biological systems requires the application of global optimization methods to non-linear representations. In this work we address the multi-objective global optimization of metabolic networks that are described by a special class of models based on the power-law formalism: the generalized mass action (GMA) representation. Our goal is to develop global optimization methods capable of efficiently dealing with several biological criteria simultaneously. In order to overcome the numerical difficulties of dealing with multiple criteria in the optimization, we propose a heuristic approach based on the epsilon constraint method that reduces the computational burden of generating a set of Pareto optimal alternatives, each achieving a unique combination of objectives values. To facilitate the post-optimal analysis of these solutions and narrow down their number prior to being tested in the laboratory, we explore the use of Pareto filters that identify the preferred subset of enzymatic profiles. We demonstrate the usefulness of our approach by means of a case study that optimizes the ethanol production in the fermentation of Saccharomyces cerevisiae.

Base temperature and simulation model for nodes appearance in cape gooseberry (Physalis peruviana L.)

Data was analyzed on development of the solanaceen fruit crop Cape gooseberry to evaluate how well a classical thermal time model could describe node appearance in different environments. The data used in the analysis were obtained from experiments conducted in Colombia in open fields and greenhouse condition at two locations with different climate. An empirical, non linear segmented model was used to estimate the base temperature and to parameterize the model for simulation of node appearance vs. time. The base temperature (Tb) used to calculate the thermal time (TT, ºCd) for node appearance was estimated to be 6.29 ºC. The slope of the first linear segment was 0.023 nodes per TT and 0.008 for the second linear segment. The time at which the slope of node apperance changed was 1039.5 ºCd after transplanting, determined from a statistical analysis of model for the first segment. When these coefficients were used to predict node appearance at all locations, the model successfully fit the observed data (RSME=2.1), especially for the first segment where node appearance was more homogeneous than the second segment. More nodes were produced by plants grown under greenhouse conditions and minimum and maximum rates of node appearance rates were also higher.

Reliability of P-drive in occupational therapy following a short training session: A promising instrument measuring seniors' on-road driving competencies

Introduction Occupational therapists could play an important role in facilitating driving cessation for ageing drivers. This, however, requires an easy-to-learn, standardised on-road evaluation method. This study therefore investigates whether use of P-drive' could be reliably taught to occupational therapists via a short half-day training session. Method Using the English 26-item version of P-drive, two occupational therapists evaluated the driving ability of 24 home-dwelling drivers aged 70 years or over on a standardised on-road route. Experienced driving instructors' on-road, subjective evaluations were then compared with P-drive scores. Results Following a short half-day training session, P-drive was shown to have almost perfect between-rater reliability (ICC2,1=0.950, 95% CI 0.889 to 0.978). Reliability was stable across sessions including the training phase even if occupational therapists seemed to become slightly less severe in their ratings with experience. P-drive's score was related to the driving instructors' subjective evaluations of driving skills in a non-linear manner (R-2=0.445, p=0.021). Conclusion P-drive is a reliable instrument that can easily be taught to occupational therapists and implemented as a way of standardising the on-road driving test.

THE IMPACT OF ARCHITECTURAL DESIGN ON SOFTWARE DEVELOPMENT

Tässä työssä tutkitaan ohjelmistoarkkitehtuurisuunnitteluominaisuuksien vaikutusta erään client-server –arkkitehtuuriin perustuvan mobiilipalvelusovelluksen suunnittelu- ja toteutusaikaan. Kyseinen tutkimus perustuu reaalielämän projektiin, jonka kvalitatiivinen analyysi paljasti arkkitehtuurikompponenttien välisten kytkentöjen merkittävästi vaikuttavan projektin työmäärään. Työn päätavoite oli kvantitatiivisesti tutkia yllä mainitun havainnon oikeellisuus. Tavoitteen saavuttamiseksi suunniteltiin ohjelmistoarkkitehtuurisuunnittelun mittaristo kuvaamaan kyseisen järjestelmän alijärjestelmien arkkitehtuuria ja luotiin kaksi suunniteltua mittaristoa käyttävää, työmäärää (komponentin suunnittelu-, toteutus- ja testausaikojen summa) arvioivaa mallia, joista toinen on lineaarinen ja toinen epälineaarinen. Näiden mallien kertoimet sovitettiin optimoimalla niiden arvot epälineaarista gloobaalioptimointimenetelmää, differentiaalievoluutioalgoritmia, käyttäen, niin että mallien antamat arvot vastasivat parhaiten mitattua työmäärää sekä kaikilla ominaisuuksilla eli attribuuteilla että vain osalla niistä (yksi jätettiin vuorotellen pois). Kun arkkitehtuurikompenttien väliset kytkennät jätettiin malleista pois, mitattujen ja arvoitujen työmäärien välinen ero (ilmaistuna virheenä) kasvoi eräässä tapauksessa 367 % entisestä tarkoittaen sitä, että näin muodostettu malli vastasi toteutusaikoja huonosti annetulla ainestolla. Tämä oli suurin havaitu virhe kaikkien poisjätettyjen ominaisuuksien kesken. Saadun tuloksen perusteella päätettiin, että kyseisen järjestelmän toteutusajat ovat vahvasti riippuvaisia kytkentöjen määrästä, ja näin ollen kytkentöjen määrä oli mitä todennäköisemmin kaikista tärkein työmäärään vaikuttava tekijä tutkitun järjestelmän arkkitehtuurisuunnittelussa.

Effect of competitive situation and price on diffusion of mobile communications

Työn päätavoitteena oli selvittää hinnan ja kilpailutilanteen vaikutusta matkaviestinnän diffuusioon. Työn empiirinen osuus tarkasteli matkapuhelinliittymien hinnan vaikutusta liittymien diffuusioon sekä sitä, miten alan kilpailu on vaikuttanut matkaviestinnän hintatasoon. Työssä analysoitiin myös matkaviestinnän kilpailutilannetta Suomen markkinoilla. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin toissijaisista lähteistä, esimerkiksi EMC-tietokannasta. Tutkimus oli luonteeltaan kvantitatiivinen.Empiirisessä osassa käytetyt mallit oli muodostettu aikaisempien tutkimuksien perusteella. Regressioanalyysiä käytettiin arvioitaessa hinnan vaikutusta diffuusionopeuteen ja mahdollisten omaksujien määrään. Regressioanalyysissä sovellettiin ei-lineaarista mallia.Tutkimustulokset osoittivat, että tasaisesti laskevilla matkapuhelinliittymien sekä matkapuhelimien hinnoilla ei ole merkittävää vaikutusta matkaviestinnän diffuusioon. Myöskään kilpailutilanne ei ole vaikuttanut paljon matkaviestinnän yleiseen hintatasoon. Työn tulosten perusteella voitiin antaa myös muutamia toimenpide-ehdotuksia jatkotutkimuksia varten.

Forecasting tourism demand using consumer expectations

Abstract Purpose- There is a lack of studies on tourism demand forecasting that use non-linear models. The aim of this paper is to introduce consumer expectations in time-series models in order to analyse their usefulness to forecast tourism demand. Design/methodology/approach- The paper focuses on forecasting tourism demand in Catalonia for the four main visitor markets (France, the UK, Germany and Italy) combining qualitative information with quantitative models: autoregressive (AR), autoregressive integrated moving average (ARIMA), self-exciting threshold autoregressions (SETAR) and Markov switching regime (MKTAR) models. The forecasting performance of the different models is evaluated for different time horizons (one, two, three, six and 12 months). Findings- Although some differences are found between the results obtained for the different countries, when comparing the forecasting accuracy of the different techniques, ARIMA and Markov switching regime models outperform the rest of the models. In all cases, forecasts of arrivals show lower root mean square errors (RMSE) than forecasts of overnight stays. It is found that models with consumer expectations do not outperform benchmark models. These results are extensive to all time horizons analysed. Research limitations/implications- This study encourages the use of qualitative information and more advanced econometric techniques in order to improve tourism demand forecasting. Originality/value- This is the first study on tourism demand focusing specifically on Catalonia. To date, there have been no studies on tourism demand forecasting that use non-linear models such as self-exciting threshold autoregressions (SETAR) and Markov switching regime (MKTAR) models. This paper fills this gap and analyses forecasting performance at a regional level. Keywords Tourism, Forecasting, Consumers, Spain, Demand management Paper type Research paper

Predicting diffusion of innovations with self-organisation and machine learning

The main subject of this master's thesis was predicting diffusion of innovations. The prediction was done in a special case: product has been available in some countries, and based on its diffusion in those countries the prediction is done for other countries. The prediction was based on finding similar countries with Self-Organizing Map~(SOM), using parameters of countries. Parameters included various economical and social key figures. SOM was optimised for different products using two different methods: (a) by adding diffusion information of products to the country parameters, and (b) by weighting the country parameters based on their importance for the diffusion of different products. A novel method using Differential Evolution (DE) was developed to solve the latter, highly non-linear optimisation problem. Results were fairly good. The prediction method seems to be on a solid theoretical foundation. The results based on country data were good. Instead, optimisation for different products did not generally offer clear benefit, but in some cases the improvement was clearly noticeable. The weights found for the parameters of the countries with the developed SOM optimisation method were interesting, and most of them could be explained by properties of the products.

Modelling the curing process in magneto-sensitive polymers: Rate-dependence and shrinkage

This paper deals with a phenomenologically motivated magneto-viscoelastic coupled finite strain framework for simulating the curing process of polymers under the application of a coupled magneto-mechanical road. Magneto-sensitive polymers are prepared by mixing micron-sized ferromagnetic particles in uncured polymers. Application of a magnetic field during the curing process causes the particles to align and form chain-like structures lending an overall anisotropy to the material. The polymer curing is a viscoelastic complex process where a transformation from fluid. to solid occurs in the course of time. During curing, volume shrinkage also occurs due to the packing of polymer chains by chemical reactions. Such reactions impart a continuous change of magneto-mechanical properties that can be modelled by an appropriate constitutive relation where the temporal evolution of material parameters is considered. To model the shrinkage during curing, a magnetic-induction-dependent approach is proposed which is based on a multiplicative decomposition of the deformation gradient into a mechanical and a magnetic-induction-dependent volume shrinkage part. The proposed model obeys the relevant laws of thermodynamics. Numerical examples, based on a generalised Mooney-Rivlin energy function, are presented to demonstrate the model capacity in the case of a magneto-viscoelastically coupled load.

Kylmämuovattujen putkipalkkien X-liitosten äärikestävyyden ja jäykkyyden määrittäminen sekä materiaalimallin kehittäminen

Työssä on tutkittu elementtimenetelmän avulla kylmämuovattujen nelikulmaisten putkipalkkien materiaalimallin kehittämistä ja putkipalkkien X-liitosten jäykkyyden ja äärikestävyyden määrittämistä. Työn tavoitteena on tutkia kylmämuovauksen vaikutuksia putkipalkkiprofiilin materiaaliominaisuuksiin materiaalikokeiden ja elementtianalyysien avulla sekä kehittää putkipalkille anisotrooppista materiaalimallia. Työssä määritettyjä materiaalimalleja on sovellettu X-liitosten elementtimalleihin, joiden käyttäytymistä on verrattu äärikestävyyskokeiden tuloksiin. Tutkimuksen perusteella Eurocode 3:n mitoitusohjeita voidaan turvallisesti soveltaa kylmämuovattujen putkipalkkien X-liitosten laskennassa. Työssä tehtyjen materiaalikokeiden ja elementtianalyysien perusteella materiaalin anisotrooppisuuden vaikutus liitoksen kestävyyteen on vähäistä, ja putkipalkin pituussuuntaista materiaalimallia voidaan soveltaa myös kehäsuuntaisille materiaaliominaisuuksille. Materiaalikokeiden simulointi osoittaa, että elementtimenetelmää voidaan käyttää materiaalimallin määrittämisen apuvälineenä.

Tietämysperustainen aluenäkemys: Case Kanta-Häme

Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida alueellista kehitystä tietämysperustaisesta aluenäkemyksestä käsin Kanta-Hämeen maakunnassa. Tarkoituksena oli myös selvittää millaisia resursseja alueella on tai tulisi olla tulevaisuuden kestävää kilpailukykyä ajatellen. Tietämysperustaisen aluenäkemyksen mukaan kaikista alueella käytettävissä olevista resursseista alueen kestävän kilpailukyvyn lähteenä on tieto, erityisesti hiljainen tieto. Kirjallisuus korostaa myös innovaatioiden merkitystä kilpailukyvyn lähteenä. Työssä käytetystä näkökulmasta katsoen innovaatiot ovat epälineaarisia ja vuorovaikutteisia oppimisprosesseja, joissa sosiaaliset tekijät, kuten yhteistyö ja oppiminen ovat tärkeitä. Työn empiirinen osuus koostuu ryhmähaastatteluista ja yrityskyselystä. Ryhmähaastatteluja käytettiin alueen nykyisen teknotaloudellisen tilanteen ymmärtämiseksi. Ryhmä koostui viidestätoista alueen kehittäjäorganisaatioihin kuuluneesta toimijasta. Ryhmähaastattelujen perusteella yhteistyö, vuorovaikutus ja sosiaalinen pääoma olivat niiden tekijöiden joukossa, jotka vaikuttavat alueen pitkän aikavälin kehittämiseen. Ryhmähaastattelujen avulla oli myös mahdollista muodostaa joitakin ehdotuksia alueen kilpailukykyä koskevista kehittämisen edellytyksistä. Nämä ehdotukset täytyy testata tulevaisuudessa. Tarvitaan myös tarkempaa tutkimusta esimerkiksi sen ymmärtämiseksi, mitkä tekijät vaikuttavat sosiaalisen pääoman muotoutumiseen alueen eri toimijoiden välillä. Yrityskysely koostui 86 yrityksen tiedoista. Kysely toteutettiin kesällä 2004. Tuote- ja palveluinnovaatioilla ja innovaatiotoimintaan tehdyillä tutkimus- ja kehittämispanostuksilla mitaten alueen yrityksissä on innovaatiotoimintaa. Kyselyn perusteella oli myös mahdollista saada selville joitain yritysten innovaatioympäristön kannalta tärkeitä tekijöitä. Toisaalta eräät tulokset olivat osittain ristiriitaisia. Tämän vuoksi esimerkiksi alueen yritysten innovaatiokyvykkyyteen on lähitulevaisuudessa kiinnitettävä enemmän huomiota.

Web didáctica para la aproximación de funciones mediante redes neuronales

In this article we presents a project [1] developed to demonstrate the capability that Multi-Layer Perceptrons (MLP) have to approximate non-linear functions [2]. The simulation has been implemented in Java to be used in all the computers by Internet [3], with a simple operation and pleasant interface. The power of the simulations is in the possibility of the user of seeing the evolutions of the approaches, the contribution of each neuron, the control of the different parameters, etc. In addition, to guide the user during the simulation, an online help has been implemented.

On cumulant techniques in speech processing

This paper analyzes applications of cumulant analysis in speech processing. A special focus is made on different second-order statistics. A dominant role is played by an integral representation for cumulants by means of integrals involving cyclic products of kernels.

Improving Pitch Tracking Performance in Hard Noise Conditions by a Preprocessing Based on Mathematical Morphology

In this paper we show how a nonlinear preprocessing of speech signal -with high noise- based on morphological filters improves the performance of robust algorithms for pitch tracking (RAPT). This result happens for a very simple morphological filter. More sophisticated ones could even improve such results. Mathematical morphology is widely used in image processing and has a great amount of applications. Almost all its formulations derived in the two-dimensional framework are easily reformulated to be adapted to one-dimensional context