Strategic Optimization Techniques For FRTU Deployment and Chip Physical Design

Combinatorial optimization is a complex engineering subject. Although formulation often depends on the nature of problems that differs from their setup, design, constraints, and implications, establishing a unifying framework is essential. This dissertation investigates the unique features of three important optimization problems that can span from small-scale design automation to large-scale power system planning: (1) Feeder remote terminal unit (FRTU) planning strategy by considering the cybersecurity of secondary distribution network in electrical distribution grid, (2) physical-level synthesis for microfluidic lab-on-a-chip, and (3) discrete gate sizing in very-large-scale integration (VLSI) circuit. First, an optimization technique by cross entropy is proposed to handle FRTU deployment in primary network considering cybersecurity of secondary distribution network. While it is constrained by monetary budget on the number of deployed FRTUs, the proposed algorithm identi?es pivotal locations of a distribution feeder to install the FRTUs in different time horizons. Then, multi-scale optimization techniques are proposed for digital micro?uidic lab-on-a-chip physical level synthesis. The proposed techniques handle the variation-aware lab-on-a-chip placement and routing co-design while satisfying all constraints, and considering contamination and defect. Last, the first fully polynomial time approximation scheme (FPTAS) is proposed for the delay driven discrete gate sizing problem, which explores the theoretical view since the existing works are heuristics with no performance guarantee. The intellectual contribution of the proposed methods establishes a novel paradigm bridging the gaps between professional communities.

Studies of CMS data access patterns with machine learning techniques

This thesis presents a study of the Grid data access patterns in distributed analysis in the CMS experiment at the LHC accelerator. This study ranges from the deep analysis of the historical patterns of access to the most relevant data types in CMS, to the exploitation of a supervised Machine Learning classification system to set-up a machinery able to eventually predict future data access patterns - i.e. the so-called dataset “popularity” of the CMS datasets on the Grid - with focus on specific data types. All the CMS workflows run on the Worldwide LHC Computing Grid (WCG) computing centers (Tiers), and in particular the distributed analysis systems sustains hundreds of users and applications submitted every day. These applications (or “jobs”) access different data types hosted on disk storage systems at a large set of WLCG Tiers. The detailed study of how this data is accessed, in terms of data types, hosting Tiers, and different time periods, allows to gain precious insight on storage occupancy over time and different access patterns, and ultimately to extract suggested actions based on this information (e.g. targetted disk clean-up and/or data replication). In this sense, the application of Machine Learning techniques allows to learn from past data and to gain predictability potential for the future CMS data access patterns. Chapter 1 provides an introduction to High Energy Physics at the LHC. Chapter 2 describes the CMS Computing Model, with special focus on the data management sector, also discussing the concept of dataset popularity. Chapter 3 describes the study of CMS data access patterns with different depth levels. Chapter 4 offers a brief introduction to basic machine learning concepts and gives an introduction to its application in CMS and discuss the results obtained by using this approach in the context of this thesis.

Assessment of the sensitivity and specificity of serological (IFAT) and molecular (direct PCR) techniques for diagnosis of leishmaniasis in lagomorphs using a Bayesian approach

Leishmaniasis, caused by Leishmania infantum, is a vector-borne zoonotic disease that is endemic to the Mediterranean basin. The potential of rabbits and hares to serve as competent reservoirs for the disease has recently been demonstrated, although assessment of the importance of their role on disease dynamics is hampered by the absence of quantitative knowledge on the accuracy of diagnostic techniques in these species. A Bayesian latent-class model was used here to estimate the sensitivity and specificity of the Immuno-fluorescence antibody test (IFAT) in serum and a Leishmania-nested PCR (Ln-PCR) in skin for samples collected from 217 rabbits and 70 hares from two different populations in the region of Madrid, Spain. A two-population model, assuming conditional independence between test results and incorporating prior information on the performance of the tests in other animal species obtained from the literature, was used. Two alternative cut-off values were assumed for the interpretation of the IFAT results: 1/50 for conservative and 1/25 for sensitive interpretation. Results suggest that sensitivity and specificity of the IFAT were around 70–80%, whereas the Ln-PCR was highly specific (96%) but had a limited sensitivity (28.9% applying the conservative interpretation and 21.3% with the sensitive one). Prevalence was higher in the rabbit population (50.5% and 72.6%, for the conservative and sensitive interpretation, respectively) than in hares (6.7% and 13.2%). Our results demonstrate that the IFAT may be a useful screening tool for diagnosis of leishmaniasis in rabbits and hares. These results will help to design and implement surveillance programmes in wild species, with the ultimate objective of early detecting and preventing incursions of the disease into domestic and human populations.

¬FISH DISTRIBUTIONS IN LAKE ONTARIO’S EASTERN BASIN AND THE UPPER ST. LAWRENCE RIVER: AN ANALYSIS USING GIS AND OCCUPANCY MODELLING TECHNIQUES

Predictive models of species distributions are important tools for fisheries management. Unfortunately, these predictive models can be difficult to perform on large waterbodies where fish are difficult to detect and exhaustive sampling is not possible. In recent years the development of Geographic Information Systems (GIS) and new occupancy modelling techniques has improved our ability to predict distributions across landscapes as well as account for imperfect detection. I surveyed the nearshore fish community at 105 sites between Kingston, Ontario and Rockport, Ontario with the objective of modelling geographic and environmental characteristics associated with littoral fish distributions. Occupancy modelling was performed on Round Goby, Yellow perch, and Lepomis spp. Modelling with geographic and environmental covariates revealed the effect of shoreline exposure on nearshore habitat characteristics and the occupancy of Round Goby. Yellow Perch, and Lepomis spp. occupancy was most strongly associated negatively with distance to a wetland. These results are consistent with past research on large lake systems indicate the importance of wetlands and shoreline exposure in determining the fish community of the littoral zone. By examining 3 species with varying rates of occupancy and detection, this study was also able to demonstrate the variable utility of occupancy modelling.

Floating wave energy converters: wave measurement & analysis techniques

The wave energy industry is entering a new phase of pre-commercial and commercial deployments of full-scale devices, so better understanding of seaway variability is critical to the successful operation of devices. The response of Wave Energy Converters to incident waves govern their operational performance and for many devices, this is highly dependent on spectral shape due to their resonant properties. Various methods of wave measurement are presented, along with analysis techniques and empirical models. Resource assessments, device performance predictions and monitoring of operational devices will often be based on summary statistics and assume a standard spectral shape such as Pierson-Moskowitz or JONSWAP. Furthermore, these are typically derived from the closest available wave data, frequently separated from the site on scales in the order of 1km. Therefore, variability of seaways from standard spectral shapes and spatial inconsistency between the measurement point and the device site will cause inaccuracies in the performance assessment. This thesis categorises time and frequency domain analysis techniques that can be used to identify changes in a sea state from record to record. Device specific issues such as dimensional scaling of sea states and power output are discussed along with potential differences that arise in estimated and actual output power of a WEC due to spectral shape variation. This is investigated using measured data from various phases of device development.

Modelling and predictive control techniques for building heating systems

Model predictive control (MPC) has often been referred to in literature as a potential method for more efficient control of building heating systems. Though a significant performance improvement can be achieved with an MPC strategy, the complexity introduced to the commissioning of the system is often prohibitive. Models are required which can capture the thermodynamic properties of the building with sufficient accuracy for meaningful predictions to be made. Furthermore, a large number of tuning weights may need to be determined to achieve a desired performance. For MPC to become a practicable alternative, these issues must be addressed. Acknowledging the impact of the external environment as well as the interaction of occupants on the thermal behaviour of the building, in this work, techniques have been developed for deriving building models from data in which large, unmeasured disturbances are present. A spatio-temporal filtering process was introduced to determine estimates of the disturbances from measured data, which were then incorporated with metaheuristic search techniques to derive high-order simulation models, capable of replicating the thermal dynamics of a building. While a high-order simulation model allowed for control strategies to be analysed and compared, low-order models were required for use within the MPC strategy itself. The disturbance estimation techniques were adapted for use with system-identification methods to derive such models. MPC formulations were then derived to enable a more straightforward commissioning process and implemented in a validated simulation platform. A prioritised-objective strategy was developed which allowed for the tuning parameters typically associated with an MPC cost function to be omitted from the formulation by separation of the conflicting requirements of comfort satisfaction and energy reduction within a lexicographic framework. The improved ability of the formulation to be set-up and reconfigured in faulted conditions was shown.

Theory and optimisation of 1.3 and 1.55 μm (Al)InGaAs metamorphic quantum well lasers

The use of InGaAs metamorphic buffer layers (MBLs) to facilitate the growth of lattice-mismatched heterostructures constitutes an attractive approach to developing long-wavelength semiconductor lasers on GaAs substrates, since they offer the improved carrier and optical confinement associated with GaAs-based materials. We present a theoretical study of GaAs-based 1.3 and 1.55 μm (Al)InGaAs quantum well (QW) lasers grown on InGaAs MBLs. We demonstrate that optimised 1.3 μm metamorphic devices offer low threshold current densities and high differential gain, which compare favourably with InP-based devices. Overall, our analysis highlights and quantifies the potential of metamorphic QWs for the development of GaAs-based long-wavelength semiconductor lasers, and also provides guidelines for the design of optimised devices.

Efeitos da aplicação do EDIC na função cardiorrespiratória em 3 grupos específicos de crianças

Projeto de Graduação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Licenciada em Fisioterapia

Fresh Techniques: Getting ready to use hip hop in the classroom

A workbook-style reflection exercise prompts readers to consider potential uses of hip-hop in their own library instruction in a culturally responsive manner.

Experimentation of mitigation techniques to reduce the effects of permafrost degradation on transportation infrastructures at Beaver Creek experimental road site, Alaska Highway, Yukon

Les méthodes de design et de construction des routes développés dans le sud canadien ont maintenant besoin d’être adaptés aux environnements nordiques du pays afin de prévenir le dégel dramatique du pergélisol lors de la construction d’une nouvelle route. De plus, le réchauffement climatique occasionne présentement d’importants problèmes de stabilité des sols dans le nord canadien. Ces facteurs causent des pertes importantes au niveau des capacités fonctionnelles et structurales de l’Alaska Highway au Yukon sur un segment de plus de 200 km situé entre le village de Destruction Bay et la frontière de l’Alaska. Afin de trouver des solutions rentables à long terme, le ministère du transport du Yukon (en collaboration avec le Federal Highway Administration du gouvernement américain, Transports Canada, l’Université Laval, l’Université de Montréal et l’Alaska University transportation Center) a mis en place 12 sections d’essais de 50 mètres de longueur sur l’autoroute de l’Alaska près de Beaver Creek en 2008. Ces différentes sections d’essais ont été conçues pour évaluer une ou plusieurs méthodes combinées de stabilisation thermique telles que le drain thermique, le remblai à convection d’air, le pare-neige / pare-soleil, le remblai couvert de matières organiques, les drains longitudinaux, le déblaiement de la neige sur les pentes et la surface réfléchissante. Les objectifs spécifiques de la recherche sont 1) d’établir les régimes thermiques et les flux de chaleur dans chacune des sections pour les 3 premières années de fonctionnement ; 2) de documenter les facteurs pouvant favoriser ou nuire à l’efficacité des systèmes de protection et ; 3) de déterminer le rapport coûts/bénéfices à long terme pour chacune des techniques utilisées. Pour ce faire, une nouvelle méthode d’analyse, basée sur la mesure de flux d’extraction de chaleur Hx et d’induction Hi à l’interface entre le remblai et le sol naturel, a été utilisée dans cette étude. Certaines techniques de protection du pergélisol démontrent un bon potentiel durant leurs 3 premières années de fonctionnement. C’est le cas pour le remblai à convection d’air non-couvert, le remblai à convection d’air pleine largeur, les drains longitudinaux, le pare-soleil / pare-neige et la surface réfléchissante. Malheureusement, des problèmes dans l’installation des drains thermiques ont empêché une évaluation complète de leur efficacité.

L’enseignement et l’évaluation des attitudes dans le programme collégial Techniques de travail social

La présente recherche s’intéresse à l’enseignement et à l’évaluation des attitudes au collégial, dans les départements Techniques de travail social des cégeps francophones. Le développement des attitudes essentielles à l’exercice de la profession de technicienne et de technicien en travail social est un aspect important de la formation et constitue une dimension difficile à enseigner et à évaluer. Les attitudes font l’objet de discussions et de réflexions au sein des départements parce que tous s’entendent sur leur importance dans la formation. Par contre, dans quelle mesure les enseignantes et enseignants du programme Techniques de travail social adoptent-ils des stratégies d’enseignement et d’évaluation visant l’acquisition des attitudes nécessaires à la profession de technicienne et technicien en travail social? Afin de répondre à cette question, notre projet de recherche vise l’atteinte des quatre objectifs suivants: 1. Identifier les attitudes enseignées aux étudiantes et aux étudiants dans le programme Techniques de travail social; 2. Identifier les attitudes évaluées par les enseignantes et les enseignants du programme Techniques de travail social; 3. Identifier les stratégies d’enseignement des attitudes ; 4. Identifier les moyens utilisés pour évaluer les attitudes. Une recherche quantitative de type descriptive a été privilégiée afin de réaliser cette recherche. Les enseignantes et les enseignants des départements Techniques de travail social des cégeps francophones ont été sollicités afin de répondre à un questionnaire portant sur l’enseignement et l’évaluation des attitudes dans leur discipline. Nous avons recueilli des données provenant de 47 questionnaires complétés par les participantes et les participants. L’analyse des données recueillies permettra de recueillir des informations concernant les attitudes enseignées et évaluées, les stratégies d’enseignement privilégiées et les moyens utilisés pour les évaluer. Cette recherche permet de cibler certaines attitudes enseignées dans le programme de travail social. Les résultats suscitent également des questionnements quant à la signification donnée à ces attitudes. Cette recherche permet également de connaître les méthodes d’enseignement préconisées et les moyens pour évaluer les attitudes. Cette recherche ne vise pas à généraliser ces résultats, mais elle permet de tracer un portrait global des pratiques d’enseignement et d’évaluation des attitudes dans le domaine du travail social.

Utilisation d’une carte conceptuelle pour développer la pensée critique de stagiaires en techniques d’hygiène dentaire au collégial

Le programme d’hygiène dentaire a été implanté au Québec au début des années soixante-dix, la profession d’hygiéniste dentaire est donc relativement jeune. Toutefois, elle ne cesse de se développer et le nombre d’hygiénistes dentaires d’accroître; le tableau de l’Ordre des hygiénistes dentaires du Québec atteindra bientôt six mille membres (Ordre des hygiénistes dentaires du Québec, 2014). La prévention est désormais partie intégrante de notre système de santé et il est démontré que la santé dentaire va de pair avec la santé générale. Par conséquent, la prévention interpelle l’exercice d’une pensée critique. Avec la modernité et la diversité des équipements, l’évolution des sciences de la santé et de la dentisterie ont favorisé une augmentation des responsabilités des hygiénistes dentaires. Puisque la profession évolue, le programme d’enseignement des techniques d’hygiène dentaire s’adapte en parallèle aux besoins du marché du travail afin que les diplômées et les diplômés soient pleinement aptes à exercer leur profession, dans les diverses avenues de la santé dentaire. Dans ce contexte, les hygiénistes dentaires doivent faire preuve d’un jugement clinique aiguisé et de pensée critique dans leur pratique auprès d’une clientèle de plus en plus diversifiée. Le présent essai traite du développement de la pensée critique chez les étudiantes et les étudiants en hygiène dentaire au collégial. Une recension d’écrits nous a permis, entre autres, de constater l’efficacité de certaines stratégies pédagogiques dans le développement de la pensée critique. L’expérimentation consiste à valider l’utilisation d’une stratégie pédagogique relative à l’emploi de cartes conceptuelles pour élaborer le plan d’intervention en hygiène dentaire auprès de la clientèle de la clinique d’hygiène dentaire, par des stagiaires du cégep Édouard-Montpetit en techniques d’hygiène dentaire. Notre question générale de recherche se pose ainsi : en quoi l’élaboration et l’interprétation de cartes conceptuelles permettent-elles de favoriser des aptitudes de pensée critique chez les stagiaires en hygiène dentaire? La recension d’écrits nous a permis de retenir deux modèles de pensée critique; le modèle de pratique en hygiène dentaire (Darby et Walsh, 2010) et le modèle de pensée critique en soins infirmiers de Kataoka-Yahiro et Saylor (1994). Nous avons intégré une partie du second modèle au premier, puis avons formulé nos trois objectifs de recherche qui consistent à : 1. Vérifier l’appréciation de stagiaires de la stratégie pédagogique représentant le plan d’intervention en hygiène dentaire sous forme de carte conceptuelle auprès de la clientèle en stage clinique. 2. Identifier les perceptions de stagiaires de l’exercice de leur pensée critique à partir des plans d’interventions en hygiène dentaire qu’elles présentent sous forme de cartes conceptuelles. 3. Évaluer la pratique de la pensée critique exercée par les stagiaires lors de la réalisation de leurs plans d’intervention en hygiène dentaire sous forme de cartes conceptuelles. Nos objectifs de recherche ont orienté notre choix méthodologique vers la recherche développement. Nous avons effectivement conçu une stratégie pédagogique représentant le plan d’intervention en hygiène dentaire sous forme d’une carte conceptuelle. Nous avons privilégié une approche méthodologique mixte en recueillant des données quantitatives et des données qualitatives. Ces données ont été recueillies à partir d’un questionnaire d’appréciation, d’entrevues semi-dirigées, d’un journal de bord et des observations directes relevées en stage clinique incluant l’analyse des plans d’interventions complétés par les participantes. L’analyse et l’interprétation des résultats nous ont permis de constater l’efficacité de la stratégie pédagogique des cartes conceptuelles pour favoriser la pensée critique, dans le contexte de notre expérimentation. Nous avons tiré la conclusion que le plan d’intervention en hygiène dentaire sous forme de carte conceptuelle a favorisé chez les stagiaires participantes l’établissement de liens plus pertinents par rapport aux données cliniques des clientes et clients traités. Il s’est avéré efficace dans l’organisation de leurs connaissances et leur a permis de développer des attitudes et des normes intellectuelles de pensée critique. De plus, il leur a permis de développer certaines compétences nationales à travers le modèle de pratique en hygiène dentaire. La pensée critique implique entre autres, des attitudes et des normes intellectuelles dans un processus de réflexion qui se veut approfondi. Elle permet de prendre des décisions éclairées, favorisant un jugement adapté à chaque situation clinique. Puisque l’utilisation de cartes conceptuelles favorise la pensée critique, la perspective de les intégrer dans le processus d’apprentissage pédagogique serait bénéfique. Cela dit, leur intégration dans les milieux professionnels serait aussi à considérer, dans la mesure où elles favorisent un processus de réflexion centré sur le client dans le but de lui rendre les meilleurs services possibles.

Discrepancies in HLA Typing by PCR-SSOP and SBT Techniques: a case study

Six hundred twenty-one samples from Portugal, the Cabo Verde archipelago, and Guinea-Bissau were typed for HLA-A, HLA-B, and HLADRB1usingthepolymerasechainreaction–sequence-specificoligonucleotide probe (PCR-SSOP) method and the sequence-based typing (SBT) method to characterizeandcomparediscrepanciesbetweenthetwomethods.Fifty-three alleles (4.27% of 1,242 chromosomes typed) identified by the PCR-SSOP method were not concordant with the results obtained using the SBT method. Thirty-four (2.74% of total chromosomes typed) PCR-SSOP mistyping results were discrepancies inside the same allele group and 19 others (1.53% of total chromosomes typed) were relative to nonconcordant results between different groups. PCR-SSOP allele mistyping is the result of interpretation difficulties resulting from less intense, absent, or dubious hybridization patterns. Noncommercial PCR-SSOP procedures are highly exigent on the technicians’ experience and the availability of properly calibrated high-precision equipment.

L’ingénieur et le patrimoine. Savoirs techniques, amenagement du teritoire et mutation du paysage

Le présent volume est l’aboutissement éditorial d’un travail sur les patrimoines de l’ingénierie qui s’était initialement concrétisé par la journée d’études internationale du 6 juillet 2012, à l’Université de Paris I Panthéon-Sorbonne. Cette journée a été organisée dans le cadre des activités des jeunes chercheurs et doctorants du master Erasmus Mundus TPTI, c’est-à-dire « Techniques, patrimoine, territoires de l’industrie », qui réunit un consortium universitaire international autour de ces questions, en offrant d’intéressantes opportunités d’échanges aux jeunes chercheurs. Les grands ouvrages de génie civil ont eu d’importantes conséquences paysagères et sociales. La mutation du paysage est aussi en lien direct avec la mise en place des grands systèmes techniques et avec l’aménagement des territoires de l’industrie. Ce patrimoine technique suscite un intérêt croissant. Le présent volume interroge les questions de sa protection, sa préservation et de sa valorisation.

Influence of mini-Percoll techniques in sperm capacitation and plasma membrane integrity of ram frozen-thawed sperm.

2016