Estimation Models for Nonuniformly Sampled Signals–Application to Multiple Delay Estimation

This letter presents a method to model propagation channels for estimation, in which the sampling scheme can be arbitrary. Additionally, the method yields accurate models, with a size that converges to the channel duration, measured in Nyquist periods. It can be viewed as an improvement on the usual discretization based on regular sampling at the Nyquist rate. The method is introduced in the context of multiple delay estimation using the MUSIC estimator, and is assessed through a numerical example.

SOA-Based Model for Value-Added ITS Services Delivery

Integration is currently a key factor in intelligent transportation systems (ITS), especially because of the ever increasing service demands originating from the ITS industry and ITS users. The current ITS landscape is made up of multiple technologies that are tightly coupled, and its interoperability is extremely low, which limits ITS services generation. Given this fact, novel information technologies (IT) based on the service-oriented architecture (SOA) paradigm have begun to introduce new ways to address this problem. The SOA paradigm allows the construction of loosely coupled distributed systems that can help to integrate the heterogeneous systems that are part of ITS. In this paper, we focus on developing an SOA-based model for integrating information technologies (IT) into ITS to achieve ITS service delivery. To develop our model, the ITS technologies and services involved were identified, catalogued, and decoupled. In doing so, we applied our SOA-based model to integrate all of the ITS technologies and services, ranging from the lowest-level technical components, such as roadside unit as a service (RS S), to the most abstract ITS services that will be offered to ITS users (value-added services). To validate our model, a functionality case study that included all of the components of our model was designed.

Three-dimensional planar model estimation using multi-constraint knowledge based on k-means and RANSAC

Plane model extraction from three-dimensional point clouds is a necessary step in many different applications such as planar object reconstruction, indoor mapping and indoor localization. Different RANdom SAmple Consensus (RANSAC)-based methods have been proposed for this purpose in recent years. In this study, we propose a novel method-based on RANSAC called Multiplane Model Estimation, which can estimate multiple plane models simultaneously from a noisy point cloud using the knowledge extracted from a scene (or an object) in order to reconstruct it accurately. This method comprises two steps: first, it clusters the data into planar faces that preserve some constraints defined by knowledge related to the object (e.g., the angles between faces); and second, the models of the planes are estimated based on these data using a novel multi-constraint RANSAC. We performed experiments in the clustering and RANSAC stages, which showed that the proposed method performed better than state-of-the-art methods.

3D model reconstruction using neural gas accelerated on GPU

In this work, we propose the use of the neural gas (NG), a neural network that uses an unsupervised Competitive Hebbian Learning (CHL) rule, to develop a reverse engineering process. This is a simple and accurate method to reconstruct objects from point clouds obtained from multiple overlapping views using low-cost sensors. In contrast to other methods that may need several stages that include downsampling, noise filtering and many other tasks, the NG automatically obtains the 3D model of the scanned objects. To demonstrate the validity of our proposal we tested our method with several models and performed a study of the neural network parameterization computing the quality of representation and also comparing results with other neural methods like growing neural gas and Kohonen maps or classical methods like Voxel Grid. We also reconstructed models acquired by low cost sensors that can be used in virtual and augmented reality environments for redesign or manipulation purposes. Since the NG algorithm has a strong computational cost we propose its acceleration. We have redesigned and implemented the NG learning algorithm to fit it onto Graphics Processing Units using CUDA. A speed-up of 180× faster is obtained compared to the sequential CPU version.

An Ecological Model for Predicting Behaviour of Mediterranean Shrublands

In order to build dynamic models for prediction and management of degraded Mediterranean forest areas was necessary to build MARIOLA model, which is a calculation computer program. This model includes the following subprograms. 1) bioshrub program, which calculates total, green and woody shrubs biomass and it establishes the time differences to calculate the growth. 2) selego program, which builds the flow equations from the experimental data. It is based on advanced procedures of statistical multiple regression. 3) VEGETATION program, which solves the state equations with Euler or Runge-Kutta integration methods. Each one of these subprograms can act as independent or as linked programs.

A three-stage DEA model to evaluate learning-teaching technical efficiency: Key performance indicators and contextual variables

This study evaluates the technical efficiency of the learning-teaching process in higher education using a three-stage procedure that offers advances in comparison to previous studies and improves the quality of the results. First, it utilizes a multiple stage Data Envelopment Analysis (DEA) with contextual variables. Second, the levels of super efficiency are calculated in order to prioritize the efficiency units. And finally, through sensitivity analysis, the contribution of each key performance indicator (KPI) is established with respect to the efficiency levels without omission of variables. The analytical data was collected from a survey completed by 633 tourism students during the 2011/12, 2012/13 and 2013/14 academic course years. The results suggest that level of satisfaction with the course, diversity of materials and satisfaction with the teacher were the most important factors affecting teaching performance. Furthermore, the effect of the contextual variables was found to be significant.

Testing a new Free Core Nutation empirical model

The Free Core Nutation (FCN) is a free mode of the Earth's rotation caused by the different material characteristics of the Earth's core and mantle. This causes the rotational axes of those layers to slightly diverge from each other, resulting in a wobble of the Earth's rotation axis comparable to nutations. In this paper we focus on estimating empirical FCN models using the observed nutations derived from the VLBI sessions between 1993 and 2013. Assuming a fixed value for the oscillation period, the time-variable amplitudes and phases are estimated by means of multiple sliding window analyses. The effects of using different a priori Earth Rotation Parameters (ERP) in the derivation of models are also addressed. The optimal choice of the fundamental parameters of the model, namely the window width and step-size of its shift, is searched by performing a thorough experimental analysis using real data. The former analyses lead to the derivation of a model with a temporal resolution higher than the one used in the models currently available, with a sliding window reduced to 400 days and a day-by-day shift. It is shown that this new model increases the accuracy of the modeling of the observed Earth's rotation. Besides, empirical models determined from USNO Finals as a priori ERP present a slightly lower Weighted Root Mean Square (WRMS) of residuals than IERS 08 C04 along the whole period of VLBI observations, according to our computations. The model is also validated through comparisons with other recognized models. The level of agreement among them is satisfactory. Let us remark that our estimates give rise to the lowest residuals and seem to reproduce the FCN signal in more detail.

Optimization of test and maintenance of ageing components consisting of multiple items and addressing effectiveness

There are many models in the literature that have been proposed in the last decades aimed at assessing the reliability, availability and maintainability (RAM) of safety equipment, many of them with a focus on their use to assess the risk level of a technological system or to search for appropriate design and/or surveillance and maintenance policies in order to assure that an optimum level of RAM of safety systems is kept during all the plant operational life. This paper proposes a new approach for RAM modelling that accounts for equipment ageing and maintenance and testing effectiveness of equipment consisting of multiple items in an integrated manner. This model is then used to perform the simultaneous optimization of testing and maintenance for ageing equipment consisting of multiple items. An example of application is provided, which considers a simplified High Pressure Injection System (HPIS) of a typical Power Water Reactor (PWR). Basically, this system consists of motor driven pumps (MDP) and motor operated valves (MOV), where both types of components consists of two items each. These components present different failure and cause modes and behaviours, and they also undertake complex test and maintenance activities depending on the item involved. The results of the example of application demonstrate that the optimization algorithm provide the best solutions when the optimization problem is formulated and solved considering full flexibility in the implementation of testing and maintenance activities taking part of such an integrated RAM model.

Modularisation épistatique des loci à trait quantitatif associés à la pression artérielle et identification de gènes candidats pour l’hypertension

Problématique: L’hypertension artérielle essentielle, facteur de risque majeur dans le développement des maladies cardiovasculaires, est un trait multigénique complexe dont les connaissances sur le déterminisme génétique nécessitent d’être approfondies. De nombreux loci à trait quantitatif (QTLs); soit des gènes responsables de faire varier la pression artérielle (PA), ont été identifiés chez l’humain et le modèle animal. Cependant, le mystère plane encore sur la façon dont ces gènes fonctionnent ensemble pour réguler la PA. Hypothèse et objectif: Plutôt qu’une addition de QTLs ayant chacun une action infinitésimale sur la PA, une interaction épistatique entre les gènes serait responsable du phénotype hypertendu. Ainsi, l’étude de cette épistasie entre les gènes impliqués, directement ou indirectement, dans l’homéostasie de la PA nous permettrait d’explorer de nouvelles voies de régulation moléculaire en cause dans cette maladie. Méthodes: Via la réalisation de souches congéniques de rats, où un segment chromosomique provenant d’une souche receveuse hypertendue (Dahl Salt Sensitive, SS/Jr) est remplacé par son homologue provenant d’une souche donneuse normotendue (Lewis, LEW), des QTLs peuvent être mis en évidence. Dans ce contexte, la combinaison de QTLs via la création de doubles ou multiples congéniques constitue la première démonstration fonctionnelle des interactions intergéniques. Résultats: Vingt-sept combinaisons au total nous ont menés à l’appréciation d’une modularisation des QTLs. Ces derniers ont été catégorisés selon deux principaux modules épistatiques (EMs) où les QTLs appartenant à un même EM sont épistatiques entre eux et participent à une même voie régulatrice. Les EMs/cascades agissent alors en parallèle pour réguler la PA. Grâce à l’existence de QTLs ayant des effets opposés sur la PA, nous avons pu établir l’ordre hiérarchique entre trois paires de QTLs. Cependant, lorsque cette suite régulatrice ne peut être déterminée, d’autres approches sont nécessaires. Nos travaux nous ont mené à l’identification d’un QTL situé sur le chromosome 16 du rat (C16QTL), appartenant au EM1 et qui révélerait une nouvelle voie de l’homéostasie de la PA. Le gène retinoblastoma-associated protein 140 (Rap140)/family with sequence similarity 208 member A (Fam208a), présentant une mutation non synonyme entre SS/Jr et LEW est le gène candidat le plus plausible pour représenter C16QTL. Celui-ci code pour un facteur de transcription et semblerait influencer l’expression de Solute carrier family 7 (cationic amino acid transporter, y+ system) member 12 (Slc7a12), spécifiquement et significativement sous exprimé dans les reins de la souche congénique portant C16QTL par rapport à la souche SS/Jr. Rap140/Fam208a agirait comme un inhibiteur de la transcription de Slc7a12 menant à une diminution de la pression chez Lewis. Conclusions: L’architecture complexe de la régulation de la PA se dévoile mettant en scène de nouveaux acteurs, pour la plupart inconnus pour leur implication dans la PA. L’étude de la nouvelle voie de signalisation Rap140/Fam208a - Slc7a12 nous permettra d’approfondir nos connaissances quant à l’homéostasie de la pression artérielle et de l’hypertension chez SS/Jr. À long terme, de nouveaux traitements anti-hypertenseurs, ciblant plus d’une voie de régulation à la fois, pourraient voir le jour.

Émergence des comportements de leadership transformationnel : examen de l’apport d’une approche basée sur les composites de personnalité et d’une perspective interactionniste

Comprendre ce qui amène un leader à émettre des comportements de leadership transformationnel fascine les chercheurs et praticiens depuis plusieurs années (Bommer, Rubin, & Baldwin, 2004; Bono & Judge, 2004; Shamir & Howell, 1999 ; Stogdill, 1948; Yukl, 1999). Or, jusqu’à présent, ces facteurs sont encore bien peu étudiés et compris comparativement aux conséquences de ce style de leadership. Dans cette lignée, la présente thèse répond à différents enjeux soulevés par les auteurs à ce sujet (Dinh & Lord, 2012; Zaccaro, 2007) en cherchant à préciser le rôle joué par différents antécédents individuels et contextuels du leadership transformationnel. Cet objectif sera poursuivi par l’adoption d’une perspective interactionniste qui intègre des antécédents de personnalité et de contexte ainsi par l’évaluation de la personnalité à l’aide d’une modélisation de la personnalité orientée vers le critère à prédire (variable composite). La présente thèse est composée de trois articles poursuivant les objectifs suivant : 1) Effectuer une synthèse de la littérature empirique portant sur les antécédents individuels et contextuels du leadership transformationnel; 2) Vérifier les liens empiriques entre la personnalité mesurée à l’aide de variables composites, plus précisément le modèle des Great Eight de Bartram (2005), et le leadership transformationnel; 3) Tester empiriquement l’effet d’interaction entre les variables de personnalité et les variables contextuelles pour prédire le leadership transformationnel. Le premier article vise d’abord à circonscrire et organiser les connaissances empiriques actuelles provenant d’une quarantaine d’articles concernant les antécédents du leadership transformationnel. L’article s’organise en trois thèmes principaux : les antécédents individuels de personnalité, les antécédents contextuels et l’étude des interactions entre le volet individuel et contextuel. Plusieurs constats et pistes de recherches sont discutés et mettent la table pour les deux articles subséquents. Ainsi, le second article s’intéresse au potentiel explicatif d’un modèle de personnalité orienté vers le critère pour prédire le leadership. Plus spécifiquement, le modèle des Great Eight proposé par Bartram (2005) est mis en relation avec les comportements de leadership transformationnel et de récompense contingente. Les résultats, obtenus auprès de 113 gestionnaires et de leurs 799 subordonnés, donnent peu d’appui à la valeur ajoutée du modèle utilisé, mais indiquent que certaines tendances de personnalité sont associées au leadership. Des analyses supplémentaires permettent de nuancer la compréhension des effets observés dans la documentation scientifique et offrent quelques pistes de groupements de traits pouvant prédire les différents comportements de leadership. Le troisième article s’inspire de la théorie de l’activation des traits (Tett & Burnett, 2003) pour vérifier l’effet combiné de la personnalité du gestionnaire et du contexte dans lequel il évolue en vue de prédire le leadership transformationnel. Les résultats (ngestionnaires = 89; nsubordonnés = 643) n’offrent qu’un appui modéré au rationnel sous-jacent du modèle de l’activation des traits. Toutefois, il en ressort que l’aspect relationnel du gestionnaire (opérationnalisé par le composite de personnalité « soutien et coopération ») est associé à l’émergence du leadership transformationnel uniquement lorsque les facteurs contextuels (considération organisationnelle, latitude décisionnelle) sont perçus positivement par le gestionnaire. L’étude permet donc d’éclaircir une part de la variabilité observée dans les études antérieures concernant la tendance relationnelle du gestionnaire, en soulignant sa sensibilité à des facteurs contextuels positifs.

Evolutionary history of the recruitment of conserved developmental genes in association to the formation and diversification of a novel trait

The origin and modification of novel traits are important aspects of biological diversification. Studies combining concepts and approaches of developmental genetics and evolutionary biology have uncovered many examples of the recruitment, or co-option, of genes conserved across lineages for the formation of novel, lineage-restricted traits. However, little is known about the evolutionary history of the recruitment of those genes, and of the relationship between them -for example, whether the co-option involves whole or parts of existing networks, or whether it occurs by redeployment of individual genes with de novo rewiring. We use a model novel trait, color pattern elements on butterfly wings called eyespots, to explore these questions. Eyespots have greatly diversified under natural and sexual selection, and their formation involves genetic circuitries shared across insects.

Émergence des comportements de leadership transformationnel : examen de l’apport d’une approche basée sur les composites de personnalité et d’une perspective interactionniste

Comprendre ce qui amène un leader à émettre des comportements de leadership transformationnel fascine les chercheurs et praticiens depuis plusieurs années (Bommer, Rubin, & Baldwin, 2004; Bono & Judge, 2004; Shamir & Howell, 1999 ; Stogdill, 1948; Yukl, 1999). Or, jusqu’à présent, ces facteurs sont encore bien peu étudiés et compris comparativement aux conséquences de ce style de leadership. Dans cette lignée, la présente thèse répond à différents enjeux soulevés par les auteurs à ce sujet (Dinh & Lord, 2012; Zaccaro, 2007) en cherchant à préciser le rôle joué par différents antécédents individuels et contextuels du leadership transformationnel. Cet objectif sera poursuivi par l’adoption d’une perspective interactionniste qui intègre des antécédents de personnalité et de contexte ainsi par l’évaluation de la personnalité à l’aide d’une modélisation de la personnalité orientée vers le critère à prédire (variable composite). La présente thèse est composée de trois articles poursuivant les objectifs suivant : 1) Effectuer une synthèse de la littérature empirique portant sur les antécédents individuels et contextuels du leadership transformationnel; 2) Vérifier les liens empiriques entre la personnalité mesurée à l’aide de variables composites, plus précisément le modèle des Great Eight de Bartram (2005), et le leadership transformationnel; 3) Tester empiriquement l’effet d’interaction entre les variables de personnalité et les variables contextuelles pour prédire le leadership transformationnel. Le premier article vise d’abord à circonscrire et organiser les connaissances empiriques actuelles provenant d’une quarantaine d’articles concernant les antécédents du leadership transformationnel. L’article s’organise en trois thèmes principaux : les antécédents individuels de personnalité, les antécédents contextuels et l’étude des interactions entre le volet individuel et contextuel. Plusieurs constats et pistes de recherches sont discutés et mettent la table pour les deux articles subséquents. Ainsi, le second article s’intéresse au potentiel explicatif d’un modèle de personnalité orienté vers le critère pour prédire le leadership. Plus spécifiquement, le modèle des Great Eight proposé par Bartram (2005) est mis en relation avec les comportements de leadership transformationnel et de récompense contingente. Les résultats, obtenus auprès de 113 gestionnaires et de leurs 799 subordonnés, donnent peu d’appui à la valeur ajoutée du modèle utilisé, mais indiquent que certaines tendances de personnalité sont associées au leadership. Des analyses supplémentaires permettent de nuancer la compréhension des effets observés dans la documentation scientifique et offrent quelques pistes de groupements de traits pouvant prédire les différents comportements de leadership. Le troisième article s’inspire de la théorie de l’activation des traits (Tett & Burnett, 2003) pour vérifier l’effet combiné de la personnalité du gestionnaire et du contexte dans lequel il évolue en vue de prédire le leadership transformationnel. Les résultats (ngestionnaires = 89; nsubordonnés = 643) n’offrent qu’un appui modéré au rationnel sous-jacent du modèle de l’activation des traits. Toutefois, il en ressort que l’aspect relationnel du gestionnaire (opérationnalisé par le composite de personnalité « soutien et coopération ») est associé à l’émergence du leadership transformationnel uniquement lorsque les facteurs contextuels (considération organisationnelle, latitude décisionnelle) sont perçus positivement par le gestionnaire. L’étude permet donc d’éclaircir une part de la variabilité observée dans les études antérieures concernant la tendance relationnelle du gestionnaire, en soulignant sa sensibilité à des facteurs contextuels positifs.

A 20 m spatial resolution seamless multisource Digital Elevation/Depth Model for Lizard Island, northern Great Barrier Reef

Hydrographers have traditionally referred to the nearshore area as the "white ribbon" area due to the challenges associated with the collection of elevation data in this highly dynamic transitional zone between terrestrial and marine environments. Accordingly, available information in this zone is typically characterised by a range of datasets from disparate sources. In this paper we propose a framework to 'fill' the white ribbon area of a coral reef system by integrating multiple elevation and bathymetric datasets acquired by a suite of remote-sensing technologies into a seamless digital elevation model (DEM). A range of datasets are integrated, including field-collected GPS elevation points, terrestrial and bathymetric LiDAR, single and multibeam bathymetry, nautical chart depths and empirically derived bathymetry estimations from optical remote sensing imagery. The proposed framework ranks data reliability internally, thereby avoiding the requirements to quantify absolute error and results in a high resolution, seamless product. Nested within this approach is an effective spatially explicit technique for improving the accuracy of bathymetry estimates derived empirically from optical satellite imagery through modelling the spatial structure of residuals. The approach was applied to data collected on and around Lizard Island in northern Australia. Collectively, the framework holds promise for filling the white ribbon zone in coastal areas characterised by similar data availability scenarios. The seamless DEM is referenced to the horizontal coordinate system MGA Zone 55 - GDA 1994, mean sea level (MSL) vertical datum and has a spatial resolution of 20 m.

Development and use of a computer simulation model for the evaluation of design and control alternatives for intersections of minor roads with multi-lane rural highways: field studies and model validation. Interim report.

Federal Highway Administration, Washington, D.C.

Development and use of a computer simulation model for the evaluation of design and control alternatives for intersections of minor roads with multi-lane rural highways: model application. Interim report.

Federal Highway Administration, Washington, D.C.