Constraint solving over multi-valued logics - application to digital circuits

Due to usage conditions, hazardous environments or intentional causes, physical and virtual systems are subject to faults in their components, which may affect their overall behaviour. In a ‘black-box’ agent modelled by a set of propositional logic rules, in which just a subset of components is externally visible, such faults may only be recognised by examining some output function of the agent. A (fault-free) model of the agent’s system provides the expected output given some input. If the real output differs from that predicted output, then the system is faulty. However, some faults may only become apparent in the system output when appropriate inputs are given. A number of problems regarding both testing and diagnosis thus arise, such as testing a fault, testing the whole system, finding possible faults and differentiating them to locate the correct one. The corresponding optimisation problems of finding solutions that require minimum resources are also very relevant in industry, as is minimal diagnosis. In this dissertation we use a well established set of benchmark circuits to address such diagnostic related problems and propose and develop models with different logics that we formalise and generalise as much as possible. We also prove that all techniques generalise to agents and to multiple faults. The developed multi-valued logics extend the usual Boolean logic (suitable for faultfree models) by encoding values with some dependency (usually on faults). Such logics thus allow modelling an arbitrary number of diagnostic theories. Each problem is subsequently solved with CLP solvers that we implement and discuss, together with a new efficient search technique that we present. We compare our results with other approaches such as SAT (that require substantial duplication of circuits), showing the effectiveness of constraints over multi-valued logics, and also the adequacy of a general set constraint solver (with special inferences over set functions such as cardinality) on other problems. In addition, for an optimisation problem, we integrate local search with a constructive approach (branch-and-bound) using a variety of logics to improve an existing efficient tool based on SAT and ILP.

Práticas de gestão ambiental na administração pública local

As práticas de gestão ambiental são meios através dos quais as organizações podem melhorar o seu desempenho. Um comportamento eco-eficiente, optimiza o uso dos recursos e evita a produção de resíduos, permitindo poupanças significativas. Para além disso, um bom desempenho ambiental evita custos resultantes da aplicação do princípio do poluidor-pagador. A introdução destas práticas no processo de gestão global é hoje uma realidade nas empresas. No entanto, e como muitas das acções a nível local passam essencialmente pelas autarquias, afigura-se fundamental que também estas organizações introduzam práticas ambientais na sua gestão. O objectivo central deste trabalho é identificar o perfil ambiental da Administração Pública Local, nomeadamente dos municípios portugueses. Para atingir este objectivo foi desenvolvido um inquérito por questionário, o qual foi remetido a todos os municípios do país, de forma a poder diagnosticar práticas de gestão ambiental nesse sector. Com base na avaliação do grau de implementação de determinadas vertentes e práticas de gestão ambiental foi traçado o perfil ambiental dos municípios portugueses. Os principais resultados evidenciam um fraco nível de adopção de práticas de gestão ambiental. Urge melhorar estes níveis de desempenho, pelo que deverão ser adoptadas novas práticas organizacionais e políticas públicas de desenvolvimento sustentável, para que se inverta a tendência actual. Este trabalho pretendeu constituir uma base de apoio às inúmeras autarquias, transmitindo quais as vantagens de recorrer a práticas de gestão ambiental, de forma a aumentar o desempenho ambiental nestas organizações.

Metaheuristic approach to the Holt-Winters optimal short term load forecast

Electricity short-term load forecast is very important for the operation of power systems. In this work a classical exponential smoothing model, the Holt-Winters with double seasonality was used to test for accurate predictions applied to the Portuguese demand time series. Some metaheuristic algorithms for the optimal selection of the smoothing parameters of the Holt-Winters forecast function were used and the results after testing in the time series showed little differences among methods, so the use of the simple local search algorithms is recommended as they are easier to implement.

Metaheuristhic approach to the Holt-Winters optimal short term load forecast

Electricity short-term load forecast is very important for the operation of power systems. In this work a classical exponential smoothing model, the Holt-Winters with double seasonality was used to test for accurate predictions applied to the Portuguese demand time series. Some metaheuristic algorithms for the optimal selection of the smoothing parameters of the Holt-Winters forecast function were used and the results after testing in the time series showed little differences among methods, so the use of the simple local search algorithms is recommended as they are easier to implement.

Boas práticas de igualdade de género e sua relação nos domínios da satisfação laboral e clima organizacional

A Igualdade entre Homens e Mulheres e a não discriminação constituem princípios fundamentais da Constituição da Republica Portuguesa e do Tratado que institui a União Europeia – Tratado de Lisboa. A desigualdade entre Homens e Mulheres constitui uma violação dos direitos fundamentais, e impõe um pesado custo à economia na medida em que se desaproveitam talentos em função do género. A promoção de uma efetiva igualdade entre Homens e Mulheres constitui um dever fundamental do Estado. A promoção da participação ativa de Homens e Mulheres na vida política, ao nível da administração central, regional e local, é também um forte indicador da qualidade da democracia de um estado. Tomando por base a temática da Igualdade de Género, o Roteiro para a Igualdade entre Homens e Mulheres (2006-2010), o pacto Europeu para a Igualdade entre os Sexos (2006), a Estratégia para a Igualdade entre Homens e Mulheres 2010-2015 que elencam ações consideradas prioritárias – igualdade na independência económica; igualdade na remuneração por trabalho igual e por trabalho de igual valor; igualdade na tomada de decisões; promoção da dignidade e a integridade, pôr fim à violência de género; e questões horizontais – papéis desempenhados por Homens e Mulheres, legislação, governação e instrumentos no domínio da igualdade entre Homens e Mulheres, o objeto deste estudo centra-se na atividade do Estado Português, mais concretamente ao nível local. Procurou-se enquadrar esta temática na Gestão dos Recursos Humanos, na busca de um conhecimento mais aprofundado sobre a implementação de Boas Práticas de Igualdade de Género e a sua relação nos domínios da Satisfação Laboral assim como no Clima Organizacional. O presente estudo expõe uma abordagem quantitativa, de carácter descritivo, exploratório, correlacional e preditivo. O tratamento estatístico realizou-se com recurso ao programa IBM SPSS Statistics, versão 21. Os resultados encontrados apontam para uma associação positiva entre a existência de boas práticas de igualdade de género e a satisfação laboral dos trabalhadores, assim como do clima organizacional. São apresentadas pistas para a intervenção no domínio da função da gestão e desenvolvimento dos recursos humanos.

Memória de longo prazo nos retornos acionistas dos índices de referência da euronext, implicações para a hipótese de mercados eficientes e contributo fractal para aperfeiçoamento do capital asset pricing model

Não existe uma definição única de processo de memória de longo prazo. Esse processo é geralmente definido como uma série que possui um correlograma decaindo lentamente ou um espectro infinito de frequência zero. Também se refere que uma série com tal propriedade é caracterizada pela dependência a longo prazo e por não periódicos ciclos longos, ou que essa característica descreve a estrutura de correlação de uma série de longos desfasamentos ou que é convencionalmente expressa em termos do declínio da lei-potência da função auto-covariância. O interesse crescente da investigação internacional no aprofundamento do tema é justificado pela procura de um melhor entendimento da natureza dinâmica das séries temporais dos preços dos ativos financeiros. Em primeiro lugar, a falta de consistência entre os resultados reclama novos estudos e a utilização de várias metodologias complementares. Em segundo lugar, a confirmação de processos de memória longa tem implicações relevantes ao nível da (1) modelação teórica e econométrica (i.e., dos modelos martingale de preços e das regras técnicas de negociação), (2) dos testes estatísticos aos modelos de equilíbrio e avaliação, (3) das decisões ótimas de consumo / poupança e de portefólio e (4) da medição de eficiência e racionalidade. Em terceiro lugar, ainda permanecem questões científicas empíricas sobre a identificação do modelo geral teórico de mercado mais adequado para modelar a difusão das séries. Em quarto lugar, aos reguladores e gestores de risco importa saber se existem mercados persistentes e, por isso, ineficientes, que, portanto, possam produzir retornos anormais. O objetivo do trabalho de investigação da dissertação é duplo. Por um lado, pretende proporcionar conhecimento adicional para o debate da memória de longo prazo, debruçando-se sobre o comportamento das séries diárias de retornos dos principais índices acionistas da EURONEXT. Por outro lado, pretende contribuir para o aperfeiçoamento do capital asset pricing model CAPM, considerando uma medida de risco alternativa capaz de ultrapassar os constrangimentos da hipótese de mercado eficiente EMH na presença de séries financeiras com processos sem incrementos independentes e identicamente distribuídos (i.i.d.). O estudo empírico indica a possibilidade de utilização alternativa das obrigações do tesouro (OT’s) com maturidade de longo prazo no cálculo dos retornos do mercado, dado que o seu comportamento nos mercados de dívida soberana reflete a confiança dos investidores nas condições financeiras dos Estados e mede a forma como avaliam as respetiva economias com base no desempenho da generalidade dos seus ativos. Embora o modelo de difusão de preços definido pelo movimento Browniano geométrico gBm alegue proporcionar um bom ajustamento das séries temporais financeiras, os seus pressupostos de normalidade, estacionariedade e independência das inovações residuais são adulterados pelos dados empíricos analisados. Por isso, na procura de evidências sobre a propriedade de memória longa nos mercados recorre-se à rescaled-range analysis R/S e à detrended fluctuation analysis DFA, sob abordagem do movimento Browniano fracionário fBm, para estimar o expoente Hurst H em relação às séries de dados completas e para calcular o expoente Hurst “local” H t em janelas móveis. Complementarmente, são realizados testes estatísticos de hipóteses através do rescaled-range tests R/S , do modified rescaled-range test M - R/S e do fractional differencing test GPH. Em termos de uma conclusão única a partir de todos os métodos sobre a natureza da dependência para o mercado acionista em geral, os resultados empíricos são inconclusivos. Isso quer dizer que o grau de memória de longo prazo e, assim, qualquer classificação, depende de cada mercado particular. No entanto, os resultados gerais maioritariamente positivos suportam a presença de memória longa, sob a forma de persistência, nos retornos acionistas da Bélgica, Holanda e Portugal. Isto sugere que estes mercados estão mais sujeitos a maior previsibilidade (“efeito José”), mas também a tendências que podem ser inesperadamente interrompidas por descontinuidades (“efeito Noé”), e, por isso, tendem a ser mais arriscados para negociar. Apesar da evidência de dinâmica fractal ter suporte estatístico fraco, em sintonia com a maior parte dos estudos internacionais, refuta a hipótese de passeio aleatório com incrementos i.i.d., que é a base da EMH na sua forma fraca. Atendendo a isso, propõem-se contributos para aperfeiçoamento do CAPM, através da proposta de uma nova fractal capital market line FCML e de uma nova fractal security market line FSML. A nova proposta sugere que o elemento de risco (para o mercado e para um ativo) seja dado pelo expoente H de Hurst para desfasamentos de longo prazo dos retornos acionistas. O expoente H mede o grau de memória de longo prazo nos índices acionistas, quer quando as séries de retornos seguem um processo i.i.d. não correlacionado, descrito pelo gBm(em que H = 0,5 , confirmando- se a EMH e adequando-se o CAPM), quer quando seguem um processo com dependência estatística, descrito pelo fBm(em que H é diferente de 0,5, rejeitando-se a EMH e desadequando-se o CAPM). A vantagem da FCML e da FSML é que a medida de memória de longo prazo, definida por H, é a referência adequada para traduzir o risco em modelos que possam ser aplicados a séries de dados que sigam processos i.i.d. e processos com dependência não linear. Então, estas formulações contemplam a EMH como um caso particular possível.

A scalable and efficient approach for obtaining measurements in CAN-Based control systems

The availability of small inexpensive sensor elements enables the employment of large wired or wireless sensor networks for feeding control systems. Unfortunately, the need to transmit a large number of sensor measurements over a network negatively affects the timing parameters of the control loop. This paper presents a solution to this problem by representing sensor measurements with an approximate representation-an interpolation of sensor measurements as a function of space coordinates. A priority-based medium access control (MAC) protocol is used to select the sensor messages with high information content. Thus, the information from a large number of sensor measurements is conveyed within a few messages. This approach greatly reduces the time for obtaining a snapshot of the environment state and therefore supports the real-time requirements of feedback control loops.

Local e tipo das refeições realizadas por adultos em cidade de médio porte

OBJETIVO : Descrever as refeições realizadas por adultos quanto ao local e tipo de preparação consumido em cidade de médio porte, do sul do Brasil. MÉTODOS : Estudo transversal, de base populacional, na cidade de Pelotas, RS, em 2012. A amostragem foi realizada em dois estágios, tendo os setores censitários do Censo Demográfico de 2010 como unidade amostral primária. Foram coletadas informações sobre o local das refeições (em casa ou fora de casa) e sobre o tipo de preparação consumida em casa (comida caseira, lanches, comida de restaurante) nos dois dias prévios à entrevista, utilizando-se questionário padronizado. RESULTADOS : Participaram do estudo 2.927 adultos: 59,0% mulheres, 60,0% com idade abaixo de 50 anos e 58,0% estava trabalhando. Foram obtidas informações sobre 11.581 refeições nos dois dias anteriores à entrevista, sendo 25,0% delas realizadas fora de casa, no almoço, e 10,0% no jantar. Quanto às refeições realizadas em casa, a maioria dos participantes referiu ter consumido comida preparada em casa, tanto no almoço quanto no jantar. A maioria das refeições fora de casa (64,0% no almoço e 61,0% no jantar) foram realizadas no local de trabalho, majoritariamente preparadas em casa. As refeições fora de casa foram realizadas principalmente por pessoas do sexo masculino, jovens, com alta escolaridade. Quanto à ocupação, os grupos que tiveram refeições mais frequentemente em restaurantes foram trabalhadores do comércio, empresários, professores e profissionais de nível superior. CONCLUSÕES : Apesar das mudanças que vêm sendo registradas nos padrões de alimentação do brasileiro, adultos residentes em cidades de médio porte ainda se alimentam majoritariamente em casa e de comida caseira.

Accessibility and Local Development: Interaction between Cross-border Accessibility and Local Development in Portugal and Spain

One of de EU major concerns is cohesion and cross-border regional development. Usually cross-border regions are less dynamic, acting as bottlenecks mainly in peripheral territories. This paper is focused on the Portuguese-Spanish border using socio-economic and accessibility data. It considers Spatial Econometrics to produce statistical evidence on the relationship between accessibility and development at a local scale. A pilot study is conducted on North and Center region using variables such as population age, graduation characteristics, migrations, unemployment and daily accessibility to main towns in future this evaluation will be applied to the entire cross-border area between Portugal and Spain.

Regional governance: strategies and disputes in health region management

OBJECTIVE To analyze the regional governance of the health systemin relation to management strategies and disputes.METHODOLOGICAL PROCEDURES A qualitative study with health managers from 19 municipalities in the health region of Bahia, Northeastern Brazil. Data were drawn from 17 semi-structured interviews of state, regional, and municipal health policymakers and managers; a focus group; observations of the regional interagency committee; and documents in 2012. The political-institutional and the organizational components were analyzed in the light of dialectical hermeneutics.RESULTS The regional interagency committee is the chief regional governance strategy/component and functions as a strategic tool for strengthening governance. It brings together a diversity of members responsible for decision making in the healthcare territories, who need to negotiate the allocation of funding and the distribution of facilities for common use in the region. The high turnover of health secretaries, their lack of autonomy from the local executive decisions, inadequate technical training to exercise their function, and the influence of party politics on decision making stand as obstacles to the regional interagency committee’s permeability to social demands. Funding is insufficient to enable the fulfillment of the officially integrated agreed-upon program or to boost public supply by the system, requiring that public managers procure services from the private market at values higher than the national health service price schedule (Brazilian Unified Health System Table). The study determined that “facilitators” under contract to health departments accelerated access to specialized (diagnostic, therapeutic and/or surgical) services in other municipalities by direct payment to physicians for procedure costs already covered by the Brazilian Unified Health System.CONCLUSIONS The characteristics identified a regionalized system with a conflictive pattern of governance and intermediate institutionalism. The regional interagency committee’s managerial routine needs to incorporate more democratic devices for connecting with educational institutions, devices that are more permeable to social demands relating to regional policy making.

Penalty fuzzy function for derivative-free optimization

Penalty and Barrier methods are normally used to solve Nonlinear Optimization Problems constrained problems. The problems appear in areas such as engineering and are often characterised by the fact that involved functions (objective and constraints) are non-smooth and/or their derivatives are not know. This means that optimization methods based on derivatives cannot net used. A Java based API was implemented, including only derivative-free optimizationmethods, to solve both constrained and unconstrained problems, which includes Penalty and Barriers methods. In this work a new penalty function, based on Fuzzy Logic, is presented. This function imposes a progressive penalization to solutions that violate the constraints. This means that the function imposes a low penalization when the violation of the constraints is low and a heavy penalisation when the violation is high. The value of the penalization is not known in beforehand, it is the outcome of a fuzzy inference engine. Numerical results comparing the proposed function with two of the classic penalty/barrier functions are presented. Regarding the presented results one can conclude that the prosed penalty function besides being very robust also exhibits a very good performance.

Self-adaptive combination of global tabu search and local search for nonlinear equations

Solving systems of nonlinear equations is a very important task since the problems emerge mostly through the mathematical modelling of real problems that arise naturally in many branches of engineering and in the physical sciences. The problem can be naturally reformulated as a global optimization problem. In this paper, we show that a self-adaptive combination of a metaheuristic with a classical local search method is able to converge to some difficult problems that are not solved by Newton-type methods.

Wind resource modelling in complex terrain using different mesoscale–microscale coupling techniques

Wind resource evaluation in two sites located in Portugal was performed using the mesoscale modelling system Weather Research and Forecasting (WRF) and the wind resource analysis tool commonly used within the wind power industry, the Wind Atlas Analysis and Application Program (WAsP) microscale model. Wind measurement campaigns were conducted in the selected sites, allowing for a comparison between in situ measurements and simulated wind, in terms of flow characteristics and energy yields estimates. Three different methodologies were tested, aiming to provide an overview of the benefits and limitations of these methodologies for wind resource estimation. In the first methodology the mesoscale model acts like “virtual” wind measuring stations, where wind data was computed by WRF for both sites and inserted directly as input in WAsP. In the second approach, the same procedure was followed but here the terrain influences induced by the mesoscale model low resolution terrain data were removed from the simulated wind data. In the third methodology, the simulated wind data is extracted at the top of the planetary boundary layer height for both sites, aiming to assess if the use of geostrophic winds (which, by definition, are not influenced by the local terrain) can bring any improvement in the models performance. The obtained results for the abovementioned methodologies were compared with those resulting from in situ measurements, in terms of mean wind speed, Weibull probability density function parameters and production estimates, considering the installation of one wind turbine in each site. Results showed that the second tested approach is the one that produces values closest to the measured ones, and fairly acceptable deviations were found using this coupling technique in terms of estimated annual production. However, mesoscale output should not be used directly in wind farm sitting projects, mainly due to the mesoscale model terrain data poor resolution. Instead, the use of mesoscale output in microscale models should be seen as a valid alternative to in situ data mainly for preliminary wind resource assessments, although the application of mesoscale and microscale coupling in areas with complex topography should be done with extreme caution.

Assessment of climate change statistical downscaling methods: Application and comparison of two statistical methods to a single site in Lisbon

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Logarithmically proportional objective function for planar surfaces recognition in 3D point cloud

3D laser scanning is becoming a standard technology to generate building models of a facility's as-is condition. Since most constructions are constructed upon planar surfaces, recognition of them paves the way for automation of generating building models. This paper introduces a new logarithmically proportional objective function that can be used in both heuristic and metaheuristic (MH) algorithms to discover planar surfaces in a point cloud without exploiting any prior knowledge about those surfaces. It can also adopt itself to the structural density of a scanned construction. In this paper, a metaheuristic method, genetic algorithm (GA), is used to test this introduced objective function on a synthetic point cloud. The results obtained show the proposed method is capable to find all plane configurations of planar surfaces (with a wide variety of sizes) in the point cloud with a minor distance to the actual configurations. © 2014 IEEE.