Extreme value Birnbaum-Saunders regression models applied to environmental data

Extreme value models are widely used in different areas. The Birnbaum–Saunders distribution is receiving considerable attention due to its physical arguments and its good properties. We propose a methodology based on extreme value Birnbaum–Saunders regression models, which includes model formulation, estimation, inference and checking. We further conduct a simulation study for evaluating its performance. A statistical analysis with real-world extreme value environmental data using the methodology is provided as illustration.

Strain induced edge magnetism at zigzag edge of a graphene quantum dot

We study the temperature dependent magnetic susceptibility of a strained graphene quantum dot by using the determinant quantum Monte Carlo method. Within the Hubbard model on a honeycomb lattice, our unbiased numerical results show that a relative small interaction $U$ may lead to a edge ferromagnetic like behavior in the strained graphene quantum dot, and a possible room temperature transition is suggested. Around half filling, the ferromagnetic fluctuations at the zigzag edge is strengthened both markedly by the on-site Coulomb interaction and the strain, especially in low temperature region. The resultant strongly enhanced ferromagnetic like behavior may be important for the development of many applications.

Estimativa de área de vegetação secundária na Amazônia Legal Brasileira

A vegetação secundária tem funções relevantes para os ecossistemas, tais como a fixação de carbono atmosférico, a manutenção da biodiversidade, o estabelecimento da conectividade entre remanescentes florestais, manutenção dos regime hidrológico e a recuperação da fertilidade do solo. O objetivo deste trabalho é, através de uma abordagem amostral, estimar a área ocupada por vegetação secundária na Amazônia Legal Brasileira (AML) em 2006. A amostragem se baseia em uma abordagem estratificada pelo grau de desflorestamento das cenas LANDSAT-TM que recobrem a AML. Foram selecionadas 26 cenas para o ano de 2006, distribuídas em sete estratos conforme o percentual de desflorestamento, nas quais foram mapeadas as áreas de vegetação secundária a partir de técnicas de classificação de imagens. Foi desenvolvido um modelo multivariado de regressão para estimar a área de vegetação secundária utilizando como variáveis independentes a área de desflorestamento, a área de hidrografia, a estrutura agrária, e área das unidades de conservação. A análise de regressão encontrou um R2 ajustado de 0,84 , e coeficientes positivos para a proporção de hidrografia na imagem (2,055) e para a estrutura agrária (0,197), e coeficientes negativos para o grau de desflorestamento na imagem (-0,232) e para a proporção de Unidades de Conservação na imagem (-0,262). O modelo de regressão estimou uma área de 131.873 km² de vegetação secundária para o ano de 2006. Aplicando uma simulação Monte Carlo foi estimada uma incerteza de aproximadamente 12.445 km² para a área.

Development of a methodology to incorporate risk and uncertainty in electricity power planning

Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

Conformal symmetry of the critical 3D Ising model inside a sphere

We perform Monte-Carlo simulations of the three-dimensional Ising model at the critical temperature and zero magnetic field. We simulate the system in a ball with free boundary conditions on the two dimensional spherical boundary. Our results for one and two point functions in this geometry are consistent with the predictions from the conjectured conformal symmetry of the critical Ising model.

Programa com abordagem probabilística do sistema de avaliação de qualidade de taludes Slope Quality Index (SQI)

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Procesos físicos en relatividad general

Para 1997 se propone realizar las siguientes tareas: Teoría de Superficies Nulas en Relatividad General. * Estudiar la formación de cáusticas y singularidades de las superficies nulas en forma cinemática y dinámica. * Analizar la dinámica de superficies características hasta segundo orden en un esquema perturbativo. * Formalizar la teoría de Superficies Nulas usando espacios fibrados. Cuantificación asintótica del campo gravitatorio. Continuar el estudio del espacio de Hilbert asintótico para el campo gravitatorio. Es conveniente recordar que la cuantifiación de este campo es uno de los problemas teóricos más importantes sin resolver. Cuantificación de Superficies Nulas. Continuar con el estudio de la cuantización del campo gravitatorio usando el formalismo de superficies nulas. Hasta el momento el principal resultado obtenido fue probar que no sólo el campo gravitatorio sino también los puntos del espacio-tiempo se vuelven operadores con relaciones de conmutación. Esto demuestra de manera concreta la especulación de Wheeler que en la gravedad cuántica los puntos del espacio tiempo no están bien definidos. Simulación de un detector de rayos Gamma. (...) Para este año se prevé cumplir las siguientes etapas: * Se estudiarán los efectos de la polarización del fotón incidente en la sección eficaz y su posible método de detección. * Se implementarán las subrutinas correspondientes en las simulaciones Monte Carlo para incorporar secciones eficaces polarizadas en el Código GEANT. Asimismo, se piensa comenzar con el diseño de un nuevo detector de rayos Gamma en un rango de energías (0.1 / 1 MeV) muy inferior al anterior para ser usado como cámara Gamma ultra sensible.

Espectrometría de emisiones en la interacción de radiaciones ionizantes con la materia

En el área de los estudios básicos de la física de radiaciones, el Laboratorio de Espectrometría de Radiaciones (L.E.R.) de la U.N.C. desarrolla líneas de investigación cuyos resultados son de uso directo en física de radiaciones aplicadas. (...) Objetivos generales y específicos: * Estudios de Detectores de Radiaciones Ionizantes: se continúan los estudios en Argón, teniendo como objetivo específico completar y comprobar técnicas de simulación con el método Monte Carlo para detectores con simetría cilíndrica y gradiente de campo eléctrico. * Análisis por fluorescencia de Rayos X: los objetivos específicos están dedicados a la evaluación de diseños para aumentar la eficiencia de polarización de Rayos X. En cuanto al análisis de elementos, se considerarán las posibles mejoras experimentales mediante el aumento de la relación señal-ruido en la fluorescencia con Rayos X polarizados, disminuyendo los umbrales de detección de concentración de elementos, en muestras compuestas por muchos elementos. * Dosimetría de radiaciones ionizantes: En cuanto a la dosimetría mediante LiF se planea seguir estudiando la difusión de los positrones con bajos contenidos de centros de color y la linealidad de respuesta de la vida media en función de la dosis de radiación para diferentes clases de cristales termoluminiscentes. Para la dosimetría con centelladores plásticos, se pretende en el siguiente paso, la puesta a punto final del dosímetro y electrómetro desarrollado como así también su calibración para su posterior prueba en centros de radioterapia. * Análisis de composición de elementos químicos en el cuerpo humano: En un futuro mediato, se prevé la culminación de los estudios de una nueva técnica para determinación de concentración de elementos minoritarios y mayoritarios en órganos y en extremidades por dispersión incoherente de Rayos X. Esta técnica contempla la ulterior determinación in vivo de la composición del cuerpo humano.

Custo-efetividade dos stents recobertos por rapamicina em procedimentos percutâneos coronarianos no Brasil

OBJETIVOS: Comparar as relações de custo-efetividade do stent recoberto (SR) por rapamicina com o stent convencional (SC), sob duas perspectivas: medicina suplementar e sistema público (SUS). MÉTODOS: Modelo de decisão analítico com três estratégias de tratamento de lesão coronariana: intervenção coronária percutânea (icP) com SC; com SR com rapamicina e SC seguido de SR para manejo de reestenose sintomática. Os desfechos foram: sobrevida livre de eventos em um ano e expectativa de vida. As árvores de decisão foram construídas com resultados de registros e ensaios clínicos publicados. RESULTADOS: A sobrevida em um ano livre de reestenose foi de 92,7% com SR e de 78,8% com SC. A expectativa de vida estimada das estratégias foi muito semelhante, entre 18,5 e 19 anos. Sob a perspectiva não-pública, a diferença de custo no primeiro ano entre SC e SR foi de R$ 3.816, com relação de custo-efetividade incremental de R$ 27.403 por evento evitado em um ano. Sob a perspectiva do SUS, o custo por evento evitado em um ano foi de R$ 47.529. Na análise de sensibilidade, foram preditores relevantes a probabilidade de reestenose, a redução de risco esperada com SR, o custo do stent e o custo do manejo da reestenose. Os dados por anos de vida demonstraram relações de custo-efetividade bastante elevadas na simulação de Monte Carlo. CONCLUSÃO: As relações de custo-efetividade do SR por rapamicina foram elevadas em modelo brasileiro. O uso de SR foi mais favorável em pacientes de alto risco de reestenose, com elevado custo do manejo de reestenose e sob a perspectiva não-pública.

Interacción de la radiación con la materia: Aplicación a la caracterización de materiales

Las tareas de investigación involucran tres subproyectos interdependientes: A. Caracterización de muestras extensas. B. Caracterización de muestras delgadas y multiminares. C. Caracterización de partículas y aplicación a la contaminación ambiental. Se prevé utilizar la técnica de Monte Carlo para predecir espectros de FRX con sistema dispersivo en energías. Este mismo método será utilizado para describir la distribución angular de los electrones retrodifundidos para incidencia normal y no normal, y también para mejorar la descripción de la función distribución de ionizaciones f(pz) utilizando secciones eficaces realistas. Paralelamente, se desarrollarán modelos de los parámetros fo, go y h que determinan la función distribución de ionizaciones f(pz). Del mismo modo, se estudiará la caracterización de muestras delgadas y estratificadas. Para ello se realizarán simulaciones Monte Carlo utilizando los resultados previstos en el párrafo anterior y se harán determinaciones experimentales con la microsonda electrónica de sistemas multilaminares simples y multicomponentes. Se extenderán las aplicaciones del programa MULTI desarrollado en nuestro grupo para cuantificación de muestras extensas, láminas delgadas y partículas. En este sentido se implementará un algoritmo para cuantificar muestras con picos no detectables, se evaluarán los errores en las concentraciones calculadas y se incluirá el reforzamiento por fluorescencia con las líneas K beta. Por otro lado, se implementará de un método de procesamiento de datos para el análisis de partículas en EPMA y su aplicación al estudio de la contaminación ambiental mediante el procesamiento de imágenes para la caracterización morfológica y química de partículas en suspensión, análisis de clusters. El objetivo final es la identificación y caracterización de fuentes de contaminación. Esta tarea será complementada con análisis global de la composición química en muestras de materia particulada mediante FRX, y el estudio de sus parámetros físicos mediante el método de simulación Monte Carlo. Se mejorará la estructura experimental de nuestro laboratorio poniendo en funcionamiento un microscopio electrónico Cambridge Stereoscan cedido por la Universidad de Barcelona conjuntamente con la capacidad analítica que ha sido adquirida para extender sus posibilidades de aplicación, y se instalará un equipo de FRX desarrollado en nuestro grupo con accesorios recientemente adquiridos. El desarrollo y solución de los problemas propuestos permitirá mejorar la formación integral de estudiantes en distintas etapas de su carrera de doctorado y recientemente doctorados, ya que presentan además de un aspecto básico, uno aplicado, pues tienden a la solución de situaciones concretas de interés biológico, ambiental y tecnológico.

Unsicherheiten in Ingenieurberechnungen

Modellunsicherheiten, Parameterunsicherheiten, epistemisch, aleatorisch, Monte-Carlo-Methode, Wärmeaustauscher, Kläranlage, Information, Anlagenplanung, Anlagensicherheit

Stochastic effects and uncertainties in assessing electromagnetic interactions with control systems

Electromagnetic compatibility, lightning, crosstalk surge voltages, Monte Carlo simulation, accident initiator

Modelagem de ocorrência e densidade de juvenis de Callinectes sapidus (Decapoda, Portunidae) em dois estuários do Rio Grande do Sul, com dados zero-inflacionados

Dados de contagem de juvenis de siri-azul (Callinectes sapidus Rathbun, 1896) coletados em dois estuários do Rio Grande do Sul são objeto do presente estudo. Por se encontrarem zero-inflacionados, esses dados motivaram a formulação de modelos hierárquicos, que quantificam o efeito das covariáveis categóricas mês e local sobre a probabilidade de ocorrência e densidade dessas populações, levando em conta a detecção imperfeita. Foram também desenvolvidos modelos não-hierárquicos para comparação. Uma abordagem Bayesiana foi adotada para a estimação dos parâmetros dos modelos por simulação Monte Carlo com Cadeias de Markov (MCMC). A comparação entre modelos foi feita com o Critério de Informação da Deviância (DIC). Os modelos hierárquicos apresentaram ajustes melhores que os modelos convencionais, mitigaram o problema do excesso de zeros e permitiram analisar simultaneamente as probabilidades de ocorrência e a densidade de juvenis de siri-azul. No estuário da Lagoa dos Patos, a probabilidade de ocorrência de juvenis na Classe 2 aumenta com a distância da desembocadura, enquanto em Tramandaí os pontos intermediários apresentam as maiores probabilidades. Em ambos os estuários a ocorrência é mais provável nos meses de verão e de inverno. A densidade de juvenis da Classe 2 apresenta marcada variação em relação aos meses do ano sendo, em geral, maior no estuário de Tramandaí.

User-friendly parallel computations with econometric examples

This paper shows how a high level matrix programming language may be used to perform Monte Carlo simulation, bootstrapping, estimation by maximum likelihood and GMM, and kernel regression in parallel on symmetric multiprocessor computers or clusters of workstations. The implementation of parallelization is done in a way such that an investigator may use the programs without any knowledge of parallel programming. A bootable CD that allows rapid creation of a cluster for parallel computing is introduced. Examples show that parallelization can lead to important reductions in computational time. Detailed discussion of how the Monte Carlo problem was parallelized is included as an example for learning to write parallel programs for Octave.

A proposal for a new specification for a conditionally heteroskedastic variance model: the Quadratic Moving-Average Conditional Heteroskedasticity and an application to the D. Mark-U.S. dollar Exchange Rate

Ever since the appearance of the ARCH model [Engle(1982a)], an impressive array of variance specifications belonging to the same class of models has emerged [i.e. Bollerslev's (1986) GARCH; Nelson's (1990) EGARCH]. This recent domain has achieved very successful developments. Nevertheless, several empirical studies seem to show that the performance of such models is not always appropriate [Boulier(1992)]. In this paper we propose a new specification: the Quadratic Moving Average Conditional heteroskedasticity model. Its statistical properties, such as the kurtosis and the symmetry, as well as two estimators (Method of Moments and Maximum Likelihood) are studied. Two statistical tests are presented, the first one tests for homoskedasticity and the second one, discriminates between ARCH and QMACH specification. A Monte Carlo study is presented in order to illustrate some of the theoretical results. An empirical study is undertaken for the DM-US exchange rate.