983 resultados para Monte-Carlo method
Resumo:
Am Institut für Mikrostrukturtechnologie und Analytik wurde eine neue Technik entwickelt, die neue Anwendungen und Methoden der Mikro- und Nanostrukturierung auf Basis eines neuen Verfahrens erschlossen hat. NANOJET führt über die passive Rastersondenmikroskopie hinaus zu einem vielseitigen, aktiven Bearbeitungswerkzeug auf der Mikro- und Nanometerskala. NANOJET (NANOstructuring Downstream PlasmaJET) ist eine aktive Rasterkraft-Mikroskopie-Sonde. Radikale (chemisch aktive Teilchen, die ein ungepaartes Valenzelektron besitzen) strömen aus dem Ende einer ultradünnen, hohlen Rasterkraftmikroskop-Spitze. Dadurch wird es möglich, über die übliche passive Abtastung einer Probenoberfläche hinausgehend, diese simultan und in-situ durch chemische Reaktionen zu verändern. Die Abtragung von Material wird durch eine chemische Ätzreaktion erreicht. In dieser Arbeit wurde zum größten Teil Photoresist als Substrat für die Ätzexperimente verwendet. Für das Ätzen des Resists wurden die Atome des Fluors und des Sauerstoffs im Grundzustand als verantwortlich identifiziert. Durch Experimente und durch Ergänzung von Literaturdaten wurde die Annahme bestätigt, dass Sauerstoffradikale mit Unterstützung von Fluorradikalen für die hohen erzielten Ätzraten verantwortlich sind. Die Beimischung von Fluor in einem Sauerstoffplasma führt zu einer Verringerung der Aktivierungsenergie für die Ätzreaktion gegenüber Verwendung reinen Sauerstoffs. In weiterer Folge wurde ein Strukturierungsverfahren dargestellt. Hierbei wurden "geformte Kapillaren" (mikrostrukturierte Aperturen) eingesetzt. Die Herstellung der Aperturen erfolgte durch einen elektrochemischen Ätzstop-Prozess. Die typische Größe der unter Verwendung der "geformten Kapillaren" geätzten Strukturen entsprach den Kapillarenöffnungen. Es wurde ein Monte-Carlo Simulationsprogramm entwickelt, welches den Transport der reaktiven Teilchen in der langen Transportröhre simulierte. Es wurde sowohl die Transmission der Teilchen in der Transportröhre und der Kapillare als auch ihre Winkelverteilung nach dem Verlassen der Kapillare berechnet. Das Aspektverhältnis der Röhren hat dabei einen sehr starken Einfluss. Mit einem steigenden Aspektverhältnis nahm die Transmission exponentiell ab. Die geschaffene experimentelle Infrastruktur wurde genutzt, um auch biologische Objekte zu behandeln und zu untersuchen. Hierfür wurde eine neue Methodik entwickelt, die eine dreidimensionale Darstellung des Zellinneren erlaubt. Dies wurde durch die kontrollierte Abtragung von Material aus der Zellmembran durchgeführt. Die Abtragung der Zellmembran erfolgte mittels Sauerstoffradikalen, die durch eine hohle Spitze lokalisiert zum Ort der Reaktion transportiert wurden. Ein piezoresistiver Cantilever diente als Sensor in dem zur Bildgebung eingesetzten RKM. Das entwickelte Verfahren ermöglicht es nun erstmals, schonend Zellen zu öffnen und die innen liegenden Organellen weiter zu untersuchen. Als Nachweis für weitere Verwendungsmöglichkeiten des NANOJET-Verfahrens wurde auch Knochenmaterial behandelt. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen klar, dass das Verfahren für vielfältige biologische Materialien verwendbar ist und somit nun ein weiter Anwendungskreis in der Biologie und Medizin offen steht.
Resumo:
El presente trabajo intenta estimar si las empresas emplean estratégicamente la deuda para limitar la entrada de potenciales rivales. Mediante la metodología de Método Generalizado de Momentos (GMM) se evalúa el efecto que tienen los activos específicos, la cuota de mercado y el tamaño, como proxies de las rentas del mercado, y las barreras de entrada sobre los niveles de endeudamiento, a nivel de empresa para Colombia, durante 1995-2003. Se encuentra que las empresas utilizan los activos específicos para limitar la entrada al mercado y que el endeudamiento decrece a medida que las empresas aumentan su cuota en el mercado
Resumo:
Los métodos disponibles para realizar análisis de descomposición que se pueden aplicar cuando los datos son completamente observados, no son válidos cuando la variable de interés es censurada. Esto puede explicar la escasez de este tipo de ejercicios considerando variables de duración, las cuales se observan usualmente bajo censura. Este documento propone un método del tipo Oaxaca-Blinder para descomponer diferencias en la media en el contexto de datos censurados. La validez de dicho método radica en la identificación y estimación de la distribución conjunta de la variable de duración y un conjunto de covariables. Adicionalmente, se propone un método más general que permite descomponer otros funcionales de interés como la mediana o el coeficiente de Gini, el cual se basa en la especificación de la función de distribución condicional de la variable de duración dado un conjunto de covariables. Con el fin de evaluar el desempeño de dichos métodos, se realizan experimentos tipo Monte Carlo. Finalmente, los métodos propuestos son aplicados para analizar las brechas de género en diferentes características de la duración del desempleo en España, tales como la duración media, la probabilidad de ser desempleado de largo plazo y el coeficiente de Gini. Los resultados obtenidos permiten concluir que los factores diferentes a las características observables, tales como capital humano o estructura del hogar, juegan un papel primordial para explicar dichas brechas.
Resumo:
La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny. El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5).
Resumo:
There are now considerable expectations that semi-distributed models are useful tools for supporting catchment water quality management. However, insufficient attention has been given to evaluating the uncertainties inherent to this type of model, especially those associated with the spatial disaggregation of the catchment. The Integrated Nitrogen in Catchments model (INCA) is subjected to an extensive regionalised sensitivity analysis in application to the River Kennet, part of the groundwater-dominated upper Thames catchment, UK The main results are: (1) model output was generally insensitive to land-phase parameters, very sensitive to groundwater parameters, including initial conditions, and significantly sensitive to in-river parameters; (2) INCA was able to produce good fits simultaneously to the available flow, nitrate and ammonium in-river data sets; (3) representing parameters as heterogeneous over the catchment (206 calibrated parameters) rather than homogeneous (24 calibrated parameters) produced a significant improvement in fit to nitrate but no significant improvement to flow and caused a deterioration in ammonium performance; (4) the analysis indicated that calibrating the flow-related parameters first, then calibrating the remaining parameters (as opposed to calibrating all parameters together) was not a sensible strategy in this case; (5) even the parameters to which the model output was most sensitive suffered from high uncertainty due to spatial inconsistencies in the estimated optimum values, parameter equifinality and the sampling error associated with the calibration method; (6) soil and groundwater nutrient and flow data are needed to reduce. uncertainty in initial conditions, residence times and nitrogen transformation parameters, and long-term historic data are needed so that key responses to changes in land-use management can be assimilated. The results indicate the general, difficulty of reconciling the questions which catchment nutrient models are expected to answer with typically limited data sets and limited knowledge about suitable model structures. The results demonstrate the importance of analysing semi-distributed model uncertainties prior to model application, and illustrate the value and limitations of using Monte Carlo-based methods for doing so. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.
Resumo:
The steadily accumulating literature on technical efficiency in fisheries attests to the importance of efficiency as an indicator of fleet condition and as an object of management concern. In this paper, we extend previous work by presenting a Bayesian hierarchical approach that yields both efficiency estimates and, as a byproduct of the estimation algorithm, probabilistic rankings of the relative technical efficiencies of fishing boats. The estimation algorithm is based on recent advances in Markov Chain Monte Carlo (MCMC) methods—Gibbs sampling, in particular—which have not been widely used in fisheries economics. We apply the method to a sample of 10,865 boat trips in the US Pacific hake (or whiting) fishery during 1987–2003. We uncover systematic differences between efficiency rankings based on sample mean efficiency estimates and those that exploit the full posterior distributions of boat efficiencies to estimate the probability that a given boat has the highest true mean efficiency.
Resumo:
The jackknife method is often used for variance estimation in sample surveys but has only been developed for a limited class of sampling designs.We propose a jackknife variance estimator which is defined for any without-replacement unequal probability sampling design. We demonstrate design consistency of this estimator for a broad class of point estimators. A Monte Carlo study shows how the proposed estimator may improve on existing estimators.
Resumo:
The identification of signatures of natural selection in genomic surveys has become an area of intense research, stimulated by the increasing ease with which genetic markers can be typed. Loci identified as subject to selection may be functionally important, and hence (weak) candidates for involvement in disease causation. They can also be useful in determining the adaptive differentiation of populations, and exploring hypotheses about speciation. Adaptive differentiation has traditionally been identified from differences in allele frequencies among different populations, summarised by an estimate of F-ST. Low outliers relative to an appropriate neutral population-genetics model indicate loci subject to balancing selection, whereas high outliers suggest adaptive (directional) selection. However, the problem of identifying statistically significant departures from neutrality is complicated by confounding effects on the distribution of F-ST estimates, and current methods have not yet been tested in large-scale simulation experiments. Here, we simulate data from a structured population at many unlinked, diallelic loci that are predominantly neutral but with some loci subject to adaptive or balancing selection. We develop a hierarchical-Bayesian method, implemented via Markov chain Monte Carlo (MCMC), and assess its performance in distinguishing the loci simulated under selection from the neutral loci. We also compare this performance with that of a frequentist method, based on moment-based estimates of F-ST. We find that both methods can identify loci subject to adaptive selection when the selection coefficient is at least five times the migration rate. Neither method could reliably distinguish loci under balancing selection in our simulations, even when the selection coefficient is twenty times the migration rate.
Resumo:
Biologists frequently attempt to infer the character states at ancestral nodes of a phylogeny from the distribution of traits observed in contemporary organisms. Because phylogenies are normally inferences from data, it is desirable to account for the uncertainty in estimates of the tree and its branch lengths when making inferences about ancestral states or other comparative parameters. Here we present a general Bayesian approach for testing comparative hypotheses across statistically justified samples of phylogenies, focusing on the specific issue of reconstructing ancestral states. The method uses Markov chain Monte Carlo techniques for sampling phylogenetic trees and for investigating the parameters of a statistical model of trait evolution. We describe how to combine information about the uncertainty of the phylogeny with uncertainty in the estimate of the ancestral state. Our approach does not constrain the sample of trees only to those that contain the ancestral node or nodes of interest, and we show how to reconstruct ancestral states of uncertain nodes using a most-recent-common-ancestor approach. We illustrate the methods with data on ribonuclease evolution in the Artiodactyla. Software implementing the methods ( BayesMultiState) is available from the authors.
Resumo:
We describe a general likelihood-based 'mixture model' for inferring phylogenetic trees from gene-sequence or other character-state data. The model accommodates cases in which different sites in the alignment evolve in qualitatively distinct ways, but does not require prior knowledge of these patterns or partitioning of the data. We call this qualitative variability in the pattern of evolution across sites "pattern-heterogeneity" to distinguish it from both a homogenous process of evolution and from one characterized principally by differences in rates of evolution. We present studies to show that the model correctly retrieves the signals of pattern-heterogeneity from simulated gene-sequence data, and we apply the method to protein-coding genes and to a ribosomal 12S data set. The mixture model outperforms conventional partitioning in both these data sets. We implement the mixture model such that it can simultaneously detect rate- and pattern-heterogeneity. The model simplifies to a homogeneous model or a rate- variability model as special cases, and therefore always performs at least as well as these two approaches, and often considerably improves upon them. We make the model available within a Bayesian Markov-chain Monte Carlo framework for phylogenetic inference, as an easy-to-use computer program.
Resumo:
This article introduces a new general method for genealogical inference that samples independent genealogical histories using importance sampling (IS) and then samples other parameters with Markov chain Monte Carlo (MCMC). It is then possible to more easily utilize the advantages of importance sampling in a fully Bayesian framework. The method is applied to the problem of estimating recent changes in effective population size from temporally spaced gene frequency data. The method gives the posterior distribution of effective population size at the time of the oldest sample and at the time of the most recent sample, assuming a model of exponential growth or decline during the interval. The effect of changes in number of alleles, number of loci, and sample size on the accuracy of the method is described using test simulations, and it is concluded that these have an approximately equivalent effect. The method is used on three example data sets and problems in interpreting the posterior densities are highlighted and discussed.
Resumo:
Analyses of high-density single-nucleotide polymorphism (SNP) data, such as genetic mapping and linkage disequilibrium (LD) studies, require phase-known haplotypes to allow for the correlation between tightly linked loci. However, current SNP genotyping technology cannot determine phase, which must be inferred statistically. In this paper, we present a new Bayesian Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithm for population haplotype frequency estimation, particulary in the context of LD assessment. The novel feature of the method is the incorporation of a log-linear prior model for population haplotype frequencies. We present simulations to suggest that 1) the log-linear prior model is more appropriate than the standard coalescent process in the presence of recombination (>0.02cM between adjacent loci), and 2) there is substantial inflation in measures of LD obtained by a "two-stage" approach to the analysis by treating the "best" haplotype configuration as correct, without regard to uncertainty in the recombination process. Genet Epidemiol 25:106-114, 2003. (C) 2003 Wiley-Liss, Inc.
Resumo:
Population subdivision complicates analysis of molecular variation. Even if neutrality is assumed, three evolutionary forces need to be considered: migration, mutation, and drift. Simplification can be achieved by assuming that the process of migration among and drift within subpopulations is occurring fast compared to Mutation and drift in the entire population. This allows a two-step approach in the analysis: (i) analysis of population subdivision and (ii) analysis of molecular variation in the migrant pool. We model population subdivision using an infinite island model, where we allow the migration/drift parameter Theta to vary among populations. Thus, central and peripheral populations can be differentiated. For inference of Theta, we use a coalescence approach, implemented via a Markov chain Monte Carlo (MCMC) integration method that allows estimation of allele frequencies in the migrant pool. The second step of this approach (analysis of molecular variation in the migrant pool) uses the estimated allele frequencies in the migrant pool for the study of molecular variation. We apply this method to a Drosophila ananassae sequence data set. We find little indication of isolation by distance, but large differences in the migration parameter among populations. The population as a whole seems to be expanding. A population from Bogor (Java, Indonesia) shows the highest variation and seems closest to the species center.
Resumo:
Quantum calculations of the ground vibrational state tunneling splitting of H-atom and D-atom transfer in malonaldehyde are performed on a full-dimensional ab initio potential energy surface (PES). The PES is a fit to 11 147 near basis-set-limit frozen-core CCSD(T) electronic energies. This surface properly describes the invariance of the potential with respect to all permutations of identical atoms. The saddle-point barrier for the H-atom transfer on the PES is 4.1 kcal/mol, in excellent agreement with the reported ab initio value. Model one-dimensional and "exact" full-dimensional calculations of the splitting for H- and D-atom transfer are done using this PES. The tunneling splittings in full dimensionality are calculated using the unbiased "fixed-node" diffusion Monte Carlo (DMC) method in Cartesian and saddle-point normal coordinates. The ground-state tunneling splitting is found to be 21.6 cm(-1) in Cartesian coordinates and 22.6 cm(-1) in normal coordinates, with an uncertainty of 2-3 cm(-1). This splitting is also calculated based on a model which makes use of the exact single-well zero-point energy (ZPE) obtained with the MULTIMODE code and DMC ZPE and this calculation gives a tunneling splitting of 21-22 cm(-1). The corresponding computed splittings for the D-atom transfer are 3.0, 3.1, and 2-3 cm(-1). These calculated tunneling splittings agree with each other to within less than the standard uncertainties obtained with the DMC method used, which are between 2 and 3 cm(-1), and agree well with the experimental values of 21.6 and 2.9 cm(-1) for the H and D transfer, respectively. (C) 2008 American Institute of Physics.
Resumo:
We have estimated the speed and direction of propagation of a number of Coronal Mass Ejections (CMEs) using single-spacecraft data from the STEREO Heliospheric Imager (HI) wide-field cameras. In general, these values are in good agreement with those predicted by Thernisien, Vourlidas, and Howard in Solar Phys. 256, 111 -aEuro parts per thousand 130 (2009) using a forward modelling method to fit CMEs imaged by the STEREO COR2 coronagraphs. The directions of the CMEs predicted by both techniques are in good agreement despite the fact that many of the CMEs under study travel in directions that cause them to fade rapidly in the HI images. The velocities estimated from both techniques are in general agreement although there are some interesting differences that may provide evidence for the influence of the ambient solar wind on the speed of CMEs. The majority of CMEs with a velocity estimated to be below 400 km s(-1) in the COR2 field of view have higher estimated velocities in the HI field of view, while, conversely, those with COR2 velocities estimated to be above 400 km s(-1) have lower estimated HI velocities. We interpret this as evidence for the deceleration of fast CMEs and the acceleration of slower CMEs by interaction with the ambient solar wind beyond the COR2 field of view. We also show that the uncertainties in our derived parameters are influenced by the range of elongations over which each CME can be tracked. In order to reduce the uncertainty in the predicted arrival time of a CME at 1 Astronomical Unit (AU) to within six hours, the CME needs to be tracked out to at least 30 degrees elongation. This is in good agreement with predictions of the accuracy of our technique based on Monte Carlo simulations.