Fuzzy Monte Carlo model for transmission power systems reliability based decision making

This thesis presents the Fuzzy Monte Carlo Model for Transmission Power Systems Reliability based studies (FMC-TRel) methodology, which is based on statistical failure and repair data of the transmission power system components and uses fuzzyprobabilistic modeling for system component outage parameters. Using statistical records allows developing the fuzzy membership functions of system component outage parameters. The proposed hybrid method of fuzzy set and Monte Carlo simulation based on the fuzzy-probabilistic models allows catching both randomness and fuzziness of component outage parameters. A network contingency analysis to identify any overloading or voltage violation in the network is performed once obtained the system states. This is followed by a remedial action algorithm, based on Optimal Power Flow, to reschedule generations and alleviate constraint violations and, at the same time, to avoid any load curtailment, if possible, or, otherwise, to minimize the total load curtailment, for the states identified by the contingency analysis. For the system states that cause load curtailment, an optimization approach is applied to reduce the probability of occurrence of these states while minimizing the costs to achieve that reduction. This methodology is of most importance for supporting the transmission system operator decision making, namely in the identification of critical components and in the planning of future investments in the transmission power system. A case study based on Reliability Test System (RTS) 1996 IEEE 24 Bus is presented to illustrate with detail the application of the proposed methodology.

Variabilidade introduzida pelo operador no processamento dos estudos Gated-SPECT do miocárdio

Introdução – Os estudos Gated – Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) são uma das técnicas de imagiologia cardíaca que mais evoluiu nas últimas décadas. Para a análise das imagens obtidas, a utilização de softwares de quantificação leva a um aumento da reprodutibilidade e exatidão das interpretações. O objetivo deste estudo consiste em avaliar, em estudos Gated-SPECT, a variabilidade intra e interoperador de parâmetros quantitativos de função e perfusão do miocárdio, obtidos com os softwares Quantitative Gated SPECT (QGS) e Quantitative Perfusion SPECT (QPS). Material e métodos – Recorreu-se a uma amostra não probabilística por conveniência de 52 pacientes, que realizaram estudos Gated-SPECT do miocárdio por razões clínicas e que integravam a base de dados da estação de processamento da Xeleris da ESTeSL. Os cinquenta e dois estudos foram divididos em dois grupos distintos: Grupo I (GI) de 17 pacientes com imagens com perfusão do miocárdio normal; Grupo II (GII) de 35 pacientes que apresentavam defeito de perfusão nas imagens Gated-SPECT. Todos os estudos foram processados 5 vezes por 4 operadores independentes (com experiência de 3 anos em Serviços de Medicina Nuclear com casuística média de 15 exames/semana de estudos Gated-SPECT). Para a avaliação da variabilidade intra e interoperador foi utilizado o teste estatístico de Friedman, considerando α=0,01. Resultados e discussão – Para todos os parâmetros avaliados, os respectivos valores de p não traduziram diferenças estatisticamente significativas (p>α). Assim, não foi verificada variabilidade intra ou interoperador significativa no processamento dos estudos Gated-SPECT do miocárdio. Conclusão – Os softwares QGS e QPS são reprodutíveis na quantificação dos parâmetros de função e perfusão avaliados, não existindo variabilidade introduzida pelo operador.

Conectividade estrutural do cérebro: diferenças entre um cérebro normal e um cérebro com patologia

Perceber a rede estrutural formada pelos neurónios no cérebro a nível da macro escala é um desafio atual na área das neurociências. Neste estudo analisou-se a conectividade estrutural do cérebro em 22 indivíduos saudáveis e em dois doentes com epilepsia pós-traumática. Avaliaram-se as diferenças entre estes dois grupos. Também se pesquisaram diferenças a nível do género e idade no grupo de indivíduos saudáveis e os que têm valores médios mais elevados nas métricas de caracterização da rede. Para tal, desenvolveu-se um protocolo de análise recorrendo a diversos softwares especializados e usaram-se métricas da Teoria dos Grafos para a caracterização da conectividade estrutural entre 118 regiões encefálicas distintas. Dentro do grupo dos indivíduos saudáveis concluiu-se que os homens, no geral, são os que têm média mais alta para as métricas de caracterização da rede estrutural. Contudo, não se observaram diferenças significativas em relação ao género nas métricas de caracterização global do cérebro. Relativamente à idade, esta correlaciona-se negativamente, no geral, com as métricas de caracterização da rede estrutural. As regiões onde se observaram as diferenças mais importantes entre indivíduos saudáveis e doentes são: o sulco rolândico, o hipocampo, o pré-cuneus, o tálamo e o cerebelo bilateralmente. Estas diferenças são consistentes com as imagens radiológicas dos doentes e com a literatura estudada sobre a epilepsia pós-traumática. Preveem-se desenvolvimentos para o estudo da conectividade estrutural do cérebro humano, uma vez que a sua potencialidade pode ser combinada com outros métodos de modo a caracterizar as alterações dos circuitos cerebrais.

The influence of experience and training in a group of novice observers: a jackknife alternative free-response receiver operating characteristic analysis

Purpose - The study evaluates the pre- and post-training lesion localisation ability of a group of novice observers. Parallels are drawn with the performance of inexperienced radiographers taking part in preliminary clinical evaluation (PCE) and ‘red-dot’ systems, operating within radiography practice. Materials and methods - Thirty-four novice observers searched 92 images for simulated lesions. Pre-training and post-training evaluations were completed following the free-response the receiver operating characteristic (FROC) method. Training consisted of observer performance methodology, the characteristics of the simulated lesions and information on lesion frequency. Jackknife alternative FROC (JAFROC) and highest rating inferred ROC analyses were performed to evaluate performance difference on lesion-based and case-based decisions. The significance level of the test was set at 0.05 to control the probability of Type I error. Results - JAFROC analysis (F(3,33) = 26.34, p < 0.0001) and highest-rating inferred ROC analysis (F(3,33) = 10.65, p = 0.0026) revealed a statistically significant difference in lesion detection performance. The JAFROC figure-of-merit was 0.563 (95% CI 0.512,0.614) pre-training and 0.677 (95% CI 0.639,0.715) post-training. Highest rating inferred ROC figure-of-merit was 0.728 (95% CI 0.701,0.755) pre-training and 0.772 (95% CI 0.750,0.793) post-training. Conclusions - This study has demonstrated that novice observer performance can improve significantly. This study design may have relevance in the assessment of inexperienced radiographers taking part in PCE or commenting scheme for trauma.

Occupational exposure to particulate matter in 2 Portuguese waste-sorting units

Objectives - This study intended to characterize work environment contamination by particles in 2 waste-sorting plants. Material and Methods - Particles were measured by portable direct-reading equipment. Besides mass concentration in different sizes, data related with the number of particles concentration were also obtained. Results - Both sorting units showed the same distribution concerning the 2 exposure metrics: particulate matter 5 (PM5) and particulate matter 10 (PM10) reached the highest levels and 0.3 μm was the fraction with a higher number of particles. Unit B showed higher (p < 0.05) levels for both exposure metrics. For instance, in unit B the PM10 size is 9-fold higher than in unit A. In unit A, particulate matter values obtained in pre-sorting and in the sequential sorting cabinet were higher without ventilation working. Conclusions - Workers from both waste-sorting plants are exposed to particles. Particle counting provided additional information that is of extreme value for analyzing the health effects of particles since higher values of particles concentration were obtained in the smallest fraction.

Avaliação ecocardiográfica da insuficiência mitral concomitante, na substituição valvular aórtica isolada: é possível prevê-la?

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular - Ramo de especialização: Ultrassonografia Cardiovascular

Bullying escolar – Intervenientes, ações e sentimentos associados: um estudo com alunos do 2º e 3º ciclos da região do Algarve

Introdução – O bullying pode ser definido como atitudes agressivas, intencionais e repetidas durante um período de tempo. Diversos estudos verificaram a prevalência de bullying entre estudantes de vários países e demonstraram que este é um problema internacional e que pelo menos um em cada dez estudantes está envolvido numa situação de bullying. Objetivos – Caracterizar as situações de bullying no ambiente escolar, o papel do estudante, os sentimentos associados a essas ações e identificar as características do agressor. Métodos – A amostra foi constituída por 519 alunos matriculados em duas escolas da região sul de Portugal que preencheram um questionário anónimo sobre uma situação de bullying que vivenciaram, descrevendo o papel do aluno e o que sentiram nesta situação. Resultados – Os resultados revelaram que em 61,7% dos casos se tratou de agressão física e 29,7% de agressão verbal. Desempenharam o papel de agressores 12,7% dos alunos, 21,8% foram vítimas e 63,6% foram testemunhas desta situação. 10,6% dos alunos relataram sentir bem, 11% mostraram indiferença e 78,4% dos alunos sentiram‑se mal com a situação de bullying. Verificou‑se que, com o avanço da idade, o estudante aumentava em 1,5 vezes a probabilidade de desempenhar o papel de agressor e os rapazes apresentavam 5,2 vezes mais probabilidades de vir a ser agressor numa situação de bullying. Conclusão – O presente estudo verificou que a maioria dos alunos participou de uma situação de bullying escolar como testemunha, sendo os casos mais comuns de agressão física. A maioria dos alunos sentiu‑se mal com essa situação. Os rapazes e os alunos com mais idade tiveram mais probabilidade de vir a desempenhar o papel de agressor numa situação de bullying.

Flexibility in a Stackelberg leadership with differentiated goods

We study the effects of product differentiation in a Stackelberg model with demand uncertainty for the first mover. We do an ex-ante and ex-post analysis of the profits of the leader and of the follower firms in terms of product differentiation and of the demand uncertainty. We show that even with small uncertainty about the demand, the follower firm can achieve greater profits than the leader, if their products are sufficiently differentiated. We also compute the probability of the second firm having higher profit than the leading firm, subsequently showing the advantages and disadvantages of being either the leader or the follower firm.

Deteção e acompanhamento de movimento através de uma câmara de vídeo

A deteção e seguimento de pessoas tem uma grande variedade de aplicações em visão computacional. Embora tenha sido alvo de anos de investigação, continua a ser um tópico em aberto, e ainda hoje, um grande desafio a obtenção de uma abordagem que inclua simultaneamente exibilidade e precisão. O trabalho apresentado nesta dissertação desenvolve um caso de estudo sobre deteção e seguimento automático de faces humanas, em ambiente de sala de reuniões, concretizado num sistema flexível de baixo custo. O sistema proposto é baseado no sistema operativo GNU's Not Unix (GNU) linux, e é dividido em quatro etapas, a aquisição de vídeo, a deteção da face, o tracking e reorientação da posição da câmara. A aquisição consiste na captura de frames de vídeo das três câmaras Internet Protocol (IP) Sony SNC-RZ25P, instaladas na sala, através de uma rede Local Area Network (LAN) também ele já existente. Esta etapa fornece os frames de vídeo para processamento à detecção e tracking. A deteção usa o algoritmo proposto por Viola e Jones, para a identificação de objetos, baseando-se nas suas principais características, que permite efetuar a deteção de qualquer tipo de objeto (neste caso faces humanas) de uma forma genérica e em tempo real. As saídas da deteção, quando é identificado com sucesso uma face, são as coordenadas do posicionamento da face, no frame de vídeo. As coordenadas da face detetada são usadas pelo algoritmo de tracking, para a partir desse ponto seguir a face pelos frames de vídeo subsequentes. A etapa de tracking implementa o algoritmo Continuously Adaptive Mean-SHIFT (Camshift) que baseia o seu funcionamento na pesquisa num mapa de densidade de probabilidade, do seu valor máximo, através de iterações sucessivas. O retorno do algoritmo são as coordenadas da posição e orientação da face. Estas coordenadas permitem orientar o posicionamento da câmara de forma que a face esteja sempre o mais próximo possível do centro do campo de visão da câmara. Os resultados obtidos mostraram que o sistema de tracking proposto é capaz de reconhecer e seguir faces em movimento em sequências de frames de vídeo, mostrando adequabilidade para aplicação de monotorização em tempo real.

Criação de valor - O Cash Value Added como métrica de avaliação da Performance empresarial

Mestrado em Contabilidade e Gestão das Instituições Financeiras

Avaliação da distribuição de dose em doentes com cancro da mama: cobertura e homogeneidade no volume alvo e dose nos órgãos de risco

Mestrado em Radioterapia

A few what-ifs on using statistical analysis of stochastic simulation runs to extract timeliness properties

Modern real-time systems, with a more flexible and adaptive nature, demand approaches for timeliness evaluation based on probabilistic measures of meeting deadlines. In this context, simulation can emerge as an adequate solution to understand and analyze the timing behaviour of actual systems. However, care must be taken with the obtained outputs under the penalty of obtaining results with lack of credibility. Particularly important is to consider that we are more interested in values from the tail of a probability distribution (near worst-case probabilities), instead of deriving confidence on mean values. We approach this subject by considering the random nature of simulation output data. We will start by discussing well known approaches for estimating distributions out of simulation output, and the confidence which can be applied to its mean values. This is the basis for a discussion on the applicability of such approaches to derive confidence on the tail of distributions, where the worst-case is expected to be.

Avaliação de fiabilidade de sistemas elétricos e de automação em instalações de frio industrial

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia/Automação e Eletrónica Industrial

Taxonomy of fundamental concepts of localization in cyber-physical and sensor networks

Localization is a fundamental task in Cyber-Physical Systems (CPS), where data is tightly coupled with the environment and the location where it is generated. The research literature on localization has reached a critical mass, and several surveys have also emerged. This review paper contributes on the state-of-the-art with the proposal of a new and holistic taxonomy of the fundamental concepts of localization in CPS, based on a comprehensive analysis of previous research works and surveys. The main objective is to pave the way towards a deep understanding of the main localization techniques, and unify their descriptions. Furthermore, this review paper provides a complete overview on the most relevant localization and geolocation techniques. Also, we present the most important metrics for measuring the accuracy of localization approaches, which is meant to be the gap between the real location and its estimate. Finally, we present open issues and research challenges pertaining to localization. We believe that this review paper will represent an important and complete reference of localization techniques in CPS for researchers and practitioners and will provide them with an added value as compared to previous surveys.

Dosimetric effect of tissue heterogeneity for 125I prostate implants

Aim - To use Monte Carlo (MC) together with voxel phantoms to analyze the tissue heterogeneity effect in the dose distributions and equivalent uniform dose (EUD) for (125)I prostate implants. Background - Dose distribution calculations in low dose-rate brachytherapy are based on the dose deposition around a single source in a water phantom. This formalism does not take into account tissue heterogeneities, interseed attenuation, or finite patient dimensions effects. Tissue composition is especially important due to the photoelectric effect. Materials and Methods - The computed tomographies (CT) of two patients with prostate cancer were used to create voxel phantoms for the MC simulations. An elemental composition and density were assigned to each structure. Densities of the prostate, vesicles, rectum and bladder were determined through the CT electronic densities of 100 patients. The same simulations were performed considering the same phantom as pure water. Results were compared via dose-volume histograms and EUD for the prostate and rectum. Results - The mean absorbed doses presented deviations of 3.3-4.0% for the prostate and of 2.3-4.9% for the rectum, when comparing calculations in water with calculations in the heterogeneous phantom. In the calculations in water, the prostate D 90 was overestimated by 2.8-3.9% and the rectum D 0.1cc resulted in dose differences of 6-8%. The EUD resulted in an overestimation of 3.5-3.7% for the prostate and of 7.7-8.3% for the rectum. Conclusions - The deposited dose was consistently overestimated for the simulation in water. In order to increase the accuracy in the determination of dose distributions, especially around the rectum, the introduction of the model-based algorithms is recommended.