Technology, work organisation and job quality in the service sector: an introduction’

This special issue volume is concerned with how technology is changing the nature of work and working conditions while generating new products and new forms of service delivery. The five articles included in this volume cover service work, from the routine and clerical through to highly credentialed and professional work. Although some of the established challenges concerning the impact of Information and Communication Technology (ICT) on work and workplaces are evident in the articles, it is also clear that new service delivery processes demand new skills and training to some extent. Overall findings indicate that while ICT competencies are important, they need to be supplemented by the soft skills that are crucial for effective customer interactions and more open work systems with greater autonomy and participation whereby flexible work teams can have a positive impact on job quality outcomes. This introductory article examines technology and the changing nature of work through three strands of interpretation, prior to introducing the five articles in this special issue.

Electron-scale dissipative electrostatic solitons in multi-species plasmas

The linear and nonlinear properties of small-amplitude electron-acoustic solitary waves are investigated via the fluid dynamical approach. A three-component plasma is considered, composed of hot electrons, cold electrons, and ions (considered stationary at the scale of interest). A dissipative (wave damping) effect is assumed due to electron-neutral collisions. The background (hot) electrons are characterized by an energetic (excessively superthermal) population and are thus modeled via a κ-type nonthermal distribution. The linear characteristics of electron-acoustic excitations are discussed, for different values of the plasma parameters (superthermality index κ and cold versus hot electron population concentration β). Large wavelengths (beyond a threshold value) are shown to be overdamped. The reductive perturbation technique is used to derive a dissipative Korteweg de-Vries (KdV) equation for small-amplitude electrostatic potential disturbances. These are expressed by exact solutions in the form of dissipative solitary waves, whose dynamics is investigated analytically and numerically. Our results should be useful in elucidating the behavior of space and experimental plasmas characterized by a coexistence of electron populations at different temperatures, where electron-neutral collisions are of relevance.

Self-consistent modelling of line-driven hot-star winds with Monte Carlo radiation hydrodynamics

Radiative pressure exerted by line interactions is a prominent driver of outflows in astrophysical systems, being at work in the outflows emerging from hot stars or from the accretion discs of cataclysmic variables, massive young stars and active galactic nuclei. In this work, a new radiation hydrodynamical approach to model line-driven hot-star winds is presented. By coupling a Monte Carlo radiative transfer scheme with a finite volume fluid dynamical method, line-driven mass outflows may be modelled self-consistently, benefiting from the advantages of Monte Carlo techniques in treating multiline effects, such as multiple scatterings, and in dealing with arbitrary multidimensional configurations. In this work, we introduce our approach in detail by highlighting the key numerical techniques and verifying their operation in a number of simplified applications, specifically in a series of self-consistent, one-dimensional, Sobolev-type, hot-star wind calculations. The utility and accuracy of our approach are demonstrated by comparing the obtained results with the predictions of various formulations of the so-called CAK theory and by confronting the calculations with modern sophisticated techniques of predicting the wind structure. Using these calculations, we also point out some useful diagnostic capabilities our approach provides. Finally, we discuss some of the current limitations of our method, some possible extensions and potential future applications.

The white dwarf's carbon fraction as a secondary parameter of Type Ia supernovae

Context. Binary stellar evolution calculations predict thatChandrasekhar-mass carbon/oxygen white dwarfs (WDs) show a radiallyvarying profile for the composition with a carbon depleted core. Manyrecent multi-dimensional simulations of Type Ia supernovae (SNe Ia),however, assume the progenitor WD has a homogeneous chemicalcomposition.
Aims: In this work, we explore the impact ofdifferent initial carbon profiles of the progenitor WD on the explosionphase and on synthetic observables in the Chandrasekhar-mass delayeddetonation model. Spectra and light curves are compared to observationsto judge the validity of the model.
Methods: The explosion phaseis simulated using the finite volume supernova code Leafs, which isextended to treat different compositions of the progenitor WD. Thesynthetic observables are computed with the Monte Carlo radiativetransfer code Artis. Results: Differences in binding energies ofcarbon and oxygen lead to a lower nuclear energy release for carbondepleted material; thus, the burning fronts that develop are weaker andthe total nuclear energy release is smaller. For otherwise identicalconditions, carbon depleted models produce less 56Ni.Comparing different models with similar 56Ni yields showslower kinetic energies in the ejecta for carbon depleted models, butonly small differences in velocity distributions and line velocities inspectra. The light curve width-luminosity relation (WLR) obtained formodels with differing carbon depletion is roughly perpendicular to theobserved WLR, hence the carbon mass fraction is probably only asecondary parameter in the family of SNe Ia.
Tables 3 and 4 are available in electronic form at http://www.aanda.org

NanoStreams: Codesigned Microservers for Edge Analytics in Real Time

NanoStreams explores the design, implementation,and system software stack of micro-servers aimed at processingdata in-situ and in real time. These micro-servers can serve theemerging Edge computing ecosystem, namely the provisioningof advanced computational, storage, and networking capabilitynear data sources to achieve both low latency event processingand high throughput analytical processing, before consideringoff-loading some of this processing to high-capacity datacentres.NanoStreams explores a scale-out micro-server architecture thatcan achieve equivalent QoS to that of conventional rack-mountedservers for high-capacity datacentres, but with dramaticallyreduced form factors and power consumption. To this end,NanoStreams introduces novel solutions in programmable & con-figurable hardware accelerators, as well as the system softwarestack used to access, share, and program those accelerators.Our NanoStreams micro-server prototype has demonstrated 5.5×higher energy-efficiency than a standard Xeon Server. Simulationsof the microserver’s memory system extended to leveragehybrid DDR/NVM main memory indicated 5× higher energyefficiencythan a conventional DDR-based system. 

Clinopyroxene based glasses and glass-ceramics for functional applications

As piroxenas são um vasto grupo de silicatos minerais encontrados em muitas rochas ígneas e metamórficas. Na sua forma mais simples, estes silicatos são constituídas por cadeias de SiO3 ligando grupos tetrahédricos de SiO4. A fórmula química geral das piroxenas é M2M1T2O6, onde M2 se refere a catiões geralmente em uma coordenação octaédrica distorcida (Mg2+, Fe2+, Mn2+, Li+, Ca2+, Na+), M1 refere-se a catiões numa coordenação octaédrica regular (Al3+, Fe3+, Ti4+, Cr3+, V3+, Ti3+, Zr4+, Sc3+, Zn2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+), e T a catiões em coordenação tetrahédrica (Si4+, Al3+, Fe3+). As piroxenas com estrutura monoclínica são designadas de clinopiroxenes. A estabilidade das clinopyroxenes num espectro de composições químicas amplo, em conjugação com a possibilidade de ajustar as suas propriedades físicas e químicas e a durabilidade química, têm gerado um interesse mundial devido a suas aplicações em ciência e tecnologia de materiais. Este trabalho trata do desenvolvimento de vidros e de vitro-cerâmicos baseadas de clinopiroxenas para aplicações funcionais. O estudo teve objectivos científicos e tecnológicos; nomeadamente, adquirir conhecimentos fundamentais sobre a formação de fases cristalinas e soluções sólidas em determinados sistemas vitro-cerâmicos, e avaliar a viabilidade de aplicação dos novos materiais em diferentes áreas tecnológicas, com especial ênfase sobre a selagem em células de combustível de óxido sólido (SOFC). Com este intuito, prepararam-se vários vidros e materiais vitro-cerâmicos ao longo das juntas Enstatite (MgSiO3) - diopsídio (CaMgSi2O6) e diopsídio (CaMgSi2O6) - Ca - Tschermak (CaAlSi2O6), os quais foram caracterizados através de um vasto leque de técnicas. Todos os vidros foram preparados por fusão-arrefecimento enquanto os vitro-cerâmicos foram obtidos quer por sinterização e cristalização de fritas, quer por nucleação e cristalização de vidros monolíticos. Estudaram-se ainda os efeitos de várias substituições iónicas em composições de diopsídio contendo Al na estrutura, sinterização e no comportamento durante a cristalização de vidros e nas propriedades dos materiais vitro-cerâmicos, com relevância para a sua aplicação como selantes em SOFC. Verificou-se que Foi observado que os vidros/vitro-cerâmicos à base de enstatite não apresentavam as características necessárias para serem usados como materiais selantes em SOFC, enquanto as melhores propriedades apresentadas pelos vitro-cerâmicos à base de diopsídio qualificaram-nos para futuros estudos neste tipo de aplicações. Para além de investigar a adequação dos vitro-cerâmicos à base de clinopyroxene como selantes, esta tese tem também como objetivo estudar a influência dos agentes de nucleação na nucleação em volume dos vitro-cerâmicos resultantes á base de diopsídio, de modo a qualificá-los como potenciais materiais hopedeiros de resíduos nucleares radioactivos.

Gas liquid equilibria at high pressures

Este trabalho tem como objectivo a medição da solubilidade de gases em líquidos a altas pressões. Para a realização experimental foi usada uma célula de altas pressões de volume variável e um método de observação directa para a detecção das transições de fase. As condições usadas neste trabalho experimental foram temperaturas entre 276.00 e 373.15 K e pressões ate 100 MPa. Numa primeira fase foram efectuadas medições de solubilidade de metano em anilina pura e para uma solução aquosa de composição mássica igual a 5% em anilina. A anilina é fundamentalmente usada em processos como a produção de borracha, de poliuretanos, pigmentos e tintas, fármacos, herbicidas e fungicidas. É usualmente produzida através de processos de redução do nitrobenzeno por reacção com o HCl. De facto, esta síntese é um processo químico complexo onde um grande número de processos compete entre si. Alterações nas condições do processo com a possível formação de produtos intermediários podem afectar a eficiência do processo. Para a sua melhoria foi sugerido que o hidrogénio usado fosse simultaneamente produzido e gasto no reactor principal. Neste caso e para a produção do mesmo, era necessário adicionar metano e água ao reactor. Tendo por base a ideia de que as reacções onde o hidrogénio é reagente e produto ocorrem em simultâneo, torna-se clara a importância do estudo da solubilidade do metano em anilina pura e em soluções aquosas desta. Numa segunda fase foi estudada a solubilidade do dióxido de carbono em soluções aquosas de tri-iso-butil(metil)fosfónio tosilato, com composições molares são de 4, 8 e 12% em líquido iónico. Este pertencente à família dos fosfónios. Possui uma viscosidade e densidade elevadas, é térmica e quimicamente estável e ainda possui uma elevada polaridade. Apresenta uma miscibilidade completa em água e nos solventes mais usuais, como o diclorometano e tolueno, não sendo no entanto míscivel em hexano. O tri-isobutil( metil)fosfónium tosilato é usado como solvente nos processos de hidroformilação de olefinas e ainda em processos de captura e conversão de dióxido de carbono. Neste trabalho experimental, a temperatura e a pressão foram inicialmente aumentadas até o sistema atingir o equilíbrio. A pressão é diminuída lentamente até se verificar o aparecimento/desaparecimento da última bolha de gás. A pressão à qual a última bolha de gás desaparece representa a pressão de equilíbrio para aquela temperatura. Este procedimento foi efectuado para vários sistemas e várias temperaturas.

SWORD: an intelligent vibratory wearable device to improve rehabilitation in stroke patients

Anualmente ocorrem cerca de 16 milhões AVCs em todo o mundo. Cerca de metade dos sobreviventes irá apresentar défice motor que necessitará de reabilitação na janela dos 3 aos 6 meses depois do AVC. Nos países desenvolvidos, é estimado que os custos com AVCs representem cerca de 0.27% do Produto Interno Bruto de cada País. Esta situação implica um enorme peso social e financeiro. Paradoxalmente a esta situação, é aceite na comunidade médica a necessidade de serviços de reabilitação motora mais intensivos e centrados no doente. Na revisão do estado da arte, demonstra-se o arquétipo que relaciona metodologias terapêuticas mais intensivas com uma mais proficiente reabilitação motora do doente. Revelam-se também as falhas nas soluções tecnológicas existentes que apresentam uma elevada complexidade e custo associado de aquisição e manutenção. Desta forma, a pergunta que suporta o trabalho de doutoramento seguido inquire a possibilidade de criar um novo dispositivo de simples utilização e de baixo custo, capaz de apoiar uma recuperação motora mais eficiente de um doente após AVC, aliando intensidade com determinação da correcção dos movimentos realizados relativamente aos prescritos. Propondo o uso do estímulo vibratório como uma ferramenta proprioceptiva de intervenção terapêutica a usar no novo dispositivo, demonstra-se a tolerabilidade a este tipo de estímulos através do teste duma primeira versão do sistema apenas com a componente de estimulação num primeiro grupo de 5 doentes. Esta fase validará o subsequente desenvolvimento do sistema SWORD. Projectando o sistema SWORD como uma ferramenta complementar que integra as componentes de avaliação motora e intervenção proprioceptiva por estimulação, é descrito o desenvolvimento da componente de quantificação de movimento que o integra. São apresentadas as diversas soluções estudadas e o algoritmo que representa a implementação final baseada na fusão sensorial das medidas provenientes de três sensores: acelerómetro, giroscópio e magnetómetro. O teste ao sistema SWORD, quando comparado com o método de reabilitação tradicional, mostrou um ganho considerável de intensidade e qualidade na execução motora para 4 dos 5 doentes testados num segundo grupo experimental. É mostrada a versatilidade do sistema SWORD através do desenvolvimento do módulo de Tele-Reabilitação que complementa a componente de quantificação de movimento com uma interface gráfica de feedback e uma ferramenta de análise remota da evolução motora do doente. Finalmente, a partir da componente de quantificação de movimento, foi ainda desenvolvida uma versão para avaliação motora automatizada, implementada a partir da escala WMFT, que visa retirar o factor subjectivo da avaliação humana presente nas escalas de avaliação motora usadas em Neurologia. Esta versão do sistema foi testada num terceiro grupo experimental de cinco doentes.

On the application of optimal control techniques in lossy fieldbuses

The performance of real-time networks is under continuous improvement as a result of several trends in the digital world. However, these tendencies not only cause improvements, but also exacerbates a series of unideal aspects of real-time networks such as communication latency, jitter of the latency and packet drop rate. This Thesis focuses on the communication errors that appear on such realtime networks, from the point-of-view of automatic control. Specifically, it investigates the effects of packet drops in automatic control over fieldbuses, as well as the architectures and optimal techniques for their compensation. Firstly, a new approach to address the problems that rise in virtue of such packet drops, is proposed. This novel approach is based on the simultaneous transmission of several values in a single message. Such messages can be from sensor to controller, in which case they are comprised of several past sensor readings, or from controller to actuator in which case they are comprised of estimates of several future control values. A series of tests reveal the advantages of this approach. The above-explained approach is then expanded as to accommodate the techniques of contemporary optimal control. However, unlike the aforementioned approach, that deliberately does not send certain messages in order to make a more efficient use of network resources; in the second case, the techniques are used to reduce the effects of packet losses. After these two approaches that are based on data aggregation, it is also studied the optimal control in packet dropping fieldbuses, using generalized actuator output functions. This study ends with the development of a new optimal controller, as well as the function, among the generalized functions that dictate the actuator’s behaviour in the absence of a new control message, that leads to the optimal performance. The Thesis also presents a different line of research, related with the output oscillations that take place as a consequence of the use of classic co-design techniques of networked control. The proposed algorithm has the goal of allowing the execution of such classical co-design algorithms without causing an output oscillation that increases the value of the cost function. Such increases may, under certain circumstances, negate the advantages of the application of the classical co-design techniques. A yet another line of research, investigated algorithms, more efficient than contemporary ones, to generate task execution sequences that guarantee that at least a given number of activated jobs will be executed out of every set composed by a predetermined number of contiguous activations. This algorithm may, in the future, be applied to the generation of message transmission patterns in the above-mentioned techniques for the efficient use of network resources. The proposed task generation algorithm is better than its predecessors in the sense that it is capable of scheduling systems that cannot be scheduled by its predecessor algorithms. The Thesis also presents a mechanism that allows to perform multi-path routing in wireless sensor networks, while ensuring that no value will be counted in duplicate. Thereby, this technique improves the performance of wireless sensor networks, rendering them more suitable for control applications. As mentioned before, this Thesis is centered around techniques for the improvement of performance of distributed control systems in which several elements are connected through a fieldbus that may be subject to packet drops. The first three approaches are directly related to this topic, with the first two approaching the problem from an architectural standpoint, whereas the third one does so from more theoretical grounds. The fourth approach ensures that the approaches to this and similar problems that can be found in the literature that try to achieve goals similar to objectives of this Thesis, can do so without causing other problems that may invalidate the solutions in question. Then, the thesis presents an approach to the problem dealt with in it, which is centered in the efficient generation of the transmission patterns that are used in the aforementioned approaches.

A three-dimensional hydrodynamic model with generic vertical coordinate

A three-dimensional primitive equation model and its application to a tidal estuary is described. The model solves the primitive equations for incompressible fluids with Boussinesq and hydrostatic approximations. The discretization is based on the finite volume method and allows a general vertical coordinate. The computational code is implemented in such a way that different vertical coordinates can be used in different parts of the domain. The model was designed to be able to simulate the flow both in the open ocean and in coastal and estuarine zones and can be coupled in a simple way to ecological models. The model was implemented successfully in several estuarine and coastal areas. Results are show for the Sado estuary in Portugal to illustrate model accuracy and potential. Quantitative validation is based on field data (water levels and velocities) while qualitative verification is based on the analysis of secondary flows.

Boundary value problems for analytic functions in the class of Cauchy-type integrals with density in

We study the Riemann boundary value problem , for analytic functions in the class of analytic functions represented by the Cauchy-type integrals with density in the spaces with variable exponent. We consider both the case when the coefficient is piecewise continuous and it may be of a more general nature, admitting its oscillation. The explicit formulas for solutions in the variable exponent setting are given. The related singular integral equations in the same setting are also investigated. As an application there is derived some extension of the Szegö-Helson theorem to the case of variable exponents.

An investigation of container train service provision and load factors in Great Britain

The continued growth in the volume of international trade poses considerable economic and sustainability challenges, particularly as transport routes become more congested and concern grows about the role of transport movements in accelerating climate change. Rail freight plays a major role in the inland transport of containers passing through the main British container ports, and potentially could play a more significant role in the future. However, there is little detailed understanding of the nature of this particular rail market, especially in terms its current operating efficiency. This paper examines container train service provision to/from the four main ports, based on analysis of a representative survey of more than 500 container trains between February and August 2007. The extent to which the existing capacity is utilised is presented, and scenarios by which the number of containers carried could be increased without requiring additional train service provision are modelled, to identify the theoretical potential for greater rail volumes. Finally, the paper identifies the challenges involved in achieving higher load factors, emphasising the importance both of wider supply chain considerations and government policy decision-making.

Prediction and Privacy in Healthcare Analytics

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-03