Suboptimal filtering and nonlinear time scale transformation for the analysis of multiexponential decays

Multiexponential decays may contain time-constants differing in several orders of magnitudes. In such cases, uniform sampling results in very long records featuring a high degree of oversampling at the final part of the transient. Here, we analyze a nonlinear time scale transformation to reduce the total number of samples with minimum signal distortion, achieving an important reduction of the computational cost of subsequent analyses. We propose a time-varying filter whose length is optimized for minimum mean square error

System identification using a linear combination of cumulant slices

In this paper we develop a new linear approach to identify the parameters of a moving average (MA) model from the statistics of the output. First, we show that, under some constraints, the impulse response of the system can be expressed as a linear combination of cumulant slices. Then, thisresult is used to obtain a new well-conditioned linear methodto estimate the MA parameters of a non-Gaussian process. Theproposed method presents several important differences withexisting linear approaches. The linear combination of slices usedto compute the MA parameters can be constructed from dif-ferent sets of cumulants of different orders, providing a generalframework where all the statistics can be combined. Further-more, it is not necessary to use second-order statistics (the autocorrelation slice), and therefore the proposed algorithm stillprovides consistent estimates in the presence of colored Gaussian noise. Another advantage of the method is that while mostlinear methods developed so far give totally erroneous estimates if the order is overestimated, the proposed approach doesnot require a previous estimation of the filter order. The simulation results confirm the good numerical conditioning of thealgorithm and the improvement in performance with respect to existing methods.

Quantile Estimation in Non-Stationary Streaming Data

We provide an incremental quantile estimator for Non-stationary Streaming Data. We propose a method for simultaneous estimation of multiple quantiles corresponding to the given probability levels from streaming data. Due to the limitations of the memory, it is not feasible to compute the quantiles by storing the data. So estimating the quantiles as the data pass by is the only possibility. This can be effective in network measurement. To provide the minimum of the mean-squared error of the estimation, we use parabolic approximation and for comparison we simulate the results for different number of runs and using both linear and parabolic approximations.

Aikasarja-analyysimenetelmien soveltuvuus maakaasun; hinnoittelussa käytettyjen sidonnaisuustekijöiden ennustamisessa: Case Gasum Oy

Tässä tutkielmassatarkastellaan maakaasun hinnoittelussa käytettyjen sidonnaisuustekijöiden hintadynamiikkaa ja niiden vaikutusta maakaasun hinnanmuodostukseen. Pääasiallisena tavoitteena on arvioida eri aikasarjamenetelmien soveltuvuutta sidonnaisuustekijöiden ennustamisessa. Tämä toteutettiin analysoimalla eri mallien ja menetelmien ominaisuuksia sekä yhteen sovittamalla nämä eri energiamuotojen hinnanmuodostuksen erityispiirteisiin. Tutkielmassa käytetty lähdeaineisto on saatu Gasum Oy:n tietokannasta. Maakaasun hinnoittelussa käytetään kolmea sidonnaisuustekijää seuraavilla painoarvoilla: raskaspolttoöljy 50%, indeksi E40 30% ja kivihiili 20%. Kivihiilen ja raskaan polttoöljyn hinta-aineisto koostuu verottomista dollarimääräisistä kuukausittaisista keskiarvoista periodilta 1.1.1997 - 31.10.2004. Kotimarkkinoiden perushintaindeksin alaindeksin E40 indeksi-aineisto, joka kuvaa energian tuottajahinnan kehitystä Suomessa ja koostuu tilastokeskuksen julkaisemista kuukausittaisista arvoista periodilta 1.1.2000 - 31.10.2004. Tutkimuksessa tarkasteltujen mallien ennustuskyky osoittautui heikoksi. Kuitenkin tuloksien perusteella voidaan todeta, että lyhyellä aikavälillä EWMA-malli antoi harhattomimman ennusteen. Muut testatuista malleista eivät kyenneet antamaan riittävän luotettavia ja tarkkoja ennusteita. Perinteinen aikasarja-analyysi kykeni tunnistamaan aikasarjojen kausivaihtelut sekä trendit. Lisäksi liukuvan keskiarvon menetelmä osoittautui jossain määrin käyttökelpoiseksi aikasarjojen lyhyen aikavälin trendien identifioinnissa.

Análisis de la fiabilidad de indicadores para sistemas de seguimiento de precios en los mercados

Para este trabajo se ha desarrollado un programa en Matlab, que nos permite realizar ensayos con algunas de las herramientas fundamentales del análisis técnico. Concretamente nos hemos centrado en el “Indicador de Movimiento Direccional” de Wilder. El programa está formado por seis funciones que permiten descargar datos, hacer la simulación del indicador, ajustar automáticamente algunos de sus parámetros y presentar los resultados obtenidos en la simulación. Con los experimentos y simulaciones realizadas se ha visto la importancia de escoger adecuadamente los períodos de ±DIs (indicadores direccionales positivo y negativo) y el ADX (Average Directional Movement Index). También hemos visto que la reglas decisión apuntadas por autores de reconocido prestigio como Cava y Ortiz ,no siempre se comportan como cabría esperar. Se propone mejorar el rendimiento y la fiabilidad de este indicador Incluyendo alguna media móvil de los precios y el volumen de contratación, en los criterios de decisión. También se podría mejorar implementando un sistema para que se pudiesen autoajustar los criterios de decisión.

Is it possible to utilize VIX for a profitable trading strategy of S&P 500 Index?

The goal of this research was to make an overall sight to VIX® and how it can be used as a stock market indicator. Volatility index often referred as the fear index, measures how much it costs for investor to protect his/her S&P 500 position from fluctuations with options. Over the relatively short history of VIX it has been a successful timing coordinator and it has given incremental information about the market state adding its own psychological view of the amount of fear and greed. Correctly utilized VIX information gives a considerable advantage in timing market actions. In this paper we test how VIX works as a leading indicator of broad stock market index such as S&P 500 (SPX). The purpose of this paper is to find a working way to interpret VIX. The various tests are made on time series data ranging from the year 1990 to the year 2010. The 10-day simple moving average strategy gave significant profits from the whole time when VIX data is available. Strategy was able to utilize the increases of SPX in example portfolio value and was able to step aside when SPX was declining. At the times when portfolio was aside of S it was on safety fund like on treasury bills getting an annual yield of 3 percent. On the other side just a static number’s of VIX did not work as indicators in a profit making way.

Predicting Market Crashes: An Examination of the Performance of Macroeconomic Indicators and Technical Analysis

The purpose of this study is to examine macroeconomic indicators‟ and technical analysis‟ ability to signal market crashes. Indicators examined were Yield Spread, The Purchasing Managers Index and the Consumer Confidence Index. Technical Analysis indicators were moving average, Moving Average Convergence-Divergence and Relative Strength Index. We studied if commonly used macroeconomic indicators can be used as a warning system for a stock market crashes as well. The hypothesis is that the signals of recession can be used as signals of stock market crash and that way a basis for a hedging strategy. The data is collected from the U.S. markets from the years 1983-2010. Empirical studies show that macroeconomic indicators have been able to explain the future GDP development in the U.S. in research period and they were statistically significant. A hedging strategy that combined the signals of yield spread and Consumer Confidence Index gave most useful results as a basis of a hedging strategy in selected time period. It was able to outperform buy-and-hold strategy as well as all of the technical indicator based hedging strategies.

Monitoring of mechanical sugarcane harvesting through control charts

ABSTRACT Statistical process control in mechanized farming is a new way to assess operation quality. In this sense, we aimed to compare three statistical process control tools applied to losses in sugarcane mechanical harvesting to determine the best control chart template for this quality indicator. Losses were daily monitored in farms located within Triângulo Mineiro region, in Minas Gerais state, Brazil. They were carried over a period of 70 days in the 2014 harvest. At the end of the evaluation period, 194 samples were collected in total for each type of loss. The control charts used were individual values chart, moving average and exponentially weighted moving average. The quality indicators assessed during sugarcane harvest were the following loss types: full grinding wheel, stumps, fixed piece, whole cane, chips, loose piece and total losses. The control chart of individual values is the best option for monitoring losses in sugarcane mechanical harvesting, as it is of easier result interpretation, in comparison to the others.

Liukuviin keskiarvoihin perustuvien kaupankäyntistrategioiden suoriutuminen Suomen osakemarkkinoilla

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, pystyykö teknistä analyysiä hyväksikäyttävä sijoittaja saamaan markkinatuottoa parempaa tuottoa Suomen osakemarkkinoilla. Tutkielman aineisto koostuu 24:stä vaihdetuimmasta osakkeesta Helsingin pörssissä. Nämä osakkeet muodostavat OMX25 –indeksin lukuun ottamatta yhtä osaketta, jota ei oltu vielä noteerattu tarkasteluperiodin alussa. Teknisen analyysin menetelminä käytetään neljää eripituista liukuvaa keskiarvoa (5, 20, 50 ja 100). Näistä muodostetaan liukuvien keskiarvojen kaksinkertaiset leikkausmenetelmät, joiden avulla saadaan osto- ja myyntisignaaleja kullekin osakkeelle. Tutkielman vertailukohteena käytetään perinteisen rahoitusteorian suosimaa osta ja pidä -strategiaa. Empiiristen testien tarkastelujakso on 1.1.2006 – 30.9.2010. Tutkielmassa havaittiin, että teknistä analyysiä hyväksikäyttäen voi saada markkinoita parempaa tuottoa, vaikka kaikki tulokset eivät olleet tilastollisesti merkittäviä. Tutkimuksessa ei otettu huomioon useista kaupoista syntyviä transaktiokustannuksia, veroja eikä korkotuottoa, jonka sijoittaja saisi pitäessään varoja esimerkiksi pankkitilillä ennen seuraavaa kauppaa. Erityisen huomionarvoista tässä tutkimuksessa oli se, että tekninen analyysi antoi sijoittajalle erittäin hyvän suojan finanssikriisin aikaiselta kurssilaskulta. Se antoi sijoittajalle selvän myyntisignaalin myydä osakkeet, ennen kuin kurssit alkoivat laskea rajusti.

Do retail investors use technical analysis? Evidence from Stuttgart stock exchange.

Tutkielma käyttää automaattista kuviontunnistusalgoritmia ja yleisiä kahden liukuvan keskiarvon leikkauspiste –sääntöjä selittääkseen Stuttgartin pörssissä toimivien yksityissijoittajien myynti-osto –epätasapainoa ja siten vastatakseen kysymykseen ”käyttävätkö yksityissijoittajat teknisen analyysin menetelmiä kaupankäyntipäätöstensä perustana?” Perusolettama sijoittajien käyttäytymisestä ja teknisen analyysin tuottavuudesta tehtyjen tutkimusten perusteella oli, että yksityissijoittajat käyttäisivät teknisen analyysin metodeja. Empiirinen tutkimus, jonka aineistona on DAX30 yhtiöiden data vuosilta 2009 – 2013, ei tuottanut riittävän selkeää vastausta tutkimuskysymykseen. Heikko todistusaineisto näyttää kuitenkin osoittavan, että yksityissijoittajat muuttavat kaupankäyntikäyttäytymistänsä eräiden kuvioiden ja leikkauspistesääntöjen ohjastamaan suuntaan.

Effect of air pollution on pediatric respiratory emergency room visits and hospital admissions

In order to assess the effect of air pollution on pediatric respiratory morbidity, we carried out a time series study using daily levels of PM10, SO2, NO2, ozone, and CO and daily numbers of pediatric respiratory emergency room visits and hospital admissions at the Children's Institute of the University of São Paulo Medical School, from August 1996 to August 1997. In this period there were 43,635 hospital emergency room visits, 4534 of which were due to lower respiratory tract disease. The total number of hospital admissions was 6785, 1021 of which were due to lower respiratory tract infectious and/or obstructive diseases. The three health end-points under investigation were the daily number of emergency room visits due to lower respiratory tract diseases, hospital admissions due to pneumonia, and hospital admissions due to asthma or bronchiolitis. Generalized additive Poisson regression models were fitted, controlling for smooth functions of time, temperature and humidity, and an indicator of weekdays. NO2 was positively associated with all outcomes. Interquartile range increases (65.04 µg/m³) in NO2 moving averages were associated with an 18.4% increase (95% confidence interval, 95% CI = 12.5-24.3) in emergency room visits due to lower respiratory tract diseases (4-day moving average), a 17.6% increase (95% CI = 3.3-32.7) in hospital admissions due to pneumonia or bronchopneumonia (3-day moving average), and a 31.4% increase (95% CI = 7.2-55.7) in hospital admissions due to asthma or bronchiolitis (2-day moving average). The study showed that air pollution considerably affects children's respiratory morbidity, deserving attention from the health authorities.

Effect of air pollution on diabetes and cardiovascular diseases in São Paulo, Brazil

Type 2 diabetes increases the risk of cardiovascular mortality and these patients, even without previous myocardial infarction, run the risk of fatal coronary heart disease similar to non-diabetic patients surviving myocardial infarction. There is evidence showing that particulate matter air pollution is associated with increases in cardiopulmonary morbidity and mortality. The present study was carried out to evaluate the effect of diabetes mellitus on the association of air pollution with cardiovascular emergency room visits in a tertiary referral hospital in the city of São Paulo. Using a time-series approach, and adopting generalized linear Poisson regression models, we assessed the effect of daily variations in PM10, CO, NO2, SO2, and O3 on the daily number of emergency room visits for cardiovascular diseases in diabetic and non-diabetic patients from 2001 to 2003. A semi-parametric smoother (natural spline) was adopted to control long-term trends, linear term seasonal usage and weather variables. In this period, 45,000 cardiovascular emergency room visits were registered. The observed increase in interquartile range within the 2-day moving average of 8.0 µg/m³ SO2 was associated with 7.0% (95%CI: 4.0-11.0) and 20.0% (95%CI: 5.0-44.0) increases in cardiovascular disease emergency room visits by non-diabetic and diabetic groups, respectively. These data indicate that air pollution causes an increase of cardiovascular emergency room visits, and that diabetic patients are extremely susceptible to the adverse effects of air pollution on their health conditions.

Association of sulfur dioxide exposure with circulatory system deaths in a medium-sized city in Brazil

There is a demonstrable association between exposure to air pollutants and deaths due to cardiovascular diseases. The objective of this study was to estimate the effects of exposure to sulfur dioxide on mortality due to circulatory diseases in individuals 50 years of age or older residing in São José dos Campos, SP. This was a time-series ecological study for the years 2003 to 2007 using information on deaths due to circulatory disease obtained from Datasus reports. Data on daily levels of pollutants, particulate matter, sulfur dioxide (SO2), ozone, temperature, and humidity were obtained from the São Paulo State Environmental Agency. Moving average models for 2 to 7 days were calculated by Poisson regression using the R software. Exposure to SO2 was analyzed using a unipollutant, bipollutant or multipollutant model adjusted for mean temperature and humidity. The relative risks with 95%CI were obtained and the percent decrease in risk was calculated. There were 1928 deaths with a daily mean (± SD) of 1.05 ± 1.03 (range: 0-6). Exposure to SO2 was significantly associated with mortality due to circulatory disease: RR = 1.04 (95%CI = 1.01 to 1.06) in the 7-day moving average, after adjusting for ozone. There was an 8.5% decrease in risk in the multipollutant model, proportional to a decrease of SO2 concentrations. The results of this study suggest that residents of medium-sized Brazilian cities with characteristics similar to those of São José dos Campos probably have health problems due to exposure to air pollutants.

Mechanism and Prediction of Post-Operative Atrial Fibrillation Based on Atrial Electrograms

La fibrillation auriculaire (FA) est une arythmie touchant les oreillettes. En FA, la contraction auriculaire est rapide et irrégulière. Le remplissage des ventricules devient incomplet, ce qui réduit le débit cardiaque. La FA peut entraîner des palpitations, des évanouissements, des douleurs thoraciques ou l’insuffisance cardiaque. Elle augmente aussi le risque d'accident vasculaire. Le pontage coronarien est une intervention chirurgicale réalisée pour restaurer le flux sanguin dans les cas de maladie coronarienne sévère. 10% à 65% des patients qui n'ont jamais subi de FA, en sont victime le plus souvent lors du deuxième ou troisième jour postopératoire. La FA est particulièrement fréquente après une chirurgie de la valve mitrale, survenant alors dans environ 64% des patients. L'apparition de la FA postopératoire est associée à une augmentation de la morbidité, de la durée et des coûts d'hospitalisation. Les mécanismes responsables de la FA postopératoire ne sont pas bien compris. L'identification des patients à haut risque de FA après un pontage coronarien serait utile pour sa prévention. Le présent projet est basé sur l'analyse d’électrogrammes cardiaques enregistrées chez les patients après pontage un aorte-coronaire. Le premier objectif de la recherche est d'étudier si les enregistrements affichent des changements typiques avant l'apparition de la FA. Le deuxième objectif est d'identifier des facteurs prédictifs permettant d’identifier les patients qui vont développer une FA. Les enregistrements ont été réalisés par l'équipe du Dr Pierre Pagé sur 137 patients traités par pontage coronarien. Trois électrodes unipolaires ont été suturées sur l'épicarde des oreillettes pour enregistrer en continu pendant les 4 premiers jours postopératoires. La première tâche était de développer un algorithme pour détecter et distinguer les activations auriculaires et ventriculaires sur chaque canal, et pour combiner les activations des trois canaux appartenant à un même événement cardiaque. L'algorithme a été développé et optimisé sur un premier ensemble de marqueurs, et sa performance évaluée sur un second ensemble. Un logiciel de validation a été développé pour préparer ces deux ensembles et pour corriger les détections sur tous les enregistrements qui ont été utilisés plus tard dans les analyses. Il a été complété par des outils pour former, étiqueter et valider les battements sinusaux normaux, les activations auriculaires et ventriculaires prématurées (PAA, PVA), ainsi que les épisodes d'arythmie. Les données cliniques préopératoires ont ensuite été analysées pour établir le risque préopératoire de FA. L’âge, le niveau de créatinine sérique et un diagnostic d'infarctus du myocarde se sont révélés être les plus importants facteurs de prédiction. Bien que le niveau du risque préopératoire puisse dans une certaine mesure prédire qui développera la FA, il n'était pas corrélé avec le temps de l'apparition de la FA postopératoire. Pour l'ensemble des patients ayant eu au moins un épisode de FA d’une durée de 10 minutes ou plus, les deux heures précédant la première FA prolongée ont été analysées. Cette première FA prolongée était toujours déclenchée par un PAA dont l’origine était le plus souvent sur l'oreillette gauche. Cependant, au cours des deux heures pré-FA, la distribution des PAA et de la fraction de ceux-ci provenant de l'oreillette gauche était large et inhomogène parmi les patients. Le nombre de PAA, la durée des arythmies transitoires, le rythme cardiaque sinusal, la portion basse fréquence de la variabilité du rythme cardiaque (LF portion) montraient des changements significatifs dans la dernière heure avant le début de la FA. La dernière étape consistait à comparer les patients avec et sans FA prolongée pour trouver des facteurs permettant de discriminer les deux groupes. Cinq types de modèles de régression logistique ont été comparés. Ils avaient une sensibilité, une spécificité et une courbe opérateur-receveur similaires, et tous avaient un niveau de prédiction des patients sans FA très faible. Une méthode de moyenne glissante a été proposée pour améliorer la discrimination, surtout pour les patients sans FA. Deux modèles ont été retenus, sélectionnés sur les critères de robustesse, de précision, et d’applicabilité. Autour 70% patients sans FA et 75% de patients avec FA ont été correctement identifiés dans la dernière heure avant la FA. Le taux de PAA, la fraction des PAA initiés dans l'oreillette gauche, le pNN50, le temps de conduction auriculo-ventriculaire, et la corrélation entre ce dernier et le rythme cardiaque étaient les variables de prédiction communes à ces deux modèles.