Modelling and simulation strategies for the electric systems of large passenger aircraft

The simulation of a power system such as the More Electric Aircraft is a complex problem. There are conflicting requirements of the simulation, for example in order to reduce simulation run-times, power ratings that need to be established over long periods of the flight can be calculated using a fairly coarse model, whereas power quality is established over relatively short periods with a detailed model. An important issue is to establish the requirements of the simulation work at an early stage. This paper describes the modelling and simulation strategy adopted for the UK TIMES project, which is looking into the optimisation of the More Electric Aircraft from a system level. Essentially four main requirements of the simulation work have been identified, resulting in four different types of simulation. Each of the simulations is described along with preliminary models and results.

A modelling and simulation environment for self-aware and self-expressive systems

Self-awareness and self-expression are promising architectural concepts for embedded systems to be equipped with to match them with dedicated application scenarios and constraints in the avionic and space-flight industry. Typically, these systems operate in largely undefined environments and are not reachable after deployment for a long time or even never ever again. This paper introduces a reference architecture as well as a novel modelling and simulation environment for self-aware and self-expressive systems with transaction level modelling, simulation and detailed modelling capabilities for hardware aspects, precise process chronology execution as well as fine timing resolutions. Furthermore, industrial relevant system sizes with several self-aware and self-expressive nodes can be handled by the modelling and simulation environment.

Modelling nitrous oxide emissions from mown-grass and grain-cropping systems : Testing and sensitivity analysis of DailyDayCent using high frequency measurements

The lead author, Nimai Senapati (Post doc), was funded by the European community’s Seventh Framework programme (FP2012-2015) under grant agreement no. 262060 (ExpeER). The research leading to these results has received funding principally from the ANR (ANR-11-INBS-0001), AllEnvi, CNRS-INSU. We would like to thank the National Research Infrastructure ‘Agro-écosystèmes, Cycles Biogéochimique et Biodiversité (SOERE-ACBB http://www.soere-acbb.com/fr/) for their support in field experiment. We are deeply indebted to Christophe deBerranger, Xavier Charrier for their substantial technical assistance and Patricia Laville for her valuables suggestion regarding N2O flux estimation.

Modelling and estimating models of physician labour supply and productivity

Ma thèse s’intéresse aux politiques de santé conçues pour encourager l’offre de services de santé. L’accessibilité aux services de santé est un problème majeur qui mine le système de santé de la plupart des pays industrialisés. Au Québec, le temps médian d’attente entre une recommandation du médecin généraliste et un rendez-vous avec un médecin spécialiste était de 7,3 semaines en 2012, contre 2,9 semaines en 1993, et ceci malgré l’augmentation du nombre de médecins sur cette même période. Pour les décideurs politiques observant l’augmentation du temps d’attente pour des soins de santé, il est important de comprendre la structure de l’offre de travail des médecins et comment celle-ci affecte l’offre des services de santé. Dans ce contexte, je considère deux principales politiques. En premier lieu, j’estime comment les médecins réagissent aux incitatifs monétaires et j’utilise les paramètres estimés pour examiner comment les politiques de compensation peuvent être utilisées pour déterminer l’offre de services de santé de court terme. En second lieu, j’examine comment la productivité des médecins est affectée par leur expérience, à travers le mécanisme du "learning-by-doing", et j’utilise les paramètres estimés pour trouver le nombre de médecins inexpérimentés que l’on doit recruter pour remplacer un médecin expérimenté qui va à la retraite afin de garder l’offre des services de santé constant. Ma thèse développe et applique des méthodes économique et statistique afin de mesurer la réaction des médecins face aux incitatifs monétaires et estimer leur profil de productivité (en mesurant la variation de la productivité des médecins tout le long de leur carrière) en utilisant à la fois des données de panel sur les médecins québécois, provenant d’enquêtes et de l’administration. Les données contiennent des informations sur l’offre de travail de chaque médecin, les différents types de services offerts ainsi que leurs prix. Ces données couvrent une période pendant laquelle le gouvernement du Québec a changé les prix relatifs des services de santé. J’ai utilisé une approche basée sur la modélisation pour développer et estimer un modèle structurel d’offre de travail en permettant au médecin d’être multitâche. Dans mon modèle les médecins choisissent le nombre d’heures travaillées ainsi que l’allocation de ces heures à travers les différents services offerts, de plus les prix des services leurs sont imposés par le gouvernement. Le modèle génère une équation de revenu qui dépend des heures travaillées et d’un indice de prix représentant le rendement marginal des heures travaillées lorsque celles-ci sont allouées de façon optimale à travers les différents services. L’indice de prix dépend des prix des services offerts et des paramètres de la technologie de production des services qui déterminent comment les médecins réagissent aux changements des prix relatifs. J’ai appliqué le modèle aux données de panel sur la rémunération des médecins au Québec fusionnées à celles sur l’utilisation du temps de ces mêmes médecins. J’utilise le modèle pour examiner deux dimensions de l’offre des services de santé. En premierlieu, j’analyse l’utilisation des incitatifs monétaires pour amener les médecins à modifier leur production des différents services. Bien que les études antérieures ont souvent cherché à comparer le comportement des médecins à travers les différents systèmes de compensation,il y a relativement peu d’informations sur comment les médecins réagissent aux changementsdes prix des services de santé. Des débats actuels dans les milieux de politiques de santé au Canada se sont intéressés à l’importance des effets de revenu dans la détermination de la réponse des médecins face à l’augmentation des prix des services de santé. Mon travail contribue à alimenter ce débat en identifiant et en estimant les effets de substitution et de revenu résultant des changements des prix relatifs des services de santé. En second lieu, j’analyse comment l’expérience affecte la productivité des médecins. Cela a une importante implication sur le recrutement des médecins afin de satisfaire la demande croissante due à une population vieillissante, en particulier lorsque les médecins les plus expérimentés (les plus productifs) vont à la retraite. Dans le premier essai, j’ai estimé la fonction de revenu conditionnellement aux heures travaillées, en utilisant la méthode des variables instrumentales afin de contrôler pour une éventuelle endogeneité des heures travaillées. Comme instruments j’ai utilisé les variables indicatrices des âges des médecins, le taux marginal de taxation, le rendement sur le marché boursier, le carré et le cube de ce rendement. Je montre que cela donne la borne inférieure de l’élasticité-prix direct, permettant ainsi de tester si les médecins réagissent aux incitatifs monétaires. Les résultats montrent que les bornes inférieures des élasticités-prix de l’offre de services sont significativement positives, suggérant que les médecins répondent aux incitatifs. Un changement des prix relatifs conduit les médecins à allouer plus d’heures de travail au service dont le prix a augmenté. Dans le deuxième essai, j’estime le modèle en entier, de façon inconditionnelle aux heures travaillées, en analysant les variations des heures travaillées par les médecins, le volume des services offerts et le revenu des médecins. Pour ce faire, j’ai utilisé l’estimateur de la méthode des moments simulés. Les résultats montrent que les élasticités-prix direct de substitution sont élevées et significativement positives, représentant une tendance des médecins à accroitre le volume du service dont le prix a connu la plus forte augmentation. Les élasticitésprix croisées de substitution sont également élevées mais négatives. Par ailleurs, il existe un effet de revenu associé à l’augmentation des tarifs. J’ai utilisé les paramètres estimés du modèle structurel pour simuler une hausse générale de prix des services de 32%. Les résultats montrent que les médecins devraient réduire le nombre total d’heures travaillées (élasticité moyenne de -0,02) ainsi que les heures cliniques travaillées (élasticité moyenne de -0.07). Ils devraient aussi réduire le volume de services offerts (élasticité moyenne de -0.05). Troisièmement, j’ai exploité le lien naturel existant entre le revenu d’un médecin payé à l’acte et sa productivité afin d’établir le profil de productivité des médecins. Pour ce faire, j’ai modifié la spécification du modèle pour prendre en compte la relation entre la productivité d’un médecin et son expérience. J’estime l’équation de revenu en utilisant des données de panel asymétrique et en corrigeant le caractère non-aléatoire des observations manquantes à l’aide d’un modèle de sélection. Les résultats suggèrent que le profil de productivité est une fonction croissante et concave de l’expérience. Par ailleurs, ce profil est robuste à l’utilisation de l’expérience effective (la quantité de service produit) comme variable de contrôle et aussi à la suppression d’hypothèse paramétrique. De plus, si l’expérience du médecin augmente d’une année, il augmente la production de services de 1003 dollar CAN. J’ai utilisé les paramètres estimés du modèle pour calculer le ratio de remplacement : le nombre de médecins inexpérimentés qu’il faut pour remplacer un médecin expérimenté. Ce ratio de remplacement est de 1,2.

Discrete-time positive periodic systems with state and control constraints

The aim of this paper is to provide an efficient control design technique for discrete-time positive periodic systems. In particular, stability, positivity and periodic invariance of such systems are studied. Moreover, the concept of periodic invariance with respect to a collection of boxes is introduced and investigated with connection to stability. It is shown how such concept can be used for deriving a stabilizing state-feedback control that maintains the positivity of the closed-loop system and respects states and control signals constraints. In addition, all the proposed results can be efficiently solved in terms of linear programming.

Design, modelling, simulation and integration of cyber physical systems: methods and applications

The main drivers for the development and evolution of Cyber Physical Systems (CPS) are the reduction of development costs and time along with the enhancement of the designed products. The aim of this survey paper is to provide an overview of different types of system and the associated transition process from mechatronics to CPS and cloud-based (IoT) systems. It will further consider the requirement that methodologies for CPS-design should be part of a multi-disciplinary development process within which designers should focus not only on the separate physical and computational components, but also on their integration and interaction. Challenges related to CPS-design are therefore considered in the paper from the perspectives of the physical processes, computation and integration respectively. Illustrative case studies are selected from different system levels starting with the description of the overlaying concept of Cyber Physical Production Systems (CPPSs). The analysis and evaluation of the specific properties of a sub-system using a condition monitoring system, important for the maintenance purposes, is then given for a wind turbine.

Status of kariba weed (Salvinia molesta) infestation, its impacts and control options on Uganda’s water systems

Kariba weed (Salvinia molesta) is an invasive alien waterweed that was first recorded in Uganda in sheltered bays of Lake Kyoga in June 2013. This waterweed has become a common feature on Lake Kyoga and its associated rivers, streams and swamps, and has spread to other lakes notably Kwania and Albert in addition to Lake Kimira in Bugiri district.

Analysis and control of transient spectra using time-dependent density functional theory.

215 p.

Transition to Product Service Systems: methodology based on scenarios identification, modelling and evaluation

Part 4: Transition Towards Product-Service Systems

Organizational, systems and human issues in production planning, scheduling and control

With global markets and global competition, pressures are placed on manufacturing organizations to compress order fulfillment times, meet delivery commitments consistently and also maintain efficiency in operations to address cost issues. This chapter argues for a process perspective on planning, scheduling and control that integrates organizational planning structures, information systems as well as human decision makers. The chapter begins with a reconsideration of the gap between theory and practice, in particular for classical scheduling theory and hierarchical production planning and control. A number of the key studies of industrial practice are then described and their implications noted. A recent model of scheduling practice derived from a detailed study of real businesses is described. Socio-technical concepts are then introduced and their implications for the design and management of planning, scheduling and control systems are discussed. The implications of adopting a process perspective are noted along with insights from knowledge management. An overview is presented of a methodology for the (re-)design of planning, scheduling and control systems that integrates organizational, system and human perspectives. The most important messages from the chapter are then summarized.

Spatial and Functional Organization of Pig Trade in Different European Production Systems: Implications for Disease Prevention and Control

Understanding the complexity of live pig trade organization is a key factor to predict and control major infectious diseases, such as classical swine fever (CSF) or African swine fever (ASF). Whereas the organization of pig trade has been described in several European countries with indoor commercial production systems, little information is available on this organization in other systems, such as outdoor or small-scale systems. The objective of this study was to describe and compare the spatial and functional organization of live pig trade in different European countries and different production systems. Data on premise characteristics and pig movements between premises were collected during 2011 from Bulgaria, France, Italy, and Spain, which swine industry is representative of most of the production systems in Europe (i.e., commercial vs. small-scale and outdoor vs. indoor). Trade communities were identified in each country using the Walktrap algorithm. Several descriptive and network metrics were generated at country and community levels. Pig trade organization showed heterogeneous spatial and functional organization. Trade communities mostly composed of indoor commercial premises were identified in western France, northern Italy, northern Spain, and north-western Bulgaria. They covered large distances, overlapped in space, demonstrated both scale-free and small-world properties, with a role of trade operators and multipliers as key premises. Trade communities involving outdoor commercial premises were identified in western Spain, south-western and central France. They were more spatially clustered, demonstrated scale-free properties, with multipliers as key premises. Small-scale communities involved the majority of premises in Bulgaria and in central and Southern Italy. They were spatially clustered and had scale-free properties, with key premises usually being commercial production premises. These results indicate that a disease might spread very differently according to the production system and that key premises could be targeted to more cost-effectively control diseases. This study provides useful epidemiological information and parameters that could be used to design risk-based surveillance strategies or to more accurately model the risk of introduction or spread of devastating swine diseases, such as ASF, CSF, or foot-and-mouth disease.

Self-reported Diabetes In Older People: Comparison Of Prevalences And Control Measures.

The objective of this study was to analyze the prevalence of diabetes in older people and the adopted control measures. Data regarding older diabetic individuals who participated in the Health Surveys conducted in the Municipality of Sao Paulo, SP, ISA-Capital, in 2003 and 2008, which were cross-sectional studies, were analyzed. Prevalences and confidence intervals were compared between 2003 and 2008, according to sociodemographic variables. The combination of the databases was performed when the confidence intervals overlapped. The Chi-square (level of significance of 5%) and the Pearson's Chi-square (Rao-Scott) tests were performed. The variables without overlap between the confidence intervals were not tested. The age of the older adults was 60-69 years. The majority were women, Caucasian, with an income of between > 0.5 and 2.5 times the minimum salary and low levels of schooling. The prevalence of diabetes was 17.6% (95%CI 14.9;20.6) in 2003 and 20.1% (95%CI 17.3;23.1) in 2008, which indicates a growth over this period (p at the limit of significance). The most prevalent measure adopted by the older adults to control diabetes was hypoglycemic agents, followed by diet. Physical activity was not frequent, despite the significant differences observed between 2003 and 2008 results. The use of public health services to control diabetes was significantly higher in older individuals with lower income and lower levels of education. Diabetes is a complex and challenging disease for patients and the health systems. Measures that encourage health promotion practices are necessary because they presented a smaller proportion than the use of hypoglycemic agents. Public health policies should be implemented, and aimed mainly at older individuals with low income and schooling levels. These changes are essential to improve the health condition of older diabetic patients.