Integration of micro- and macroscopic models for pedestrian evacuation simulation

Simulation of pedestrian evacuations of smart buildings in emergency is a powerful tool for building analysis, dynamic evacuation planning and real-time response to the evolving state of evacuations. Macroscopic pedestrian models are low-complexity models that are and well suited to algorithmic analysis and planning, but are quite abstract. Microscopic simulation models allow for a high level of simulation detail but can be computationally intensive. By combining micro- and macro- models we can use each to overcome the shortcomings of the other and enable new capability and applications for pedestrian evacuation simulation that would not be possible with either alone. We develop the EvacSim multi-agent pedestrian simulator and procedurally generate macroscopic flow graph models of building space, integrating micro- and macroscopic approaches to simulation of the same emergency space. By “coupling” flow graph parameters to microscopic simulation results, the graph model captures some of the higher detail and fidelity of the complex microscopic simulation model. The coupled flow graph is used for analysis and prediction of the movement of pedestrians in the microscopic simulation, and investigate the performance of dynamic evacuation planning in simulated emergencies using a variety of strategies for allocation of macroscopic evacuation routes to microscopic pedestrian agents. The predictive capability of the coupled flow graph is exploited for the decomposition of microscopic simulation space into multiple future states in a scalable manner. By simulating multiple future states of the emergency in short time frames, this enables sensing strategy based on simulation scenario pattern matching which we show to achieve fast scenario matching, enabling rich, real-time feedback in emergencies in buildings with meagre sensing capabilities.

The implementation of a translational study involving a primary care based behavioral program to improve blood pressure control: The HTN-IMPROVE study protocol (01295).

BACKGROUND: Despite the impact of hypertension and widely accepted target values for blood pressure (BP), interventions to improve BP control have had limited success. OBJECTIVES: We describe the design of a 'translational' study that examines the implementation, impact, sustainability, and cost of an evidence-based nurse-delivered tailored behavioral self-management intervention to improve BP control as it moves from a research context to healthcare delivery. The study addresses four specific aims: assess the implementation of an evidence-based behavioral self-management intervention to improve BP levels; evaluate the clinical impact of the intervention as it is implemented; assess organizational factors associated with the sustainability of the intervention; and assess the cost of implementing and sustaining the intervention. METHODS: The project involves three geographically diverse VA intervention facilities and nine control sites. We first conduct an evaluation of barriers and facilitators for implementing the intervention at intervention sites. We examine the impact of the intervention by comparing 12-month pre/post changes in BP control between patients in intervention sites versus patients in the matched control sites. Next, we examine the sustainability of the intervention and organizational factors facilitating or hindering the sustained implementation. Finally, we examine the costs of intervention implementation. Key outcomes are acceptability and costs of the program, as well as changes in BP. Outcomes will be assessed using mixed methods (e.g., qualitative analyses--pattern matching; quantitative methods--linear mixed models). DISCUSSION: The study results will provide information about the challenges and costs to implement and sustain the intervention, and what clinical impact can be expected.

Late Holocene climatic changes in Tierra del Fuego based on multiproxy analyses of peat deposits

A ca. 1400-yr record from a raised bog in Isla Grande, Tierra del Fuego, Argentina, registers climate fluctuations, including a Medieval Warm Period, although evidence for the 'Little Ice Age' is less clear. Changes in temperature and/or precipitation were inferred from plant macrofossils, pollen, fungal spores, testate amebae, and peat humification. The chronology was established using a C-14 wiggle-matching technique that provides improved age control for at least part of the record compared to other sites. These new data are presented and compared with other lines of evidence from the Southern and Northern Hemispheres. A period of low local water tables occurred in the bog between A.D. 960-1020, which may correspond to the Medieval Warm Period date range of A.D. 950-1045 generated from Northern Hemisphere tree-ring data. A period of cooler and/or wetter conditions was detected between ca. A.D. 1030 and I 100 and a later period of cooler/wetter conditions estimated at ca. cal A.D. 1800-1930, which may correspond to a cooling episode inferred from Law Dome, Antarctica. (C) 2004 University of Washington. All rights reserved.

Genetic Algorithm Search for Predictive Patterns in Multidimensional Time Series

Based on an algorithm for pattern matching in character strings, we implement a pattern matching machine that searches for occurrences of patterns in multidimensional time series. Before the search process takes place, time series are encoded in user-designed alphabets. The patterns, on the other hand, are formulated as regular expressions that are composed of letters from these alphabets and operators. Furthermore, we develop a genetic algorithm to breed patterns that maximize a user-defined fitness function. In an application to financial data, we show that patterns bred to predict high exchange rates volatility in training samples retain statistically significant predictive power in validation samples.

Measuring inconsistency in network intrusion rules

In this preliminary case study, we investigate how inconsistency in a network intrusion detection rule set can be measured. To achieve this, we first examine the structure of these rules which incorporate regular expression (Regex) pattern matching. We then identify primitive elements in these rules in order to translate the rules into their (equivalent) logical forms and to establish connections between them. Additional rules from background knowledge are also introduced to make the correlations among rules more explicit. Finally, we measure the degree of inconsistency in formulae of such a rule set (using the Scoring function, Shapley inconsistency values and Blame measure for prioritized knowledge) and compare the informativeness of these measures. We conclude that such measures are useful for the network intrusion domain assuming that incorporating domain knowledge for correlation of rules is feasible.

Measuring Inconsistency in a Network Intrusion Detection Rule Set Based on Snort

In this preliminary study, we investigate how inconsistency in a network intrusion detection rule set can be measured. To achieve this, we first examine the structure of these rules which are based on Snort and incorporate regular expression (Regex) pattern matching. We then identify primitive elements in these rules in order to translate the rules into their (equivalent) logical forms and to establish connections between them. Additional rules from background knowledge are also introduced to make the correlations among rules more explicit. We measure the degree of inconsistency in formulae of such a rule set (using the Scoring function, Shapley inconsistency values and Blame measure for prioritized knowledge) and compare the informativeness of these measures. Finally, we propose a new measure of inconsistency for prioritized knowledge which incorporates the normalized number of atoms in a language involved in inconsistency to provide a deeper inspection of inconsistent formulae. We conclude that such measures are useful for the network intrusion domain assuming that introducing expert knowledge for correlation of rules is feasible.

Increased Bandwidth Evanescent Open-Ended Waveguide Antenna Design Using the Imaginary Smith Chart

We present a novel antenna matching technique that uses the Imaginary Smith Chart to permit wideband matching of an evanescent open-ended waveguide antenna using a dielectric sheet air-spaced from the aperture. The fabricated antenna design is demonstrated to have a measured bandwidth of 24%, from 2.13–2.7 GHz, for reflection coefficient $qquad{<} -!!10~{rm dB}$ , with 2.725 GHz waveguide cutoff. The antenna's maximum aperture dimension is ${< 0.5}lambda_{0}$ at the upper frequency in the bandwidth and so it is suitable for use in a wide angle scanning phased array

The geographical structure of British bird distributions:diversity, spatial turnover and scale

1. Using data on the spatial distribution of the British avifauna, we address three basic questions about the spatial structure of assemblages: (i) Is there a relationship between species richness (alpha diversity) and spatial turnover of species (beta diversity)? (ii) Do high richness locations have fewer species in common with neighbouring areas than low richness locations?, and (iii) Are any such relationships contingent on spatial scale (resolution or quadrat area), and do they reflect the operation of a particular kind of species-area relationship (SAR)?

2. For all measures of spatial turnover, we found a negative relationship with species richness. This held across all scales, with the exception of turnover measured as beta (sim).

3. Higher richness areas were found to have more species in common with neighbouring areas.

4. The logarithmic SAR fitted better than the power SAR overall, and fitted significantly better in areas with low richness and high turnover.

5. Spatial patterns of both turnover and richness vary with scale. The finest scale richness pattern (10 km) and the coarse scale richness pattern (90 km) are statistically unrelated. The same is true of the turnover patterns.

6. With coarsening scale, locations of the most species-rich quadrats move north. This observed sensitivity of richness 'hotspot' location to spatial scale has implications for conservation biology, e.g. the location of a reserve selected on the basis of maximum richness may change considerably with reserve size or scale of analysis.

7. Average turnover measured using indices declined with coarsening scale, but the average number of species gained or lost between neighbouring quadrats was essentially scale invariant at 10-13 species, despite mean richness rising from 80 to 146 species (across an 81-fold area increase). We show that this kind of scale invariance is consistent with the logarithmic SAR.

Pre-Processing Power Traces with a Phase-Sensitive Detector

As cryptographic implementations are increasingly subsumed as functional blocks within larger systems on chip, it becomes more difficult to identify the power consumption signatures of cryptographic operations amongst other unrelated processing activities. In addition, at higher clock frequencies, the current decay between successive processing rounds is only partial, making it more difficult to apply existing pattern matching techniques in side-channel analysis. We show however, through the use of a phase-sensitive detector, that power traces can be pre-processed to generate a filtered output which exhibits an enhanced round pattern, enabling the identification of locations on a device where encryption operations are occurring and also assisting with the re-alignment of power traces for side-channel attacks.

Sistema localizador interior de baixo custo

Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

A Compiler for the dependently typed language Beluga

Les structures avec des lieurs sont très communes en informatique. Les langages de programmation et les systèmes logiques sont des exemples de structures avec des lieurs. La manipulation de lieurs est délicate, de sorte que l’écriture de programmes qui ma- nipulent ces structures tirerait profit d’un soutien spécifique pour les lieurs. L’environ- nement de programmation Beluga est un exemple d’un tel système. Nous développons et présentons ici un compilateur pour ce système. Parmi les programmes pour lesquels Beluga est spécialement bien adapté, plusieurs peuvent bénéficier d’un compilateur. Par exemple, les programmes pour valider les types (les "type-checkers"), les compilateurs et les interpréteurs tirent profit du soutien spécifique des lieurs et des types dépendants présents dans le langage. Ils nécessitent tous également une exécution efficace, que l’on propose d’obtenir par le biais d’un compilateur. Le but de ce travail est de présenter un nouveau compilateur pour Beluga, qui emploie une représentation interne polyvalente et permet de partager du code entre plusieurs back-ends. Une contribution notable est la compilation du filtrage de Beluga, qui est particulièrement puissante dans ce langage.

Evaluating Design Decay during Software Evolution

Les logiciels sont en constante évolution, nécessitant une maintenance et un développement continus. Ils subissent des changements tout au long de leur vie, que ce soit pendant l'ajout de nouvelles fonctionnalités ou la correction de bogues dans le code. Lorsque ces logiciels évoluent, leurs architectures ont tendance à se dégrader avec le temps et deviennent moins adaptables aux nouvelles spécifications des utilisateurs. Elles deviennent plus complexes et plus difficiles à maintenir. Dans certains cas, les développeurs préfèrent refaire la conception de ces architectures à partir du zéro plutôt que de prolonger la durée de leurs vies, ce qui engendre une augmentation importante des coûts de développement et de maintenance. Par conséquent, les développeurs doivent comprendre les facteurs qui conduisent à la dégradation des architectures, pour prendre des mesures proactives qui facilitent les futurs changements et ralentissent leur dégradation. La dégradation des architectures se produit lorsque des développeurs qui ne comprennent pas la conception originale du logiciel apportent des changements au logiciel. D'une part, faire des changements sans comprendre leurs impacts peut conduire à l'introduction de bogues et à la retraite prématurée du logiciel. D'autre part, les développeurs qui manquent de connaissances et–ou d'expérience dans la résolution d'un problème de conception peuvent introduire des défauts de conception. Ces défauts ont pour conséquence de rendre les logiciels plus difficiles à maintenir et évoluer. Par conséquent, les développeurs ont besoin de mécanismes pour comprendre l'impact d'un changement sur le reste du logiciel et d'outils pour détecter les défauts de conception afin de les corriger. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons trois principales contributions. La première contribution concerne l'évaluation de la dégradation des architectures logicielles. Cette évaluation consiste à utiliser une technique d’appariement de diagrammes, tels que les diagrammes de classes, pour identifier les changements structurels entre plusieurs versions d'une architecture logicielle. Cette étape nécessite l'identification des renommages de classes. Par conséquent, la première étape de notre approche consiste à identifier les renommages de classes durant l'évolution de l'architecture logicielle. Ensuite, la deuxième étape consiste à faire l'appariement de plusieurs versions d'une architecture pour identifier ses parties stables et celles qui sont en dégradation. Nous proposons des algorithmes de bit-vecteur et de clustering pour analyser la correspondance entre plusieurs versions d'une architecture. La troisième étape consiste à mesurer la dégradation de l'architecture durant l'évolution du logiciel. Nous proposons un ensemble de m´etriques sur les parties stables du logiciel, pour évaluer cette dégradation. La deuxième contribution est liée à l'analyse de l'impact des changements dans un logiciel. Dans ce contexte, nous présentons une nouvelle métaphore inspirée de la séismologie pour identifier l'impact des changements. Notre approche considère un changement à une classe comme un tremblement de terre qui se propage dans le logiciel à travers une longue chaîne de classes intermédiaires. Notre approche combine l'analyse de dépendances structurelles des classes et l'analyse de leur historique (les relations de co-changement) afin de mesurer l'ampleur de la propagation du changement dans le logiciel, i.e., comment un changement se propage à partir de la classe modifiée è d'autres classes du logiciel. La troisième contribution concerne la détection des défauts de conception. Nous proposons une métaphore inspirée du système immunitaire naturel. Comme toute créature vivante, la conception de systèmes est exposée aux maladies, qui sont des défauts de conception. Les approches de détection sont des mécanismes de défense pour les conception des systèmes. Un système immunitaire naturel peut détecter des pathogènes similaires avec une bonne précision. Cette bonne précision a inspiré une famille d'algorithmes de classification, appelés systèmes immunitaires artificiels (AIS), que nous utilisions pour détecter les défauts de conception. Les différentes contributions ont été évaluées sur des logiciels libres orientés objets et les résultats obtenus nous permettent de formuler les conclusions suivantes: • Les métriques Tunnel Triplets Metric (TTM) et Common Triplets Metric (CTM), fournissent aux développeurs de bons indices sur la dégradation de l'architecture. La d´ecroissance de TTM indique que la conception originale de l'architecture s’est dégradée. La stabilité de TTM indique la stabilité de la conception originale, ce qui signifie que le système est adapté aux nouvelles spécifications des utilisateurs. • La séismologie est une métaphore intéressante pour l'analyse de l'impact des changements. En effet, les changements se propagent dans les systèmes comme les tremblements de terre. L'impact d'un changement est plus important autour de la classe qui change et diminue progressivement avec la distance à cette classe. Notre approche aide les développeurs à identifier l'impact d'un changement. • Le système immunitaire est une métaphore intéressante pour la détection des défauts de conception. Les résultats des expériences ont montré que la précision et le rappel de notre approche sont comparables ou supérieurs à ceux des approches existantes.

Génération de résumés par abstraction

Cette thèse présente le résultat de plusieurs années de recherche dans le domaine de la génération automatique de résumés. Trois contributions majeures, présentées sous la forme d'articles publiés ou soumis pour publication, en forment le coeur. Elles retracent un cheminement qui part des méthodes par extraction en résumé jusqu'aux méthodes par abstraction. L'expérience HexTac, sujet du premier article, a d'abord été menée pour évaluer le niveau de performance des êtres humains dans la rédaction de résumés par extraction de phrases. Les résultats montrent un écart important entre la performance humaine sous la contrainte d'extraire des phrases du texte source par rapport à la rédaction de résumés sans contrainte. Cette limite à la rédaction de résumés par extraction de phrases, observée empiriquement, démontre l'intérêt de développer d'autres approches automatiques pour le résumé. Nous avons ensuite développé un premier système selon l'approche Fully Abstractive Summarization, qui se situe dans la catégorie des approches semi-extractives, comme la compression de phrases et la fusion de phrases. Le développement et l'évaluation du système, décrits dans le second article, ont permis de constater le grand défi de générer un résumé facile à lire sans faire de l'extraction de phrases. Dans cette approche, le niveau de compréhension du contenu du texte source demeure insuffisant pour guider le processus de sélection du contenu pour le résumé, comme dans les approches par extraction de phrases. Enfin, l'approche par abstraction basée sur des connaissances nommée K-BABS est proposée dans un troisième article. Un repérage des éléments d'information pertinents est effectué, menant directement à la génération de phrases pour le résumé. Cette approche a été implémentée dans le système ABSUM, qui produit des résumés très courts mais riches en contenu. Ils ont été évalués selon les standards d'aujourd'hui et cette évaluation montre que des résumés hybrides formés à la fois de la sortie d'ABSUM et de phrases extraites ont un contenu informatif significativement plus élevé qu'un système provenant de l'état de l'art en extraction de phrases.

Analyse de sensibilité de l’effet d’un programme de prévention avec randomisation : application de trois techniques d’appariement pour balancer les groupes contrôle et expérimental : distance de Mahanalobis, score de propension et algorithme génétique

Les analyses effectuées dans le cadre de ce mémoire ont été réalisées à l'aide du module MatchIt disponible sous l’environnent d'analyse statistique R. / Statistical analyzes of this thesis were performed using the MatchIt package available in the statistical analysis environment R.

Evaluation Of A Novel Method Of Real Time Computer Assisted Spine Surgery

In this paper the effectiveness of a novel method of computer assisted pedicle screw insertion was studied using testing of hypothesis procedure with a sample size of 48. Pattern recognition based on geometric features of markers on the drill has been performed on real time optical video obtained from orthogonally placed CCD cameras. The study reveals the exactness of the calculated position of the drill using navigation based on CT image of the vertebra and real time optical video of the drill. The significance value is 0.424 at 95% confidence level which indicates good precision with a standard mean error of only 0.00724. The virtual vision method is less hazardous to both patient and the surgeon