A university e-learning system to enhance higher education teaching environments: a model-base innovative service-orientated clouds intensive evolution approach.

The International Conference on Advanced Materials, Structures and Mechanical Engineering 2015 (ICAMSME 2015) was held on May 29-31, Incheon, South-Korea. The conference was attended by scientists, scholars, engineers and students from universities, research institutes and industries all around the world to present on going research activities. This proceedings volume assembles papers from various professionals engaged in the fields of materials, structures and mechanical engineering.

An expression of mixed animal model equations to account for different means and variances in the base population

This paper presents a general expression to predict breeding values using animal models when the base population is selected, i.e. the means and variances of breeding values in the base generation differ among individuals. Rules for forming the mixed model equations are also presented. A numerical example illustrates the procedure.

UV index measurement and model agreement: uncertainties and limitations

En les últimes dècades, l'increment dels nivells de radiació solar ultraviolada (UVR) que arriba a la Terra (principalment degut a la disminució d'ozó estratosfèric) juntament amb l'augment detectat en malalties relacionades amb l'exposició a la UVR, ha portat a un gran volum d'investigacions sobre la radiació solar en aquesta banda i els seus efectes en els humans. L'índex ultraviolat (UVI), que ha estat adoptat internacionalment, va ser definit amb el propòsit d'informar al públic general sobre els riscos d'exposar el cos nu a la UVR i per tal d'enviar missatges preventius. L'UVI es va definir inicialment com el valor màxim diari. No obstant, el seu ús actual s'ha ampliat i té sentit referir-se a un valor instantani o a una evolució diària del valor d'UVI mesurat, modelitzat o predit. El valor concret d'UVI està afectat per la geometria Sol-Terra, els núvols, l'ozó, els aerosols, l'altitud i l'albedo superficial. Les mesures d'UVI d'alta qualitat són essencials com a referència i per estudiar tendències a llarg termini; es necessiten també tècniques acurades de modelització per tal d'entendre els factors que afecten la UVR, per predir l'UVI i com a control de qualitat de les mesures. És d'esperar que les mesures més acurades d'UVI s'obtinguin amb espectroradiòmetres. No obstant, com que els costs d'aquests dispositius són elevats, és més habitual trobar dades d'UVI de radiòmetres eritemàtics (de fet, la majoria de les xarxes d'UVI estan equipades amb aquest tipus de sensors). Els millors resultats en modelització s'obtenen amb models de transferència radiativa de dispersió múltiple quan es coneix bé la informació d'entrada. No obstant, habitualment no es coneix informació d'entrada, com per exemple les propietats òptiques dels aerosols, la qual cosa pot portar a importants incerteses en la modelització. Sovint, s'utilitzen models més simples per aplicacions com ara la predicció d'UVI o l'elaboració de mapes d'UVI, ja que aquests són més ràpids i requereixen menys paràmetres d'entrada. Tenint en compte aquest marc de treball, l'objectiu general d'aquest estudi és analitzar l'acord al qual es pot arribar entre la mesura i la modelització d'UVI per condicions de cel sense núvols. D'aquesta manera, en aquest estudi es presenten comparacions model-mesura per diferents tècniques de modelització, diferents opcions d'entrada i per mesures d'UVI tant de radiòmetres eritemàtics com d'espectroradiòmeters. Com a conclusió general, es pot afirmar que la comparació model-mesura és molt útil per detectar limitacions i estimar incerteses tant en les modelitzacions com en les mesures. Pel que fa a la modelització, les principals limitacions que s'han trobat és la falta de coneixement de la informació d'aerosols considerada com a entrada dels models. També, s'han trobat importants diferències entre l'ozó mesurat des de satèl·lit i des de la superfície terrestre, la qual cosa pot portar a diferències importants en l'UVI modelitzat. PTUV, una nova i simple parametrització pel càlcul ràpid d'UVI per condicions de cel serens, ha estat desenvolupada en base a càlculs de transferència radiativa. La parametrització mostra una bona execució tant respecte el model base com en comparació amb diverses mesures d'UVI. PTUV ha demostrat la seva utilitat per aplicacions particulars com ara l'estudi de l'evolució anual de l'UVI per un cert lloc (Girona) i la composició de mapes d'alta resolució de valors d'UVI típics per un territori concret (Catalunya). En relació a les mesures, es constata que és molt important saber la resposta espectral dels radiòmetres eritemàtics per tal d'evitar grans incerteses a la mesura d'UVI. Aquest instruments, si estan ben caracteritzats, mostren una bona comparació amb els espectroradiòmetres d'alta qualitat en la mesura d'UVI. Les qüestions més importants respecte les mesures són la calibració i estabilitat a llarg termini. També, s'ha observat un efecte de temperatura en el PTFE, un material utilitzat en els difusors en alguns instruments, cosa que potencialment podria tenir implicacions importants en el camp experimental. Finalment, i pel que fa a les comparacions model-mesura, el millor acord s'ha trobat quan es consideren mesures d'UVI d'espectroradiòmetres d'alta qualitat i s'usen models de transferència radiativa que consideren les millors dades disponibles pel que fa als paràmetres òptics d'ozó i aerosols i els seus canvis en el temps. D'aquesta manera, l'acord pot ser tan alt dins un 0.1º% en UVI, i típicament entre menys d'un 3%. Aquest acord es veu altament deteriorat si s'ignora la informació d'aerosols i depèn de manera important del valor d'albedo de dispersió simple dels aerosols. Altres dades d'entrada del model, com ara l'albedo superficial i els perfils d'ozó i temperatura introdueixen una incertesa menor en els resultats de modelització.

Simulation of the velocity field in compound channel flow using different closure models

1st European IAHR Congress,6-4 May, Edinburg, Scotland

Análise do comportamento de estruturas através de ensaios de carga

A engenharia civil, rege-se pela garantia de segurança e de funcionalidade das obras que projeta e executa. Para cumprir tais requisitos, é necessário durante a sua vida útil, no final da construção, reforço ou reabilitação, proceder à avaliação da conformidade entre o comportamento real da estrutura e os pressupostos subjacentes ao projeto. Esta dissertação tem como objetivo a compreensão e análise do comportamento estrutural da Ponte sobre o Rio Sorraia, através da realização de ensaios de carga apoiados pela conceção de um modelo numérico devidamente calibrado, capaz de simular a resposta da estrutura, o mais próximo possível do observável na realidade. Para alcançar o objetivo pré definido elencam-se as metodologias relevantes, descrevem-se os tipos de ensaios de carga realizados em pontes/viadutos e faz-se referência aos aparelhos de medição que estão na base da instrumentação aplicada em obras. Esta introdução foca-se ainda na modelação numérica, permitindo o conhecimento básico necessário para a criação e atualização de modelos numéricos de pontes. Relativamente ao caso de estudo expõe-se a realização do ensaio de carga, descrevendo todo o processo, bem como os resultados obtidos ao nível das grandezas de medição estudadas. Aqui é concebido um modelo numérico base da ponte, alvo de discussão ao nível do comportamento estrutural, baseada na validação dos resultados obtidos por via experimental, através da comparação com os obtidos por via numérica. Por fim, o estudo e seleção de diversos parâmetros da modelação, facultando a calibração do modelo numérico da ponte. Os resultados obtidos neste modelo comprovam o seu elevado potencial, no apoio à observação e compreensão do comportamento de estruturas através da realização de ensaios de carga. O sucesso da realização de uma análise do comportamento de estruturas, através de ensaios de carga, depende assim fundamentalmente, da correta execução do ensaio, da correta conceção e atualização do modelo numérico e da interligação entre os resultados experimentais e numéricos.

The branch-site test of positive selection is surprisingly robust but lacks power under synonymous substitution saturation and variation in GC

Positive selection is widely estimated from protein coding sequence alignments by the nonsynonymous-to-synonymous ratio omega. Increasingly elaborate codon models are used in a likelihood framework for this estimation. Although there is widespread concern about the robustness of the estimation of the omega ratio, more efforts are needed to estimate this robustness, especially in the context of complex models. Here, we focused on the branch-site codon model. We investigated its robustness on a large set of simulated data. First, we investigated the impact of sequence divergence. We found evidence of underestimation of the synonymous substitution rate for values as small as 0.5, with a slight increase in false positives for the branch-site test. When dS increases further, underestimation of dS is worse, but false positives decrease. Interestingly, the detection of true positives follows a similar distribution, with a maximum for intermediary values of dS. Thus, high dS is more of a concern for a loss of power (false negatives) than for false positives of the test. Second, we investigated the impact of GC content. We showed that there is no significant difference of false positives between high GC (up to similar to 80%) and low GC (similar to 30%) genes. Moreover, neither shifts of GC content on a specific branch nor major shifts in GC along the gene sequence generate many false positives. Our results confirm that the branch-site is a very conservative test.

Mallinnusinformaation hyödyntäminen ohjelmistokehityksessä

Ohjelmistoprosesseissa kulkee käytännössä sama tieto muuntuen eri vaiheissa käyttökohteensa mukaan. Tätä mallinnusinformaatiota on mahdollista siirtää ja käyttää uudelleen, mikä säästää resursseja ja vähentää riskejä kaikissa projektin vaiheissa. Projektin alussa ohjelmiston toimintoja suunnitellaan ja niitä mallinnetaan esim. UML-malleilla. Tätä mallinnusinformaatiota hallitaan erilaisilla CASE-työkaluilla, joiden avullamalleja on helppo konvertoida toteutusvaihetta varten lähdekoodiksi. Lähdekoodivoidaan tuoda takaisin malliksi jatkosuunnittelua varten, jos työkalu tukee ominaisuutta. Testausvaiheessa lähdekoodi voidaan parsia, jotta siitä saadaan esille olennainen mallinnusinformaatio testejä varten. Lopulta dokumentaatiota voidaan generoida automaattisesti esim. Javadocilla. Mallinnusinformaation hyödyntäminen onnistuu hyvin teoriassa, mutta se ei ole niin suoraviivaista käytännössä. Tämänhetkiset työkalut eivät ole tarpeeksi joustavia mallinnusinformaation palauttamiseksi edellisiin vaiheisiin, joten ne ajavat toteuttamaan projekteja lineaarisesti. Keskikokoisessakin ohjelmistoprojektissa on suuri määrä mallinnusinformaatiota ja se lisää haasteita. Vaikka työkalut ovat kankeita, mallinnusinformaation hyödyntämisen on koettu tehostavan ohjelmistoprosesseja. Siksi sen keinoja tutkitaan ahkerasti.

A fast identification algorithm for Box-Cox transformation based radial basis function neural network

In this letter, a Box-Cox transformation-based radial basis function (RBF) neural network is introduced using the RBF neural network to represent the transformed system output. Initially a fixed and moderate sized RBF model base is derived based on a rank revealing orthogonal matrix triangularization (QR decomposition). Then a new fast identification algorithm is introduced using Gauss-Newton algorithm to derive the required Box-Cox transformation, based on a maximum likelihood estimator. The main contribution of this letter is to explore the special structure of the proposed RBF neural network for computational efficiency by utilizing the inverse of matrix block decomposition lemma. Finally, the Box-Cox transformation-based RBF neural network, with good generalization and sparsity, is identified based on the derived optimal Box-Cox transformation and a D-optimality-based orthogonal forward regression algorithm. The proposed algorithm and its efficacy are demonstrated with an illustrative example in comparison with support vector machine regression.

Modified radial basis function neural network using output transformation

A modified radial basis function (RBF) neural network and its identification algorithm based on observational data with heterogeneous noise are introduced. The transformed system output of Box-Cox is represented by the RBF neural network. To identify the model from observational data, the singular value decomposition of the full regression matrix consisting of basis functions formed by system input data is initially carried out and a new fast identification method is then developed using Gauss-Newton algorithm to derive the required Box-Cox transformation, based on a maximum likelihood estimator (MLE) for a model base spanned by the largest eigenvectors. Finally, the Box-Cox transformation-based RBF neural network, with good generalisation and sparsity, is identified based on the derived optimal Box-Cox transformation and an orthogonal forward regression algorithm using a pseudo-PRESS statistic to select a sparse RBF model with good generalisation. The proposed algorithm and its efficacy are demonstrated with numerical examples.

A mixture of experts network structure construction algorithm for modelling and control

This paper introduces a new fast, effective and practical model structure construction algorithm for a mixture of experts network system utilising only process data. The algorithm is based on a novel forward constrained regression procedure. Given a full set of the experts as potential model bases, the structure construction algorithm, formed on the forward constrained regression procedure, selects the most significant model base one by one so as to minimise the overall system approximation error at each iteration, while the gate parameters in the mixture of experts network system are accordingly adjusted so as to satisfy the convex constraints required in the derivation of the forward constrained regression procedure. The procedure continues until a proper system model is constructed that utilises some or all of the experts. A pruning algorithm of the consequent mixture of experts network system is also derived to generate an overall parsimonious construction algorithm. Numerical examples are provided to demonstrate the effectiveness of the new algorithms. The mixture of experts network framework can be applied to a wide variety of applications ranging from multiple model controller synthesis to multi-sensor data fusion.

CrossMDA-SPL: uma abordagem para gerência de variabilidades dirigida por modelos e aspectos

This paper proposes a systematic approach to management of variability modelsdriven and aspects using the mechanisms of approaches Aspect-Oriented Software Development (AOSD) and Model-Driven Development (MDD). The main goal of the approach, named CrossMDA-SPL, is to improve the management(gerência), modularization and isolation ou separation of the variability of the LPSs of architecture in a high level of abstraction (model) at the design and implementing phases of development Software Product Lines (SPLs), exploiting the synergy between AOSD and MDD. The CrossMDA-SPL approach defines some artifacts basis for advance the separation clear in between the mandatory (bounden) and optional features in the architecture of SPL. The artifacts are represented by two models named: (i) core model (base domain) - responsible for specify the common features the all members of the SPL, and (ii) variability model - responsible for represent the variables features of SPL. In addition, the CrossMDA-SPL approach is composed of: (i) guidelines for modeling and representation of variability, (ii) CrossMDA-SPL services and process, and (iii) models of the architecture of SPL or product instance of SPL. The guidelines use the advantages of AOSD and MDD to promote a better modularization of the variable features of the architecture of SPL during the creation of core and variability models of the approach. The services and sub-processes are responsible for combination automatically, through of process of transformation between the core and variability models, and the generation of new models that represent the implementation of the architecture of SPL or a instance model of SPL. Mechanisms for effective modularization of variability for architectures of SPL at model level. The concepts are described and measured with the execution of a case study of an SPL for management systems of transport electronic tickets

Um modelo conceitual baseado em MDD e padrões para evolução de sistemas OA

Aspect-Oriented Software Development (AOSD) is a technique that complements the Object- Oriented Software Development (OOSD) modularizing several concepts that OOSD approaches do not modularize appropriately. However, the current state-of-the art on AOSD suffers with software evolution, mainly because aspect definition can stop to work correctly when base elements evolve. A promising approach to deal with that problem is the definition of model-based pointcuts, where pointcuts are defined based on a conceptual model. That strategy makes pointcut less prone to software evolution than model-base elements. Based on that strategy, this work defines a conceptual model at high abstraction level where we can specify software patterns and architectures that through Model Driven Development techniques they can be instantiated and composed in architecture description language that allows aspect modeling at architecture level. Our MDD approach allows propagate concepts in architecture level to another abstraction levels (design level, for example) through MDA transformation rules. Also, this work shows a plug-in implemented to Eclipse platform called AOADLwithCM. That plug-in was created to support our development process. The AOADLwithCM plug-in was used to describe a case study based on MobileMedia System. MobileMedia case study shows step-by-step how the Conceptual Model approach could minimize Pointcut Fragile Problems, due to software evolution. MobileMedia case study was used as input to analyses evolutions on software according to software metrics proposed by KHATCHADOURIAN, GREENWOOD and RASHID. Also, we analyze how evolution in base model could affect maintenance on aspectual model with and without Conceptual Model approaches

Logic Based Pattern Recognition - Ontology Content (1)

* The research is supported partly by INTAS: 04-77-7173 project, http://www.intas.be

Modelo de operação de unidades de fragmentação no tratamento de veículos em fim de vida

A recuperação de metais a partir de resíduos é uma actividade ligada à valorização de resíduos que se afigura essencial à preservação de recursos naturais. O tratamento de resíduos metálicos é essencial para o sucesso da reciclagem. O tratamento permite diminuir contaminações com outros materiais, melhorar a valorização e diminuir os custos de transporte. Ao tratamento encontram-se associadas diferentes operações, cuja finalidade é preparar os metais de acordo com os requisitos de processo dos recicladores. A fragmentação é uma das operações de pré-tratamento mais relevantes pela sua capacidade de processamento e pela possibilidade de permitir separar resíduos contaminados com outros materiais. O presente trabalho efectua uma análise inicial ao sector e às tecnologias existentes permitindo introduzir posteriormente o caso de estudo, a instalação em Vila Nova de Gaia da empresa Constantino Fernandes Oliveira & Filhos, SA. O enfoque ao caso de estudo aborda o tema da eficiência energética, um dos principais custos de produção. Nesta perspectiva identifica pontos críticos e estabelece medidas de eficiência energética que permitam reduzir o consumo energético. As medidas propostas foram a colocação de um variador electrónico de velocidade no ventilador principal da fragmentadora e no compressor e a substituição da iluminação existente por iluminação LED. As medidas propostas permitem a redução do consumo específico de energia de 9,39 kgep/t para 8,81 kgep/t. Sendo a fragmentação uma das operações mais relevantes na actividade da instalação estudada, no presente trabalho, efectuou-se a análise do modelo operatório com recurso à aplicação STAN de análise de fluxos de materiais. O procedimento de análise envolveu a criação de vários cenários de exploração no tratamento de resíduos. O objectivo das simulações é a contabilização dos custos referentes ao tratamento dos resíduos permitindo melhorias na vertente operacional, ambiental e económica. Um dos cenários simulados foi a remoção dos veículos em fim de vida dos resíduos a fragmentar, onde se constatou que apesar de uma redução dos resíduos processados, os proveitos por quantidade processada não alteram relativamente ao modelo operatório de base. Este facto deve-se sobretudo aos custos elevados de tratamento de resíduos gerados no processo de fragmentação dos veículos em fim de vida.

A VLF to UHF propagation model for evaluation of high-speed railway electromagnetic interference in RF monitoring base-stations

Considering that recent european high-speed railway system has a traction power system of kV 50 Hz, which causes electromagnetic emission for the outside world, it is important to dimension the railway system emissions, using a frequency/distance dependent propagation model. This paper presents an enhanced theoretical model for VLF to UHF propagation, railway system oriented. It introduces the near field approach (crucial in low frequency propagation) and also considers the source characteristics and type of measuring antenna. Simulations are presented, and comparisons are set with earlier far field models. Using the developed model, a real case study was performed in partnership with Refer Telecom (portuguese telecom operator for railways). The new propagation model was used in order to predict the future high-speed railway electromagnetic emissions in the Lisbon north track. The results show the model's prediction capabilities and also its applicability to realistic scenarios.