721 resultados para planning "temporal planning"
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Autonomous vehicles are increasingly being used in mission-critical applications, and robust methods are needed for controlling these inherently unreliable and complex systems. This thesis advocates the use of model-based programming, which allows mission designers to program autonomous missions at the level of a coach or wing commander. To support such a system, this thesis presents the Spock generative planner. To generate plans, Spock must be able to piece together vehicle commands and team tactics that have a complex behavior represented by concurrent processes. This is in contrast to traditional planners, whose operators represent simple atomic or durative actions. Spock represents operators using the RMPL language, which describes behaviors using parallel and sequential compositions of state and activity episodes. RMPL is useful for controlling mobile autonomous missions because it allows mission designers to quickly encode expressive activity models using object-oriented design methods and an intuitive set of activity combinators. Spock also is significant in that it uniformly represents operators and plan-space processes in terms of Temporal Plan Networks, which support temporal flexibility for robust plan execution. Finally, Spock is implemented as a forward progression optimal planner that walks monotonically forward through plan processes, closing any open conditions and resolving any conflicts. This thesis describes the Spock algorithm in detail, along with example problems and test results.
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An Automatic Vehicle Location (AVL) system is a computer-based vehicle tracking system that is capable of determining a vehicle's location in real time. As a major technology of the Advanced Public Transportation System (APTS), AVL systems have been widely deployed by transit agencies for purposes such as real-time operation monitoring, computer-aided dispatching, and arrival time prediction. AVL systems make a large amount of transit performance data available that are valuable for transit performance management and planning purposes. However, the difficulties of extracting useful information from the huge spatial-temporal database have hindered off-line applications of the AVL data. ^ In this study, a data mining process, including data integration, cluster analysis, and multiple regression, is proposed. The AVL-generated data are first integrated into a Geographic Information System (GIS) platform. The model-based cluster method is employed to investigate the spatial and temporal patterns of transit travel speeds, which may be easily translated into travel time. The transit speed variations along the route segments are identified. Transit service periods such as morning peak, mid-day, afternoon peak, and evening periods are determined based on analyses of transit travel speed variations for different times of day. The seasonal patterns of transit performance are investigated by using the analysis of variance (ANOVA). Travel speed models based on the clustered time-of-day intervals are developed using important factors identified as having significant effects on speed for different time-of-day periods. ^ It has been found that transit performance varied from different seasons and different time-of-day periods. The geographic location of a transit route segment also plays a role in the variation of the transit performance. The results of this research indicate that advanced data mining techniques have good potential in providing automated techniques of assisting transit agencies in service planning, scheduling, and operations control. ^
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Motion planning, or trajectory planning, commonly refers to a process of converting high-level task specifications into low-level control commands that can be executed on the system of interest. For different applications, the system will be different. It can be an autonomous vehicle, an Unmanned Aerial Vehicle(UAV), a humanoid robot, or an industrial robotic arm. As human machine interaction is essential in many of these systems, safety is fundamental and crucial. Many of the applications also involve performing a task in an optimal manner within a given time constraint. Therefore, in this thesis, we focus on two aspects of the motion planning problem. One is the verification and synthesis of the safe controls for autonomous ground and air vehicles in collision avoidance scenarios. The other part focuses on the high-level planning for the autonomous vehicles with the timed temporal constraints. In the first aspect of our work, we first propose a verification method to prove the safety and robustness of a path planner and the path following controls based on reachable sets. We demonstrate the method on quadrotor and automobile applications. Secondly, we propose a reachable set based collision avoidance algorithm for UAVs. Instead of the traditional approaches of collision avoidance between trajectories, we propose a collision avoidance scheme based on reachable sets and tubes. We then formulate the problem as a convex optimization problem seeking control set design for the aircraft to avoid collision. We apply our approach to collision avoidance scenarios of quadrotors and fixed-wing aircraft. In the second aspect of our work, we address the high level planning problems with timed temporal logic constraints. Firstly, we present an optimization based method for path planning of a mobile robot subject to timed temporal constraints, in a dynamic environment. Temporal logic (TL) can address very complex task specifications such as safety, coverage, motion sequencing etc. We use metric temporal logic (MTL) to encode the task specifications with timing constraints. We then translate the MTL formulae into mixed integer linear constraints and solve the associated optimization problem using a mixed integer linear program solver. We have applied our approach on several case studies in complex dynamical environments subjected to timed temporal specifications. Secondly, we also present a timed automaton based method for planning under the given timed temporal logic specifications. We use metric interval temporal logic (MITL), a member of the MTL family, to represent the task specification, and provide a constructive way to generate a timed automaton and methods to look for accepting runs on the automaton to find an optimal motion (or path) sequence for the robot to complete the task.
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Will the existing means in Radiotherapy respond to the needs of the potential user population in 2014 for Lisbon and Santarém districts? Number of treatment units? Number of Radiotherapy Technologists? Temporal variations of the dimension and age structure of the populations: Coastal areas/Interior areas, Urban areas/Rural areas. Temporal variations in the incidence of several types of cancer. Overall objectives: evaluate of the necessities of Radiotherapy for Lisbon and Santarém districts in 2014 and elaboration of proposals that aim the access/use for the potential user population.
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Tese de Doutoramento - Programa Doutoral em Engenharia Industrial e Sistemas (PDEIS)
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Cette thèse étudie une approche intégrant la gestion de l’horaire et la conception de réseaux de services pour le transport ferroviaire de marchandises. Le transport par rail s’articule autour d’une structure à deux niveaux de consolidation où l’affectation des wagons aux blocs ainsi que des blocs aux services représentent des décisions qui complexifient grandement la gestion des opérations. Dans cette thèse, les deux processus de consolidation ainsi que l’horaire d’exploitation sont étudiés simultanément. La résolution de ce problème permet d’identifier un plan d’exploitation rentable comprenant les politiques de blocage, le routage et l’horaire des trains, de même que l’habillage ainsi que l’affectation du traffic. Afin de décrire les différentes activités ferroviaires au niveau tactique, nous étendons le réseau physique et construisons une structure de réseau espace-temps comprenant trois couches dans lequel la dimension liée au temps prend en considération les impacts temporels sur les opérations. De plus, les opérations relatives aux trains, blocs et wagons sont décrites par différentes couches. Sur la base de cette structure de réseau, nous modélisons ce problème de planification ferroviaire comme un problème de conception de réseaux de services. Le modèle proposé se formule comme un programme mathématique en variables mixtes. Ce dernie r s’avère très difficile à résoudre en raison de la grande taille des instances traitées et de sa complexité intrinsèque. Trois versions sont étudiées : le modèle simplifié (comprenant des services directs uniquement), le modèle complet (comprenant des services directs et multi-arrêts), ainsi qu’un modèle complet à très grande échelle. Plusieurs heuristiques sont développées afin d’obtenir de bonnes solutions en des temps de calcul raisonnables. Premièrement, un cas particulier avec services directs est analysé. En considérant une cara ctéristique spécifique du problème de conception de réseaux de services directs nous développons un nouvel algorithme de recherche avec tabous. Un voisinage par cycles est privilégié à cet effet. Celui-ci est basé sur la distribution du flot circulant sur les blocs selon les cycles issus du réseau résiduel. Un algorithme basé sur l’ajustement de pente est développé pour le modèle complet, et nous proposons une nouvelle méthode, appelée recherche ellipsoidale, permettant d’améliorer davantage la qualité de la solution. La recherche ellipsoidale combine les bonnes solutions admissibles générées par l’algorithme d’ajustement de pente, et regroupe les caractéristiques des bonnes solutions afin de créer un problème élite qui est résolu de facon exacte à l’aide d’un logiciel commercial. L’heuristique tire donc avantage de la vitesse de convergence de l’algorithme d’ajustement de pente et de la qualité de solution de la recherche ellipsoidale. Les tests numériques illustrent l’efficacité de l’heuristique proposée. En outre, l’algorithme représente une alternative intéressante afin de résoudre le problème simplifié. Enfin, nous étudions le modèle complet à très grande échelle. Une heuristique hybride est développée en intégrant les idées de l’algorithme précédemment décrit et la génération de colonnes. Nous proposons une nouvelle procédure d’ajustement de pente où, par rapport à l’ancienne, seule l’approximation des couts liés aux services est considérée. La nouvelle approche d’ajustement de pente sépare ainsi les décisions associées aux blocs et aux services afin de fournir une décomposition naturelle du problème. Les résultats numériques obtenus montrent que l’algorithme est en mesure d’identifier des solutions de qualité dans un contexte visant la résolution d’instances réelles.
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Le capital humain d’un pays est un facteur important de sa croissance et de son développement à long terme. Selon l’Unicef, ce capital humain est constitué en donnant à chaque enfant un bon départ dans la vie : non seule- ment la possibilité de survivre, mais aussi les conditions nécessaires pour se développer et réaliser tout son potentiel. Malheureusement, cet état de fait est loin d’être une réalité en Afrique Subsaharienne. En effet, selon toujours l’Unicef et sur la base d’enquêtes ménages dans 21 pays d’Afrique de l’Ouest et du Centre, c’est près de 32 millions d’enfants qui ont l’âge officiel d’être scolarisés, mais qui ne le sont pas. A ces chiffres, il faut ajouter 17 millions d’enfants scolarisés qui risquent fortement l’exclusion. De son Côté, l’OMS pointe du doigt la mauvaise santé des enfants dans cette région. Ainsi, les décès d’enfants sont de plus en plus concentrés en Afrique subsaharienne où les enfants ont plus de 15 fois plus de risques de mourir avant l’âge de cinq ans que les enfants des régions développées. Les difficultés économiques apparaissent comme la première explication des obstacles à l’amélioration du bien être des enfants aussi bien du côté de l’offre que de la demande. Cette thèse relie trois essais sur d’une part le lien entre conflit armés, l’éducation et la mortalité des enfants et d’autre part sur le lien entre fertilité et éducation des enfants en milieu urbain. Le premier chapitre identifie l’impact de la crise politico-militaire de la Côte d’Ivoire sur le bien être des enfants, en particulier sur l’éducation et la mor- talité infanto-juvénile en exploitant la variation temporelle et géographique de la crise. Il ressort de cette analyse que les individus qui vivaient dans les régions de conflit et qui ont atteint durant la crise, l’âge officiel d’entrer à l’école ont 10% moins de chance d’être inscrits à l’école. Les élèves qui habitaient dans des régions de conflit pendant la crise ont subit une diminu- tion du nombre d’années scolaire d’au moins une année. Les élèves les plus v vi âgés et qui sont susceptibles d’être au secondaire ont connu une décroissance du nombre d’année scolaire d’au moins deux années. Il ressort également que la crise ivoirienne a accru la mortalité infanto-juvénile d’au moins 3%. Mes résultats suggèrent également que la détérioration des conditions de vie et la limitation de l’utilisation des services de santé au cours du conflit con- tribuent à expliquer ces effets négatifs. Des tests de robustesse incluant un test de placebo suggèrent que les résultats ne sont pas dus à des différences préexistantes entre les régions affectées par le conflit et celles non affectées. Le deuxième chapitre étudie les disparités intra-urbaines en matière d’arbitrage entre le nombre d’enfant et la scolarisation des enfants en se focalisant sur le cas de Ouagadougou (Capitale du Burkina Faso). Dans cette ville, au moins 33% des deux millions d’habitants vivent dans des zones informelles (appelées localement des zones non-loties). Cette sous-population manque d’infrastructures socioéconomiques de base et a un niveau d’éducation très bas. Dans ce chapitre, prenant en compte la possible endogénéité du nombre d’enfants et en utilisant une approche "two-step control function" avec des modèles Probit, nous investiguons les différences de comportement des mé- nages en matière de scolarisation entre zones formelles et zones informelles. Nous nous focalisons en particulier sur l’arbitrage entre la "quantité" et la "qualité" des enfants. Compte tenu de l’hétérogénéité des deux types de zones, nous utilisons les probabilités prédites pour les comparer. Nos princi- pales conclusions sont les suivantes. Tout d’abord, nous trouvons un impact négatif de la taille de la famille sur le niveau de scolarisation dans les deux types de zone. Cependant, nous constatons que l’impact est plus aigu dans les zones informelles. Deuxièmement, si nous supposons que le caractère en- dogène du nombre d’enfants est essentiellement due à la causalité inverse, les résultats suggèrent que dans les zones formelles les parents tiennent compte de la scolarisation des enfants dans la décision de leur nombre d’enfants, mais ce ne est pas le cas dans les zones informelles. Enfin, nous constatons que, pour des familles avec les mêmes caractéristiques observables, la probabilité d’atteindre le niveau post-primaire est plus élevée dans les zones formelles que dans les zones informelles. En terme d’implications politique, selon ces résultats, les efforts pour améliorer la scolarisation des enfants ne doivent pas être dirigées uniquement vers les zones rurales. En plus de réduire les frais de scolarité dans certaines zones urbaines, en particulier les zones informelles, un accent particulier devrait être mis sur la sensibilisation sur les avantages de l’éducation pour le bien-être des enfants et leur famille. Enfin, du point vii de vue méthodologique, nos résultats montrent l’importance de tenir compte de l’hétérogénéité non observée entre les sous-populations dans l’explication des phénomènes socio-économiques. Compte tenu du lien négatif entre la taille de la famille et la scolarisation des enfants d’une part et les différences intra-urbaines de comportement des ménages en matière de scolarisation, le trosième chapitre étudie le rôle des types de méthodes contraceptives dans l’espacement des naissances en mi- lieu urbain. Ainsi, en distinguant les méthodes modernes et traditionnelles et en utilisant l’histoire génétique des femmes, ce chapitre fait ressortir des différences de comportement en matière de contraception entre les femmes des zones formelles et informelles à Ouagadougou (capitale du Burkina Faso). Les résultats montrent que les deux types de méthodes contraceptives aug- mentent l’écart des naissances et diminuent la probabilité qu’une naissance se produise moins de 24 mois après la précédente. Prendre en compte les caractéristiques non observées mais invariants avec le temps ne modifie pas significativement l’amplitude du coefficient de l’utilisation de la contracep- tion moderne dans les deux types de zone. Toutefois, dans la zone informelle, la prise en compte les effets fixes des femmes augmentent significativement l’effet des méthodes traditionnelles. Les normes sociales, la perception de la planification familiale et le rôle du partenaire de la femme pourraient expli- quer ces différences de comportement entre les zones formelles et informelles. Par conséquent, pour améliorer l’utilisation de la contraception et de leur efficacité, il est essentiel de hiérarchiser les actions en fonction du type de sous-population, même dans les zones urbaines.
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A large and complex IT project may involve multiple organizations and be constrained within a temporal period. An organization is a system comprising of people, activities, processes, information, resources and goals. Understanding and modelling such a project and its interrelationship with relevant organizations are essential for organizational project planning. This paper introduces the problem articulation method (PAM) as a semiotic method for organizational infrastructure modelling. PAM offers a suite of techniques, which enables the articulation of the business, technical and organizational requirements, delivering an infrastructural framework to support the organization. It works by eliciting and formalizing (e. g. processes, activities, relationships, responsibilities, communications, resources, agents, dependencies and constraints) and mapping these abstractions to represent the manifestation of the "actual" organization. Many analysts forgo organizational modelling methods and use localized ad hoc and point solutions, but this is not amenable for organizational infrastructures modelling. A case study of the infrared atmospheric sounding interferometer (IASI) will be used to demonstrate the applicability of PAM, and to examine its relevancy and significance in dealing with the innovation and changes in the organizations.
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In the last two decades substantial advances have been made in the understanding of the scientific basis of urban climates. These are reviewed here with attention to sustainability of cities, applications that use climate information, and scientific understanding in relation to measurements and modelling. Consideration is given from street (micro) scale to neighbourhood (local) to city and region (meso) scale. Those areas where improvements are needed in the next decade to ensure more sustainable cities are identified. High-priority recommendations are made in the following six strategic areas: observations, data, understanding, modelling, tools and education. These include the need for more operational urban measurement stations and networks; for an international data archive to aid translation of research findings into design tools, along with guidelines for different climate zones and land uses; to develop methods to analyse atmospheric data measured above complex urban surfaces; to improve short-range, high-resolution numerical prediction of weather, air quality and chemical dispersion through improved modelling of the biogeophysical features of the urban land surface; to improve education about urban meteorology; and to encourage communication across scientific disciplines at a range of spatial and temporal scales.
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Landslide hazard and risk are growing as a consequence of climate change and demographic pressure. Land‐use planning represents a powerful tool to manage this socio‐economic problem and build sustainable and landslide resilient communities. Landslide inventory maps are a cornerstone of land‐use planning and, consequently, their quality assessment represents a burning issue. This work aimed to define the quality parameters of a landslide inventory and assess its spatial and temporal accuracy with regard to its possible applications to land‐use planning. In this sense, I proceeded according to a two‐steps approach. An overall assessment of the accuracy of data geographic positioning was performed on four case study sites located in the Italian Northern Apennines. The quantification of the overall spatial and temporal accuracy, instead, focused on the Dorgola Valley (Province of Reggio Emilia). The assessment of spatial accuracy involved a comparison between remotely sensed and field survey data, as well as an innovative fuzzylike analysis of a multi‐temporal landslide inventory map. Conversely, long‐ and short‐term landslide temporal persistence was appraised over a period of 60 years with the aid of 18 remotely sensed image sets. These results were eventually compared with the current Territorial Plan for Provincial Coordination (PTCP) of the Province of Reggio Emilia. The outcome of this work suggested that geomorphologically detected and mapped landslides are a significant approximation of a more complex reality. In order to convey to the end‐users this intrinsic uncertainty, a new form of cartographic representation is needed. In this sense, a fuzzy raster landslide map may be an option. With regard to land‐use planning, landslide inventory maps, if appropriately updated, confirmed to be essential decision‐support tools. This research, however, proved that their spatial and temporal uncertainty discourages any direct use as zoning maps, especially when zoning itself is associated to statutory or advisory regulations.
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Transportation corridors in megaregions present a unique challenge for planners because of the high concentration of development, complex interjurisdictional issues, and history of independent development of core urban centers. The concept of resilience, as applied to megaregions, can be used to understand better the performance of these corridors. Resiliency is the ability to recover from or adjust easily to change. Resiliency performance measures can be expanded on for application to megaregions throughout the United States. When applied to transportation corridors in megaregions and represented by performance measures such as redundancy, continuity, connectivity, and travel time reliability, the concept of resiliency captures the spatial and temporal relationships between the attributes of a corridor, a network, and neighboring facilities over time at the regional and local levels. This paper focuses on the development of performance measurements for evaluating corridor resiliency as well as a plan for implementing analysis methods at the jurisdictional level. The transportation corridor between Boston, Massachusetts, and Washington, D.C., is used as a case study to represent the applicability of these measures to megaregions throughout the country.
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The rapid global loss of biodiversity has led to a proliferation of systematic conservation planning methods. In spite of their utility and mathematical sophistication, these methods only provide approximate solutions to real-world problems where there is uncertainty and temporal change. The consequences of errors in these solutions are seldom characterized or addressed. We propose a conceptual structure for exploring the consequences of input uncertainty and oversimpli?ed approximations to real-world processes for any conservation planning tool or strategy. We then present a computational framework based on this structure to quantitatively model species representation and persistence outcomes across a range of uncertainties. These include factors such as land costs, landscape structure, species composition and distribution, and temporal changes in habitat. We demonstrate the utility of the framework using several reserve selection methods including simple rules of thumb and more sophisticated tools such as Marxan and Zonation. We present new results showing how outcomes can be strongly affected by variation in problem characteristics that are seldom compared across multiple studies. These characteristics include number of species prioritized, distribution of species richness and rarity, and uncertainties in the amount and quality of habitat patches. We also demonstrate how the framework allows comparisons between conservation planning strategies and their response to error under a range of conditions. Using the approach presented here will improve conservation outcomes and resource allocation by making it easier to predict and quantify the consequences of many different uncertainties and assumptions simultaneously. Our results show that without more rigorously generalizable results, it is very dif?cult to predict the amount of error in any conservation plan. These results imply the need for standard practice to include evaluating the effects of multiple real-world complications on the behavior of any conservation planning method.
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A general technique for transforming a timed finite state automaton into an equivalent automated planning domain based on a numerical parameter model is introduced. Timed transition automata have many applications in control systems and agents models; they are used to describe sequential processes, where actions are labelling by automaton transitions subject to temporal constraints. The language of timed words accepted by a timed automaton, the possible sequences of system or agent behaviour, can be described in term of an appropriate planning domain encapsulating the timed actions patterns and constraints. The time words recognition problem is then posed as a planning problem where the goal is to reach a final state by a sequence of actions, which corresponds to the timed symbols labeling the automaton transitions. The transformation is proved to be correct and complete and it is space/time linear on the automaton size. Experimental results shows that the performance of the planning domain obtained by transformation is scalable for real world applications. A major advantage of the planning based approach, beside of the solving the parsing problem, is to represent in a single automated reasoning framework problems of plan recognitions, plan synthesis and plan optimisation.
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Urban regions worldwide are increasingly facing the challenge of dealing with highly dynamic metropolitan growth and, at the same time, institutional changes like decentralisation and globalisation. These kinds of changes express themselves most evidently in peri-urban areas, where urban and rural life meets. These peri-urban areas in particular have been the stage for rapid physical, social and economic transformations, both in developed and developing countries. Peri-urbanization takes place here. Based on literature review, this paper presents an effort to identify generic attributes of peri-urbanisation and the way in which development planning tends to reply. Three major attributes are identified: peri-urban space (the spatial expression of peri-urban development), peri-urban life (the functional appearance of land uses, activities and peri-urban innovation), and peri-urban change (a causal and temporal perspective featuring flows and drivers of change). It is also shown that prevalent institutional replies in planning and development generally fail to acknowledge the dynamic and increasingly fragmented attributes of global peri-urbanisation.