Orientador: Fabiano Borges da Silva / Banca: Leandro Batista Morgado / Banca: Tatiana Miguel Rodrigues de Souza / Resumo: Neste trabalho, mostramos como construir um processo estocástico de Markov e seu espaço de probabilidade a partir das probabilidades de transição e da distribuição inicial. Além disso, mostramos a convergência das matrizes de transição utilizando como ferramenta conhecimentos de Álgebra Linear. A aplicação das cadeias de Markov num contexto voltado para o Ensino Médio é mostrado no último capítulo, onde procuramos oferecer aos alunos a oportunidade de ter uma visão mais ampla de como a Matemática pode ser aplicada em outras áreas do conhecimento / Abstract: In this work, we show how to construct a stochastic Markov process and its probability space from the transition probabilities and the initial distribution. In addition, we show to investigate the convergence of the transition matrices using Linear Algebra knowledge as a tool. Application of Markov chains in a context focused on High School, it is shown in the last chapter, where we try to offer the students the opportunity to have a view of how mathematics can be applied in other areas of knowledge / Mestre

Orientador: Fabiano Borges da Silva / Banca: Cristiane Alexandra Lázaro / Banca: Régis Leandro Braguim Stábile / Resumo: Neste trabalho apresentamos uma introdução aos processos estocásticos de Markov dis­cretos e suas propriedades, e como uma aplicação, estudamos um modelo probabilístico para o problema da irreversibilidade dos gases, ou modelo da urna de Ehrenfest. Por fim, apresentamos uma modificação deste modelo, cuja abordagem é adaptada para o Ensino Médio / Abstract: ln this work we present an introducion to discrete Markov stochastic processes and their properties, and as an application, we study a probabilistic model for the problem of irre­versibility of gases, or model of Ehrenfest um. Finally, we present a modification of this model, whose approach is adapted for High School / Mestre

Orientador: Jacques Wainer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_PauloGurgel_M.pdf: 1259816 bytes, checksum: a4783df9aa3755becb68ee233ad43e3c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Em um problema de localização multirrobô cooperativa, um grupo de robôs encontra-se em um determinado ambiente, cuja localização exata de cada um dos robôs é desconhecida. Neste cenário, uma distribuição de probabilidades aponta as chances de um robô estar em um determinado estado. É necessário então, que os robôs se movimentem pelo ambiente e gerem novas observações que serão compartilhadas, para calcular novas estimativas. Nos últimos anos, muitos trabalhos têm focado no estudo de técnicas probabilísticas, modelos de comunicação e modelos de detecções, para resolver o problema de localização. No entanto, a movimentação dos robôs é, em geral, definida por ações aleatórias. Ações aleatórias geram observações que podem ser inúteis para a melhoria da estimativa. Este trabalho apresenta uma proposta de localização com suporte a planejamento de ações. O objetivo é apresentar um modelo cujas ações realizadas pelos robôs são definidas por políticas. Escolhendo a melhor ação a ser realizada, é possível receber informações mais úteis dos sensores internos e externos e estimar as posturas mais rapidamente. O modelo proposto, denominado Modelo de Localização Planejada - MLP, utiliza POMDPs para modelar os problemas de localização e algoritmos específicos de geração de políticas. Foi utilizada a localização de Markov como técnica probabilística de localização e implementadas versões de modelos de detecção e propagação de informação. Neste trabalho, um simulador de problemas de localização multirrobô foi desenvolvido, no qual foram realizados experimentos em que o modelo proposto foi comparado a um modelo que não faz uso de planejamento de ações. Os resultados obtidos apontam que o modelo proposto é capaz de estimar as posturas dos robôs com uma menor quantidade de passos, sendo significativamente mais e ciente do que o modelo comparado sem planejamento. / Abstract: In a cooperative multi-robot localization problem, a group of robots is in a certain environment, where the exact location of each robot is unknown. In this scenario, there is only a distribution of probabilities indicating the chance of a robot to be in a particular state. It is necessary for the robots to move in the environment generating new observations, which will be shared to calculate new estimates. Currently, many studies have focused on the study of probabilistic techniques, models of communication and models of detection to solve the localization problem. However, the movement of robots is generally defined by random actions. Random actions generate observations that can be useless for improving the estimate. This work describes a proposal for multi-robot localization with support planning of actions. The objective is to describe a model whose actions performed by robots are defined by policies. Choosing the best action to be performed, the robot gets more useful information from internal and external sensors and estimates the posture more quickly. The proposed model, called Model of Planned Localization - MPL, uses POMDPs to model the problems of location and specific algorithms to generate policies. The Markov localization was used as probabilistic technique of localization and implemented versions of detection models and information propagation model. In this work, a simulator to multi-robot localization problems was developed, in which experiments were performed. The proposed model was compared to a model that does not make use of planning actions. The results showed that the proposed model is able to estimate the positions of robots with lower number of steps, being more e-cient than model compared. / Mestrado / Inteligencia Artificial / Mestre em Ciência da Computação

Made available in DSpace on 2010-04-20T20:58:04Z (GMT). No. of bitstreams: 4 2006 - Wagner_Oliveira_ Monteiro_02_10_2008.pdf.jpg: 17677 bytes, checksum: 012a0852290fa51f423a5a8ec7534ea5 (MD5) 2006 - Wagner_Oliveira_ Monteiro_02_10_2008.pdf: 450170 bytes, checksum: ea37b352c4028dd1c20da87d3f3badf2 (MD5) 2006 - Wagner_Oliveira_ Monteiro_02_10_2008.pdf.txt: 55718 bytes, checksum: 579a00e43cb84159205c5d87713ad640 (MD5) license.txt: 4884 bytes, checksum: de2d265ed2868529ac27feb118588da8 (MD5) Previous issue date: 2008-10-02T00:00:00Z / This dissertation proposes a bivariate markov switching dynamic conditional correlation model for estimating the optimal hedge ratio between spot and futures contracts. It considers the cointegration between series and allows to capture the leverage efect in return equation. The model is applied using daily data of future and spot prices of Bovespa Index and R$/US$ exchange rate. The results in terms of variance reduction and utility show that the bivariate markov switching model outperforms the strategies based ordinary least squares and error correction models.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-22Bitstream added on 2014-06-13T19:42:50Z : No. of bitstreams: 1 alberto_mc_dr_rcla.pdf: 4202050 bytes, checksum: 3b86f29948beb04822253a6211a2ff9f (MD5) / O gerenciamento de áreas contaminadas objetiva eliminar riscos pela contaminação de água subterrânea em áreas industriais. O comportamento de contaminantes também é controlado pela configuração das litologias, sendo necessária a caracterização geológica para estabelecer um modelo geológico conceitual, subsidiando as ações futuras de investigação e remediação. Em áreas geologicamente complexas, a distribuição das litologias deve ser enfocada, pois, apresenta variação significativa, e o seu conhecimento é de difícil estabelecimento com dados sem qualidade e quantidade. As incertezas associadas à heterogeneidade, tornam mais complexo o conhecimento destas. Neste estudo, foi aplicada investigação em área de Cubatão (SP), geologicamente heterogênea, iniciando pela caracterização regional, estabelecendo o modelo conceitual, a gênese das litologias e simulação numérica de fluxo da água subterrânea para verificação do modelo. Para simulação hipotética de um poço para remediação, foi utilizada simulação estocástica para definição da distribuição litológica, pois, a heterogeneidade pode apresentar diversos cenários para um mesmo conjunto de informações. Estas simulações geraram cenários, utilizados para simulação do poço, obtendo-se distintas zonas de captura. Os efeitos da heterogeneidade mostram que, para projeção de sistema de remediação, devem ser considerados diversos arranjos litológicos, pois, considerando-se modelos simplistas, a remediação será ineficiente, aumentando os custos para novas investigações e ações de remediação adicionais / The management of contaminated areas aims to eliminate the risk of groundwater contamination in industrial areas. The behavior of contaminants is controlled by the configuration of lithologies, where geological characterization was needed to establish a conceptual geological model, supporting the actions of future investigation and remediation. In geologically complex areas, the distribution of lithologies should be focused, therefore, the distribution is also complex, and their knowledge is difficult to establish with no data quality and quantity. Uncertainties related to heterogeneity become more complex its definition. In this study, it was applied research in an area located at Cubatão (SP), geologically heterogeneous, starting with the regional characterization, setting the conceptual model, genesis of the lithologies and numerical simulation for model verification. For the simulation of a hypothetical well for remediation, stochastic simulation was used to define the lithological distribution, therefore, the heterogeneity may present different scenarios for a given set of information. These simulations generated scenarios used for simulation of extraction well, resulting in different capture zones. The effects of heterogeneity suggests that for projecting remediation system should be considered different lithological distribution, therefore, considering simplistic models, remediation will be inefficient, increasing costs for new investigations and further remediation actions

Due, in part, to the nowadays considerable body of theoretical results for Markov Jump Linear Systems (MJLS), there has been recently an intense interplay between the classical switch systems and MJLS theory. Although the development of these theories came up independently, in a broad way MJLS can be seen as a class of switch systems with a stochastic switching mecanism. Motivated by the diversity of methods of these theories and its potentiality in the treatment of systems with requires tolerance to failure (the so-called safety-critical and highintegrity systems), it is our intention in this dissertation to make up a synthesis of the most relevant methods, setting against the two theories. In view of the huge amount of results of these theories, we focus here just on the stability problem. We begin presenting well known tools such as common Lyapunov functions and others which are related to involving classes of linear subsistems with certain particularities such as commutativity and solubility of Lie algebra. Rigth after, we present the concept of average dwell time, part Lyapunov functions and results about design of switch. Using the average dwell time at the linear systems with stable and unstable systems with the rules already demonstrated we claim some results about stability that applied at linear systems with markovian switch. / Devido em parte, ao considerável corpo de resultados teóricos para Sistemas Lineares com Saltos Markovianos (SLMS), tem havido recentemente uma intensa interação entre a teoria clássica de sistemas com chaveamento (switched systems) e a teoria de SLSM. Apesar do desenvolvimento dessas teorias terem acontecido essencialmente de maneira independentes, num sentido amplo SLMS pode ser visto como um sistema com chaveamento cujo mecanismo de chaveamento é estocástico. Motivados pela diversidade de métodos dessas teorias e sua enorme potencialidade no tratamento de sistemas que exigem comportamentos tolerantes a falhas (faz parte do que se denomina na literatura especializada como safety-critical and high integrity systems) é nossa intenção nesta dissertaçãoo fazer uma síntese dos métodos mais relevantes, contrapondo as duas teorias. Tendo em vista a enorme quantidade de resultados, focaremos apenas o problema de estabilidade. Começaremos o estudo com critérios já conhecidos como a construção de uma função comum de Lyapunov para os sistemas e outros que dizem respeito à estabilidade em classes de subsistemas lineares que possuem certas particularidades como comutatividade e solubilidade da álgebra de Lie gerada pela coleção de matrizes. Em seguida, apresentaremos os conceitos de tempo médio de habitação, funções de Lyapunov por partes e os resultados sobre design de switch. Através do estudo do tempo médio de habitação em sistemas lineares com matrizes estáveis e instáveis, juntamente com os critérios já estudados referentes às classes de subsistemas para as quais é possível a construção de uma função comum de Lyapunov, chegamos a alguns resultados para estabilidade, que aplicamos ao caso de chaveamento Markoviano.

Orientador: Jose Claudio Geromel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T01:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fioravanti_AndreRicardo_M.pdf: 793181 bytes, checksum: 6f60b78faabe194cc22f2cc3157f0d90 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta dissertação tem par principal objetivo o estudo do problema de projeto de filtros H2 e Hoo de sistemas lineares discretos com parâmetros sujeitos a saltos markovianos. Inicialmente, sob a hipótese de que o parâmetro da cadeia de Markov é mensurável, fornecemos a caracterização de todos os filtros tais que o erro de estimação é limitado por uma norma, produzindo a solução completa do problema de projeto dependente do modo da cadeia. Baseado neste resultado, consideramos o projeto do filtro robusto capaz de lidar com incertezas paramétricas. Em seguida, propomos um procedimento de projeto de filtros sem o conhecimento da cadeia. Todos os problemas de filtragem são expressos em termos de desigualdades matriciais lineares. Os resultados teóricos são ilustrados através de uma aplicação prática que consiste na comunicação de dados através de um canal markoviano / Abstract: This thesis addresses the H2 and Hoo filtering design problem of discrete-time Markov jump linear systems. First, under the assumption that the Markov parameter is measurable, we provide the characterization of all filters such that the estimation errar remains bounded by a given narm leveI, yielding the complete solution of the mode-dependent filtering design problem. Based on this result, a robust filter design to deal with convex bounded parameter uncertainty is considered. In the sequeI, a design procedure for modeindependent filtering design is proposed. All filters are designed by solving linear matrix inequalities. The theory is illustrated by means of a practical example, consisting the data communication through a markovian channel / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Fabio Violaro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:44:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yared_GlaucoFerreiraGazel_D.pdf: 5774867 bytes, checksum: 49a79d9495ce25c8a69ca34858a956ee (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Atualmente os sistemas de reconhecimento de fala baseados em HMMs são utilizados em diversas aplicações em tempo real, desde telefones celulares até automóveis. Nesse contexto, um aspecto importante que deve ser considerado é a complexidade dos HMMs, a qual está diretamente relacionada com o custo computacional. Assim, no intuito de permitir a aplicação prática do sistema, é interessante otimizar a complexidade dos HMMs, impondo-se restrições em relação ao desempenho no reconhecimento. Além disso, a otimização da topologia é importante para uma estimação confiável dos parâmetros dos HMMs. Os trabalhos anteriores nesta área utilizam medidas de verossimilhança para a obtenção de sistemas que apresentem um melhor compromisso entre resolução acústica e robustez. Este trabalho apresenta o novo Algoritmo para Eliminação de Gaussianas (GEA), o qual é baseado em uma análise discriminativa e em uma análise interna, para a determinação da complexidade mais apropriada para os HMMs. O novo método é comparado com o Critério de Informação Bayesiano (BIC), com um método baseado em medidas de entropia, com um método discriminativo para o aumento da resolução acústica dos modelos e com os sistemas contendo um número fixo de Gaussianas por estado / Abstract: Nowadays, HMM-based speech recognition systems are used in many real time processing applications, from cell phones to auto mobile automation. In this context, one important aspect to be considered is the HMM complexity, which directly determines the system computational load. So, in order to make the system feasible for practical purposes, it is interesting to optimize the HMM size constrained to a minimum acceptable recognition performance. Furthermore, topology optimization is also important for reliable parameter estimation. Previous works in this area have used likelihood measures in order to obtain models with a better compromise between acoustic resolution and robustness. This work presents the new Gaussian Elimination Algorithm (GEA), which is based on a discriminative analysis and on an internal analysis, for determining the more suitable HMM complexity. The new approach is compared to the classical Bayesian Information Criterion (BIC), to an entropy based method, to a discriminative-based method for increasing the acoustic resolution of the HMMs and also to systems containing a fixed number of Gaussians per state / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sotoma_Irineu_D.pdf: 1483229 bytes, checksum: 9fd71c5e3e9cefbd8ffefab03b2eb566 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A Qualidade de Serviço (QoS) de detectores de defeitos determina a rapidez que um detector de defeitos q detecta a quebra de um processo p, e a precisão que q informa essa quebra. Em redes de longa distância e em redes sem fio, a ocorrência de quebras de processo, altas variações de atraso e perdas de pacotes em rajadas são comuns. Nestas condições, uma escolha adequada de parâmetros, por um configurador de detectores de defeitos, para manter o detector de defeitos satisfazendo os requisitos de QoS, é requerida. Por isso, este trabalho propõe um configurador de detector de defeitos que leva em conta a distribuição de probabilidade de comprimento de rajadas de perdas de pacotes de mensagem, através do uso de um modelo de Markov. Os resultados da simulação mostram que os parâmetros fornecidos pelo configurador proposto tendem a levar o detector de defeitos a satisfazer os requisitos de QoS em redes sujeitas a rajadas de perdas. Adicionalmente, a pesquisa mostra que é possível melhorar a precisão do detector de defeitos usando uma combinação de estimadores simples de atrasos de mensagens / Abstract: The quality of service (QoS) of failure detectors determines how fast a failure detector q detects the crash of a process p, and how accurate q informs the p crash. In wide area networks and wireless networks, the occurrence of process crashes, high delay variations and burst losses in message packets are common. In these conditions, an adequate choice in the failure detector parameters, by a failure detector configurator, to keep the failure detector satisfying the QoS requirements, is required. Therefore, this work proposes a failure detector Configurator which takes into account the probability distribution of loss burst lengths of message packets, by using a Markov model. The simulation results show that the parameters provided by the proposed configurator tend to lead the failure detector to satisfy the QoS requirements in networks subject to message loss bursts. Additionally, the work shows that is possible improve the accuracy of the failure detector by using a simple combination of simple message delay estimators / Doutorado / Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: João Bosco Ribeiro do Val, Eduardo Fontoura Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenahria Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_AlessandrodoNascimento_D.pdf: 1972819 bytes, checksum: 4746f70b31b4471193e27d462a933bc0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esta monografia apresenta resultados de estabilidade e controle de sistemas estocásticos representados por operadores lineares com respeito ao estado e não-lineares em relação ao controle, quando avaliados no critério de custo médio a longo prazo (CMLP). A estrutura de controle n¿ao depende da historia do processo e pode ser usada, como caso particular, para representar diversos problemas de controle existentes na literatura. Em relação a estabilidade, mostra-se que o sistema estocástico e assintoticamente estável na media se o custo CMLP 'e finito e se as hipóteses de controlabilidade e observabilidade são validas. Para garantir a estabilidade uniforme do segundo momento do sistema, algumas condições adicionais são verificadas. Em relação ao controle, apresentam-se condições que asseguram a existência de política ótima estacionaria no problema CMLP para a classe de sistemas estudados. Uma aproximação é desenvolvida para se obter o mínimo CMLP, e esta aproximação é ilustrada numericamente no problema de regulação de sistemas lineares sujeitos a saltos markovianos, supondo que o controlador não possui acesso ao estado de Markov. Exemplos numéricos são empregados para ilustrar a teoria desenvolvida. / Abstract: This monograph presents results on stability and control of stochastic systems represented by linear operators with respect to the state which are non-linear with respect to the control. The control seeks to optimize a long run average cost (LRAC). The control structure does not depend on the past history of the process and it can be used, in particular, to represent a broad range of control problems that appears in the literature. Regarding the stability, it is shown that the stochastic system is asymptotically stable in the mean if the LRAC is finite and if controllability and observability assumptions are satisfied. To guarantee the uniform second moment stability, some additional conditions must be verified. With respect to the control, the main goal is to assure the existence of an optimal stationary policy for the LRAC problem within the class of systems considered, and some independent conditions are derived. An approximation for the minimum LRAC is obtained, and it is illustrated numerically for the regulator problem of Markov jump linear systems, under the assumption that the controller does not have access to the Markov state. Numerical examples illustrate the derived theory. / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica