Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1930_1.pdf: 1742136 bytes, checksum: 9293c4cc8bc9198633a8db952346915b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / O estudo de sistemas através de modelos é baseado em abstrações do mundo real. Portanto, os cálculos resultantes devem ser interpretados com cautela. Quando incertezas ou variabilidades estão associadas com os parâmetros do sistema, a caracterização pontual dos parâmetros pode ser inadequada. As incertezas podem estar associadas a parâmetros que não são conhecidos antecipadamente, especialmente em estágios iniciais de projetos de sistemas. Um dos objetivos deste trabalho é a concepção do formalismo ISPN para análise quantitativa desses sistemas. Para alcançar este objetivo, desenvolveu-se a fundamentação teórica ISPN e foram adaptados algoritmos apropriados para análise dos modelos. A análise intervalar foi usada como método de análise do estado estacionário dos modelos ISPN, nos quais as taxas das transições exponenciais e os pesos das transições imediatas são intervalos. A ISPN é aplicada principalmente para modelar as situações em que os dados de entrada estão num determinado nível da exatidão. As incertezas das taxas são especificadas através de intervalos. Este ambiente de modelagem fornece uma maneira para formalizar e estudar os problemas relacionados à presença das incertezas. Tais incertezas incluem os erros dos dados que ocorrem durante os processos de medida e os erros de arredondamento gerados durante cálculos. O modelo proposto e o método de análise relacionado permitem que a análise de desempenho seja realizada, considerando variações simultâneas nos parâmetros. Os métodos intervalares foram aplicados na estimativa exterior do conjunto solução para sistemas de equações lineares intervalares resolvidas pela aritmética intervalar clássica e pela aritmética de Kaucher dentro do ambiente do MATLAB toolbox INTLAB. Usamos ISPN como uma ferramenta de alto nível para modelagem e análise. O poder de modelagem ISPN foi avaliado em diversos estudos de caso apresentados

Apresentamos um modelo estocástico para a evolução de uma espécie pelo processo de seleção natural. Compreender bem o processo evolutivo é de fundamental importância para a biologia, pois é através dele que as espécies e a vida se transformaram ao longo do tempo até chegarmos no mundo como conhecemos hoje. Detalhamos um resultado encontrado na literatura, e também introduzimos algumas variações e sugestões para aprimorar a modelagem original. O modelo proposto é interessante por conta de sua simplicidade e capacidade de capturar aspectos qualitativos esperados segundo as teorias biológicas. / We present a stochastic model for the evolution of a species by natural selection. A good understanding of the evolutionary process is fundamental for the biological sciences, since it describes how life and all species developed until we reached the world as we know today. We show in details a result available on the literature, and also introduce some variations and suggestions in order to improve the original modeling. The model presented here is interesting due to its simplicity and ability to reproduce some qualitative aspects expected from the biological theories.

Apresentamos um modelo estocástico para a evolução de uma espécie pelo processo de seleção natural. Compreender bem o processo evolutivo é de fundamental importância para a biologia, pois é através dele que as espécies e a vida se transformaram ao longo do tempo até chegarmos no mundo como conhecemos hoje. Detalhamos um resultado encontrado na literatura, e também introduzimos algumas variações e sugestões para aprimorar a modelagem original. O modelo proposto é interessante por conta de sua simplicidade e capacidade de capturar aspectos qualitativos esperados segundo as teorias biológicas. / We present a stochastic model for the evolution of a species by natural selection. A good understanding of the evolutionary process is fundamental for the biological sciences, since it describes how life and all species developed until we reached the world as we know today. We show in details a result available on the literature, and also introduce some variations and suggestions in order to improve the original modeling. The model presented here is interesting due to its simplicity and ability to reproduce some qualitative aspects expected from the biological theories.

Apresentamos nesse trabalho uma proposta de dois modelos aleatórios para a evolução de espécies. O primeiro para a evolução via seleção natural por meio de competição entre espécies e o segundo por mutação. No primeiro caso consideramos uma versão do modelo proposto por Guiol, Machado e Schinazi no caso subcrítico. Para tal modelo derivamos a distribuição da aptidão de sobrevivência ao meio do indivíduo mais forte ao longo de uma excursão ao zero. Para o segundo modelo proposto, consideramos a mutação como uma estratégia para sobrevivência ao meio e provamos condições para sobrevivência e morte quando o modelo evolui sobre a árvore binária orientada com raiz, provando a existência de transição de fase no modelo. / Here we present a proposal for two random models for the evolution of species. To the first one we consider the evolution via natural selection through competition between species and to the second one by mutation. In the first case we consider a version of the model proposed by Guiol, Machado and Schinazi at the subcritical case. For this model we derive the distribution of fitness of the strongest individual along a excursion to zero. For the second one we consider mutation as a strategy for survival and we prove conditions for death and survival when the model evolves on the binary tree with root oriented and we prove the existence of phase transitions in the model.

Apresentamos nesse trabalho uma proposta de dois modelos aleatórios para a evolução de espécies. O primeiro para a evolução via seleção natural por meio de competição entre espécies e o segundo por mutação. No primeiro caso consideramos uma versão do modelo proposto por Guiol, Machado e Schinazi no caso subcrítico. Para tal modelo derivamos a distribuição da aptidão de sobrevivência ao meio do indivíduo mais forte ao longo de uma excursão ao zero. Para o segundo modelo proposto, consideramos a mutação como uma estratégia para sobrevivência ao meio e provamos condições para sobrevivência e morte quando o modelo evolui sobre a árvore binária orientada com raiz, provando a existência de transição de fase no modelo. / Here we present a proposal for two random models for the evolution of species. To the first one we consider the evolution via natural selection through competition between species and to the second one by mutation. In the first case we consider a version of the model proposed by Guiol, Machado and Schinazi at the subcritical case. For this model we derive the distribution of fitness of the strongest individual along a excursion to zero. For the second one we consider mutation as a strategy for survival and we prove conditions for death and survival when the model evolves on the binary tree with root oriented and we prove the existence of phase transitions in the model.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-16T15:16:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese impressão.pdf: 3505544 bytes, checksum: fe69e61d521b559d8d4a2d273cdcbc16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T15:16:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese impressão.pdf: 3505544 bytes, checksum: fe69e61d521b559d8d4a2d273cdcbc16 (MD5) Previous issue date: 2015-07-09 / A popularidade das redes de comunicação sem fio tem gerado dois grandes problemas: a escassez do espectro não licenciado e o aumento do consumo de energia. A abordagem de acesso oportunista ao espectro, por meio da tecnologia de Rádios Cognitivos (RC), tem sido utilizada como solução para a primeira questão. Neste contexto, o usuário primário (UP) possui a licença de uso de determinada faixa espectral, enquanto o usuário secundário (US) utiliza o espectro licenciado, de forma oportunista, sem causar interferência à comunicação primária. Do ponto de vista do consumo de energia, na literatura, são propóstos mecanismos energeticamente eficientes tanto para a ativação e desativação de elementos de rede (estações rádio-base e pontos de acesso) quanto para funções (seleção de canais). Adicionalmente, requisitos contraditórios como o consumo da bateria do dispositivo e as garantias de qualidade de serviço (QoS) das aplicações não têm sido contemplados satisfatoriamente pelos atuais mecanismos de controle de consumo de energia destas redes. Esta tese explora a sinergia entre o acesso oportunista e a utilização energeticamente eficiente dos recursos de rádio, visando a redução do consumo de energia, o aumento do tempo de vida da bateria de dispositivos móveis, bem como, garantias de QoS em redes de rádios cognitivos baseadas nos padrões IEEE 802.11af (White-Fi) e redes regionais IEEE 802.22 (WRAN). Diversas funções do ciclo cognitivo de RC, como seleção e chaveamento de canais, em geral, consideram apenas a atividade do UP na tomada de decisão. Nesta tese, propõe-se um novo modelo de disponibilidade de canal que considera, além do UP, o mecanismo de acesso ao meio e a influência dos demais usuários secundários presentes no sistema. Nesta tese são realizadas diversas análises em relação às estratégias de chaveamento de canais para o acesso oportunista, existentes na literatura, sob a perspectiva da eficiência energética. A partir das análises desenvolvidas, foram construídos modelos baseados em cadeias de Markov para as principais tecnologias de redes de rádios cognitivos com o intuito de representar a utilização do canal por parte dos USs. Estes modelos não sofrem com a explosão de estados presentes nas soluções da literatura e contemplam todos os principais parâmetros para o acesso oportunista. Com os modelos Markovianos propostos foi possível desenvolver algoritmos computacionalmente eficientes, O(nlog(n)), para a seleção de canais nas tecnologias de redes locais IEEE 802.11af (White-Fi) e redes regionais IEEE 802.22 (WRAN) considerando critérios de energia para a rede, dos dispositivos, bem como, os requisitos de QoS das aplicações. Para o White-Fi, o algoritmo proposto permitiu uma economia de até 72,2% (tanto na rede quanto no dispositivo) com uma eficiência energética (relação entre a taxa de transmissão e o consumo de energia) 68% superior ao esquema tradicional de seleção de canais. Para as redes WRAN, também foram realizadas diversas análises em relação ao acesso ao canal. A partir dos resultados das análises e do modelo proposto foi desenvolvido um algoritmo de seleção de canais que, no melhor caso, permitiu uma economia de energia de 94%, bem como, superioridade em termos de eficiência energética de até 93,4%. / The increasing popularization of wireless communication networks and services has led to the rise of two major problems: the non-licensed spectrum scarcity and the increasing of energy consumption. The opportunistic spectrum access approach, employed through the Cognitive Radio Network technology, has been used as a solution to the former issue. In this context, the Primary User owns the license of use of some spectrum bands while the Secondary User uses the licensed spectrum opportunistically, without causing harmful interferences to the primary communication. From the energy consumption point of view, on literature, researchers have proposed mechanisms to deliver energetic efficiency through the activation/deactivation of network elements (Base Stations and Access Points) or network function optimization (channel selection). However, contradictory requirements such as the device battery drain and the application Quality of Service guarantee have not been satisfactorily covered by current energetic efficient mechanisms. This thesis presents a study about the synergy between opportunistic access and the energetic efficiency of the radio resources utilization, aiming at reducing energy consumption, the increase of battery life time, as well as the guarantee of the Quality of Service in Cognitive Radio networks based on IEEE 802.11af (White-Fi) and IEEE 802.22 (WRAN) standards. Most functions of cognitive cycle such as the channel selection and switching, generally, consider only the Primary User activity to the decision making. In this thesis, it is proposed a new channel availability model that considers, in addition to Primary User information, the medium access mechanism and the other Secondary Users, all sharing the opportunities. In this thesis, several analyzes are carried out in relation to the channel switching strategies existing on literature, under the energetic efficiency perspective. From analyzes, models based on Markov chain formalism have been constructed to represent the channel utilization by Secondary Users. These models do not suffer with state explosion present on literature and include all main parameters to the opportunistic access. From the proposed markovian models, it was possible to develop algorithms computationally efficient (O(nlog(n))) to the channel selection on networks IEEE 802.11af and IEEE 802.22 considering the energy consumed by the entire network, by devices, as well as, the Quality of Service requirements. To the White-fi, the proposed algorithm allowed an economy of 72.2% in the best case with an energetic efficiency 68% superior to the traditional channel selection schemes. To WRAN networks, with the proposed algorithm, devices achieved an economy of 94%, as well as, an energetic efficiency 93.4% superior.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-09T14:09:35Z No. of bitstreams: 1 Oseas Machado Gomes.pdf: 1960628 bytes, checksum: 1dd90582f892a73bac37149ec557d51e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-09T14:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oseas Machado Gomes.pdf: 1960628 bytes, checksum: 1dd90582f892a73bac37149ec557d51e (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / The lack of data and poor spatial distribution of stations and meteorological stations has been a major challenge for researchers attempting to describe statistical models that can explain consistently the behavior of certain meteorological parameters such as rainfall, temperature, relative humidity among other, as well as supply this lack of data for sites not sampled. A methodology able to quantify the spatial dependence and predict certain attributes is geostatistics, which has been used in an attempt to explain the behavior of rainfall the state of Paraíba, through the technique of kriging and trend surface analysis, where it was found by variogram analysis of the existence of spatial dependence of the attribute under study. Through the kriging maps could observe the places where this dependence was stronger. The trend surface analysis was of paramount importance to explain the behavior of such phenomena, some criteria were used to select these as: The Akaike Information Criterion (AIC), Analysis of Variance (ANOVA) and the adjusted coefficient of determination (R2a). According to these criteria it was noted that the surfaces trend that best fit the rainfall data from the State of Paraíba were cubic and fourth degree surfaces. Given the methods used, it was observed, for some months, certain regions had higher rainfall, as is common during these periods the performance of some meteorological systems such as the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) and Upper Tropospheric Cyclonic Vortex High Levels (VCAN). Estimates interpolated by the selected models were fairly representative with regard to the spatial distribution of rainfall in each location during the reporting period. The maps of the residuals show exactly the places where the smallest and largest differences occurred. Analyses were performed using R software with the aid of spatial and geoR package. / A carência de dados e a má distribuição espacial de postos e estações meteorológicas tem sido um grande desafio para os pesquisadores na tentativa de descrever modelos estatísticos que possam explicar de forma consistente o comportamento de certos parâmetros meteorológicos tais como: precipitação, temperatura, umidade relativa dentre outras, assim como suprir essa carência de dados para locais ainda não amostrados. Uma metodologia capaz de quantificar a dependência espacial e predizer determinados atributos é a geoestatística, que foi utilizada na tentativa de explicar o comportamento da precipitação pluvial do Estado da Paraíba, através da técnica da krigagem e da análise de superfície de tendência, onde verificou-se por meio da análise variográfica a existência de dependência espacial do atributo em estudo. Por meio dos mapas de krigagem pôde-se observar os locais onde essa dependência foi mais forte. A análise de superfície de tendência foi de suma importância para explicar o comportamento de tais fenômenos, alguns critérios foram utilizados para seleção desses modelos como: O Critério de Informação (AIC), Análise de Variância (ANOVA) e o Coeficiente de Determinação Ajustado (R2a). De acordo com esses critérios observou-se que as superfícies de tendência que melhor se ajustaram aos dados de precipitação pluvial do Estado da Paraíba foram as superfícies cúbicas e de 4o grau. Diante das metodologias utilizadas, pôde-se observar, para alguns meses, que determinadas regiões apresentaram maiores valores de precipitação pluvial, pois durante esses períodos é comum a atuação de alguns sistemas meteorológicos como Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN). As estimativas interpoladas pelos modelos selecionados foram bastante representativas no que se refere ao comportamento espacial da precipitação em cada localidade durante o período analisado. Os mapas dos resíduos mostram com exatidão os locais onde ocorreram as menores e as maiores diferenças. As análises foram realizadas por meio do software R com auxílio do pacote spatial e geoR.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-08-20T13:56:41Z No. of bitstreams: 1 Renan Alves de Freitas_.pdf: 2956894 bytes, checksum: e057a664a6ae2ee57625b2f4d9973422 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renan Alves de Freitas_.pdf: 2956894 bytes, checksum: e057a664a6ae2ee57625b2f4d9973422 (MD5) Previous issue date: 2018-04-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Brasil possui uma matriz energética diferente da média mundial, onde a maior parte da geração elétrica é através de fontes renováveis. Entretanto, a expectativa de aumento da carga, os problemas causados pela queima dos combustíveis fósseis e os impactos ambientais das grandes hidrelétricas, são fatores que implicam na necessidade de aumentar a capacidade instalada de outras fontes renováveis. Tal aumento de capacidade requer investimentos em geração renovável, sendo que essa decisão é afetada por diferentes aspectos como a variabilidade na geração, as incertezas no mercado de energia, além da aversão ao risco do investidor, o portfólio de geração da empresa, entre outros. O trabalho apresenta um modelo estocástico de auxílio a tomada de decisão para investimentos em fontes renováveis que considerem esses fatores e maximizem o retorno esperado para um determinado nível de aversão ao risco. Dada as incertezas do problema, é utilizado o Conditional Value-at-Risk, CVaR, para modelar o risco do portfólio em relação aos cenários mais desfavoráveis de receita futura. Os cenários são gerados com base em históricos de geração e os dados de saída do NEWAVE, modelo de planejamento da operação de médio prazo. As simulações expõem como o portfólio atual e a opção de investimento se relacionam em termos de complementação energética. Também se evidencia o risco que a fonte intermitente acarreta à empresa através da avaliação do CVaR, contudo o portfólio atual da empresa pode servir de hedge para o investimento, reduzindo assim o risco do projeto. Os resultados obtidos mostram que a diversificação da capacidade instalada de geração da empresa e a composição complementar das fontes geradoras reduzem os riscos financeiros do portfólio do investidor. O nível de aversão ao risco do decisor também influencia a posição de mercado que a empresa deve adotar, tal que o modelo tende a soluções mais conservadoras a medida que o grau de aversão ao risco aumenta. Assim, confirmando a literatura a existência de um trade-off entre a aversão ao risco e o retorno esperado. / Brazil has a world different energy matrix, where the most part of the electricity generation is by renewable resources. However, the expectation of increase load demand, the problems caused by the burning of fossil fuels and the environmental impacts of large hydropowers are factors that imply the need to increase the installed capacity of other renewable sources. This increase in capacity requires investments in renewable generation, and this decision is affected by different aspects such as variability in generation, uncertainties in the energy market and investor risk aversion, the company’s current portfolio, among others. The paper presents a stochastic decision support model for investments in renewable energy that considers these factors and maximizes the expected return for a given level of risk aversion. To represent the uncertainties of the problem is used the Conditional Value-at-Risk (CVaR), that model the portfolio risk in relation to the most unfavorable future revenue scenarios. The scenarios are generated based on past generation and the output data from NEWAVE, the medium-term planning model of the operation system. The simulations show how the current portfolio and the investment option are related in terms of energy complementation. It is also possible to realize that risk for intermittent source entails to company by means of the evaluation of CVaR. In this way, current company portfolio can be a hedge for the investment, thus reducing the risk of the project. The results show that the diversification of the company’s assets and the complementary composition of the generating sources reduce the financial risks of the investor’s portfolio. The risk aversion level of the decision maker also influences the market position that the company must adopt, such that the model tends towards more conservative solutions when the risk aversion is higher. Thus, confirming the literature, the existence of a trade-off between risk aversion and expected return.

O presente trabalho constitui um primeiro esforço por modelar disparos de neurônios usando cadeias estocásticas de memória de alcance variável. Esses modelos foram introduzidos por Rissanen (1983). A ideia principal deste tipo de modelos consiste em que a definição probabilística de cada símbolo depende somente de uma porção finita do passado e o comprimento dela é função do passado mesmo, tal porção foi chamada de \"contexto\" e o conjunto de contextos pode ser representado através de uma árvore. No passado vários métodos de estimação foram propostos, nos quais é necessário especificar algumas constantes, de forma que Galves et al.(2012) apresentaram o \"critério do menor maximizador\" (SMC), sendo este um algoritmo consistente que independe de qualquer constante. De outro lado na área da neurociência vem tomando força a ideia de que o processamento de informação do cérebro é feito de forma probabilística, por esta razão foram usados os dados coletados por Sidarta Ribeiro e sua equipe, correspondentes à atividade neuronal em ratos, para estimar as árvores de contextos que caracterizam os disparos de quatro neurônios do hipocampo e identificar possíveis associações entre eles, também foram feitas comparações de acordo com o estado comportamental do rato (Vigília / Sono), em todos os casos foi usado o algoritmo SMC para a estimação das árvores de contexto. Por último, é aberta uma discussão sobre o tamanho de amostra necessário para a implementação deste tipo de análise. / This work describes an initial effort to model spike trains of neurons using Variable Length Markov Chains (VLMC). These models were introduced by Rissanen(1983). The principal idea of this kind of models is thaht the probabilistic definition of each symbol only depends on a finite part of the past and the length of this relevant portion is a function of the past itself. This portion were called \"context\" and the set of contexts can be represented as a rooted labeled tree. In the past, several methods of estimation were proposed, where is necessary to fix any constants, for this reason Galves et al.(2012) introduced the \"smallest maximizer criterion\" (SMC), which is a consistent and constant free model selection procedure. By the other side, in the neuroscience area has gained strength the idea that the information processing in the brain is done in a probabilistic way, for this reason were used the data collected by Sidarta Ribeiro and his team, related to the neuronal activity in rats, to estimate the context trees that describing the spike trains of four neurons of hipocampus region and to identify associations between them, comparisions were also made according to the behavioural state of the rat (Wake / Sleep), in all cases the algorithm were used the SMC algortithm to estimate the context trees. Finally, is opened a discussion on the sample size required for the implementation of this kind of analysis.

O presente trabalho constitui um primeiro esforço por modelar disparos de neurônios usando cadeias estocásticas de memória de alcance variável. Esses modelos foram introduzidos por Rissanen (1983). A ideia principal deste tipo de modelos consiste em que a definição probabilística de cada símbolo depende somente de uma porção finita do passado e o comprimento dela é função do passado mesmo, tal porção foi chamada de \"contexto\" e o conjunto de contextos pode ser representado através de uma árvore. No passado vários métodos de estimação foram propostos, nos quais é necessário especificar algumas constantes, de forma que Galves et al.(2012) apresentaram o \"critério do menor maximizador\" (SMC), sendo este um algoritmo consistente que independe de qualquer constante. De outro lado na área da neurociência vem tomando força a ideia de que o processamento de informação do cérebro é feito de forma probabilística, por esta razão foram usados os dados coletados por Sidarta Ribeiro e sua equipe, correspondentes à atividade neuronal em ratos, para estimar as árvores de contextos que caracterizam os disparos de quatro neurônios do hipocampo e identificar possíveis associações entre eles, também foram feitas comparações de acordo com o estado comportamental do rato (Vigília / Sono), em todos os casos foi usado o algoritmo SMC para a estimação das árvores de contexto. Por último, é aberta uma discussão sobre o tamanho de amostra necessário para a implementação deste tipo de análise. / This work describes an initial effort to model spike trains of neurons using Variable Length Markov Chains (VLMC). These models were introduced by Rissanen(1983). The principal idea of this kind of models is thaht the probabilistic definition of each symbol only depends on a finite part of the past and the length of this relevant portion is a function of the past itself. This portion were called \"context\" and the set of contexts can be represented as a rooted labeled tree. In the past, several methods of estimation were proposed, where is necessary to fix any constants, for this reason Galves et al.(2012) introduced the \"smallest maximizer criterion\" (SMC), which is a consistent and constant free model selection procedure. By the other side, in the neuroscience area has gained strength the idea that the information processing in the brain is done in a probabilistic way, for this reason were used the data collected by Sidarta Ribeiro and his team, related to the neuronal activity in rats, to estimate the context trees that describing the spike trains of four neurons of hipocampus region and to identify associations between them, comparisions were also made according to the behavioural state of the rat (Wake / Sleep), in all cases the algorithm were used the SMC algortithm to estimate the context trees. Finally, is opened a discussion on the sample size required for the implementation of this kind of analysis.