No description available.

In this thesis, we explore the potential of financing a fast charging system with energy storage by delivering ancillary services from the energy storage in an optimal way. Specifically, a system delivering frequency regulation services FCR-D Up and FCR-D Down in combination with energy arbitrage trading is considered. An optimization model is developed that could be implemented operationally and then used in a Monte-Carlo simulation to estimate the net present value of the system for four identified cases at three different energy market price scenarios. The main modeling approach is to formulate the system as a state-space model serving as the foundation for model predictive control, with the delay between decision and delivery of the frequency regulation services incorporated as a part of the system state. The optimization of the system is implemented using a dynamic programming approach with a time horizon of 48h, where the choice of admissible controls is optimized for computational efficiency. The result shows that the system could profitable under optimal operation, but it is heavily dependent on the size of the grid connection, future price levels for ancillary services, and the nature of fast-charging demand. As such, the business case and profitability should be evaluated with a specific use case in mind. The developed model showed relatively good computational efficiency for operational implementations with a run time for one iteration of the optimization problem of 15 seconds. The model could therefore be used as the foundation for future research within the specific field and for similar control problems considering delayed controls and stochastic demand. Several proposed improvements and suggested areas of future research are proposed. / I den här uppsatsen utforskar vi huruvida det är finansiellt lönsamt att leverera snabbladdning från ett energilager samtidigt som energilagret används för att leverera systemtjänster på ett optimalt sätt. Mer specifikt undersöks ett potentiellt system som levererar frekvensregleringstjänsterna FCR-D Up och FCR-D Down samt energiarbitragehandel. Vi utvecklar en optimeringsmodell som kan implementeras i ett fysiskt system och använder sedan modellen i en Monte-Carlo-simulering för att estimera nuvärdet av fyra olika systemkonfigurationer för tre olika prisscenarion. Den huvudsakliga modelleringsmetoden är att formulera systemet som en tillstånds-rum modell, som sedan används som grund för modellprediktiv styrning, där fördröjningen mellan beslut och leverans av frekvensregleringstjänster inkluderas som en del av systemets tillstånd. Optimeringen av systemet implementeras med en dynamisk programmeringsmetodik med en tidsram på 48 timmar, där valet av tillåtna kontroller optimeras för beräkningseffektivitet. Resultatet visar att systemet kan vara lönsamt under optimal drift, men det är starkt beroende av storleken på nätanslutningen, framtida prisnivåer för systemtjänster och typen av snabbladdningsbehovet. Därför bör lönsamheten utvärderas för varje specifikt fall. Den utvecklade modellen visade relativt god beräkningseffektivitet för praktiskt implementation med en körtid för en enskilt iteration på 15 sekunder. Modellen kan därför användas som grund för framtida forskning inom området och för liknande problem inom optimal styrteori som involverar fördröjda kontroller och stokastisk efterfrågan. Flera föreslagna förbättringar och områden för framtida forskning föreslås.

The field of classical planning deals with designing algorithms for generating plans or squences of actions that achieve specific goals. It involves representing a problem domain as a set of state variables, actions and goals, and then developing search algorithms that can explore the state of possible plans to find the one that satisfies the specified goal. Classical planning domains are often NP-hard, meaning that their worst-case complexity grows exponentially with the size of the problem. This means that as the number of state variables, actions and goals in the problem domain increases, the search space grows exponentially, making it very difficult to find a plan that satisfies the specified goal. This thesis is concerned with investigating these NP-hard domains, specifically by simplifying these domains into ones that have a polynomial solving time, creating a general policy of conditions and rules for which actions to take for the simplified domain, and then attempting to apply this policy onto the original domain. This creates a partial policy for the original domain, and the performance of this policy can be measured in order to judge its effectiveness. This can be explained as simplifying an intractable domain into a tractable one, creating a general policy for the tractable domain and then measuring its performance as a partial policy for the intractable domain.

Ma thèse est composée de trois chapitres reliés à l'estimation des modèles espace-état et volatilité stochastique. Dans le première article, nous développons une procédure de lissage de l'état, avec efficacité computationnelle, dans un modèle espace-état linéaire et gaussien. Nous montrons comment exploiter la structure particulière des modèles espace-état pour tirer les états latents efficacement. Nous analysons l'efficacité computationnelle des méthodes basées sur le filtre de Kalman, l'algorithme facteur de Cholesky et notre nouvelle méthode utilisant le compte d'opérations et d'expériences de calcul. Nous montrons que pour de nombreux cas importants, notre méthode est plus efficace. Les gains sont particulièrement grands pour les cas où la dimension des variables observées est grande ou dans les cas où il faut faire des tirages répétés des états pour les mêmes valeurs de paramètres. Comme application, on considère un modèle multivarié de Poisson avec le temps des intensités variables, lequel est utilisé pour analyser le compte de données des transactions sur les marchés financières. Dans le deuxième chapitre, nous proposons une nouvelle technique pour analyser des modèles multivariés à volatilité stochastique. La méthode proposée est basée sur le tirage efficace de la volatilité de son densité conditionnelle sachant les paramètres et les données. Notre méthodologie s'applique aux modèles avec plusieurs types de dépendance dans la coupe transversale. Nous pouvons modeler des matrices de corrélation conditionnelles variant dans le temps en incorporant des facteurs dans l'équation de rendements, où les facteurs sont des processus de volatilité stochastique indépendants. Nous pouvons incorporer des copules pour permettre la dépendance conditionnelle des rendements sachant la volatilité, permettant avoir différent lois marginaux de Student avec des degrés de liberté spécifiques pour capturer l'hétérogénéité des rendements. On tire la volatilité comme un bloc dans la dimension du temps et un à la fois dans la dimension de la coupe transversale. Nous appliquons la méthode introduite par McCausland (2012) pour obtenir une bonne approximation de la distribution conditionnelle à posteriori de la volatilité d'un rendement sachant les volatilités d'autres rendements, les paramètres et les corrélations dynamiques. Le modèle est évalué en utilisant des données réelles pour dix taux de change. Nous rapportons des résultats pour des modèles univariés de volatilité stochastique et deux modèles multivariés. Dans le troisième chapitre, nous évaluons l'information contribuée par des variations de volatilite réalisée à l'évaluation et prévision de la volatilité quand des prix sont mesurés avec et sans erreur. Nous utilisons de modèles de volatilité stochastique. Nous considérons le point de vue d'un investisseur pour qui la volatilité est une variable latent inconnu et la volatilité réalisée est une quantité d'échantillon qui contient des informations sur lui. Nous employons des méthodes bayésiennes de Monte Carlo par chaîne de Markov pour estimer les modèles, qui permettent la formulation, non seulement des densités a posteriori de la volatilité, mais aussi les densités prédictives de la volatilité future. Nous comparons les prévisions de volatilité et les taux de succès des prévisions qui emploient et n'emploient pas l'information contenue dans la volatilité réalisée. Cette approche se distingue de celles existantes dans la littérature empirique en ce sens que ces dernières se limitent le plus souvent à documenter la capacité de la volatilité réalisée à se prévoir à elle-même. Nous présentons des applications empiriques en utilisant les rendements journaliers des indices et de taux de change. Les différents modèles concurrents sont appliqués à la seconde moitié de 2008, une période marquante dans la récente crise financière. / My thesis consists of three chapters related to the estimation of state space models and stochastic volatility models. In the first chapter we develop a computationally efficient procedure for state smoothing in Gaussian linear state space models. We show how to exploit the special structure of state-space models to draw latent states efficiently. We analyze the computational efficiency of Kalman-filter-based methods, the Cholesky Factor Algorithm, and our new method using counts of operations and computational experiments. We show that for many important cases, our method is most efficient. Gains are particularly large for cases where the dimension of observed variables is large or where one makes repeated draws of states for the same parameter values. We apply our method to a multivariate Poisson model with time-varying intensities, which we use to analyze financial market transaction count data. In the second chapter, we propose a new technique for the analysis of multivariate stochastic volatility models, based on efficient draws of volatility from its conditional posterior distribution. It applies to models with several kinds of cross-sectional dependence. Full VAR coefficient and covariance matrices give cross-sectional volatility dependence. Mean factor structure allows conditional correlations, given states, to vary in time. The conditional return distribution features Student's t marginals, with asset-specific degrees of freedom, and copulas describing cross-sectional dependence. We draw volatility as a block in the time dimension and one-at-a-time in the cross-section. Following McCausland(2012), we use close approximations of the conditional posterior distributions of volatility blocks as Metropolis-Hastings proposal distributions. We illustrate using daily return data for ten currencies. We report results for univariate stochastic volatility models and two multivariate models. In the third chapter, we evaluate the information contributed by (variations of) realized volatility to the estimation and forecasting of volatility when prices are measured with and without error using a stochastic volatility model. We consider the viewpoint of an investor for whom volatility is an unknown latent variable and realized volatility is a sample quantity which contains information about it. We use Bayesian Markov Chain Monte Carlo (MCMC) methods to estimate the models, which allow the formulation of the posterior densities of in-sample volatilities, and the predictive densities of future volatilities. We then compare the volatility forecasts and hit rates from predictions that use and do not use the information contained in realized volatility. This approach is in contrast with most of the empirical realized volatility literature which most often documents the ability of realized volatility to forecast itself. Our empirical applications use daily index returns and foreign exchange during the 2008-2009 financial crisis.

Cette thèse concerne la modélisation de la dynamique des courbes des taux internationales avec prise en compte de plusieurs canaux de dépendance. A l’aide d’une nouvelle base de données des taux souverains internationaux, nous observons que le critère de la variabilité expliquée, proposé par la littérature, n’est pas capable de sélectionner une meilleure combinaison des facteurs décrivant la dynamique jointe des courbes des taux. Nous proposons une méthode nouvelle de section des facteurs fondée sur la maximisation de vraisemblance d’un modèle espace-état linéaire gaussien avec facteurs communs et locaux. Le problème d’identification associée est résolu d’une façon novatrice. En estimant différents combinaisons de pays, nous sélectionnons des deux facteurs globaux et trois locaux ayant un pouvoir prédictif des variables macro-économiques (activité économique et taux d’inflation) dans chaque économie considérée. Notre méthode nous permet aussi de détecter des facteurs cachés dans les rendements obligataires. Ils ne sont pas visibles à travers une analyse classique en composant principales des rendements obligataires et ils contribuent à la prévision du taux d’inflation et du taux de croissance de la production industrielle. / The aim of this thesis is to model the dynamics of international term structure of interest rates taking into consideration several dependence channels.Thanks to a new international Treasury yield curve database, we observe that the explained variability decision criterion, suggested by the literature, is not able to select the best combination of factors characterizing the joint dynamics of yield curves. We propose a new methodology based on the maximisation of the likelihood function of a Gaussian state-space model with common and local factors. The associated identification problem is solved in an innovative way. By estimating several sets of countries, we select two global (and three local) factors which are also useful to forecast macroeconomic variables in each considered economy.In addition, our method allows us to detect hidden factors in the international bond returns. They are not visible through a classical principal component analysis of expected bond returns but they are helpful to forecast inflation and industrial production. Keywords: International treasury yield curves, common and local factors, state-space models, EM algorithm, International bond risk premia, principal components.

Les énergies renouvelables, l’énergie sous la forme électrique et son transport à l’aide de réseaux électriques intelligents représentent aujourd’hui des enjeux majeurs car ils ont de grands impacts environnementaux et sociétaux. Ainsi, la production, le transport et la gestion de l’énergie électrique, continuent toujours à susciter un intérêt croissant. Pour atteindre ces objectifs, plusieurs verrous technologiques doivent être levés. Au-delà des questions liées aux architectures des réseaux électriques, aux modèles, aux outils de dimensionnement, à la formalisation de caractéristiques et d’indicateurs, aux contraintes et aux critères, à la gestion et à la production décentralisée, la qualité de la puissance électrique est centrale pour la fiabilité de l’ensemble du système de distribution. Les perturbations affectent la qualité des signaux électriques et peuvent provoquer des conséquences graves sur les autres équipements connectés au réseau. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans ce contexte et de fait ils sont orientés vers le développement de modèles, d’indicateurs et de méthodes de traitement des signaux dédiés à la surveillance en temps-réel des performances des réseaux de distribution électrique.Cette thèse analyse la qualité de la puissance électrique, en prenant en compte plusieurs caractéristiques bien connues ainsi que leur pertinence. Les modèles des systèmes électriques et les méthodes de traitement du signal pour estimer leurs paramètres sont étudiés pour des applications en temps-réel de surveillance, de diagnostic et de contrôle sous diverses conditions. Parmi tous, la fréquence fondamentale est l’un des paramètres les plus importants pour caractériser un système de distribution électrique. En effet, sa valeur qui est censée être une constante, varie en permanence et reflète la dynamique de l’énergie électrique disponible. La fréquence peut également être affectée par certaines productions d’énergie renouvelable et peut être influencée par des mauvaises synchronisations de certains équipements. En outre, la puissance absorbée par les charges ou produite par des sources est généralement différente d’une phase à l’autre. Évidemment, la plupart des installations électriques existantes avec plusieurs phases, qu’elles soient résidentielles ou industrielles, travaillent dans des conditions déséquilibrées. Identifier les composantes symétriques de tension est dans ce cas un moyen pertinent pour quantifier le déséquilibre entre les phases d’un système électrique.De nouvelles représentations de type espace d’état et modélisant des systèmes électriques sont proposées pour estimer la fréquence fondamentale et pour identifier les composantes symétriques de tension des systèmes électriques triphasés et déséquilibrés. Le premier modèle d’espace d’état proposé considère la fréquence fondamentale comme connue ou obtenue par un autre estimateur. En contrepartie, il fournit les autres paramètres caractérisant le système électrique. Un second modèle d’état-espace est introduit. Il est original dans le sens où il ne nécessite aucune connaissance de la fréquence fondamentale. Une de ses variables d’état est directement reliée à la fréquence et permet donc de la déduire. En outre, ce nouvel espace d’état est parfaitement capable de représenter des systèmes électriques à trois phases équilibrés et non équilibrés. [...] / Renewable energy, electricity and smart grids are core subjects as they have great environmental and societal impacts. Thus, generating, transporting and managing electric energy, i.e., power, still continue to drive a growing interest. In order to properly achieve these goals, several locks must be removed. Beyond issues related to the distribution architecture, the formalization of models, sizing tools, features and indicators, constraints and criteria, decentralized generation and energy management, power quality is central for the whole grid’s reliability. Disturbances affect the power quality and can cause serious impact on other equipment connected to the grid. The work of this thesis is part of this context and focuses on the development of models, indicators, and signal processing methods for power quality monitoring in time-varying power distribution systems.This thesis analyzes the power quality including several well-known features and their relevance. Power system models and signal processing methods for estimating their parameters are investigated for the purpose of real-time monitoring, diagnostic and control tasks under various operating conditions. Among all, the fundamental frequency is one of the most important parameters of a power distribution system. Indeed, its value which is supposed to be a constant varies continuously and reflects the dynamic availability of electric power. The fundamental frequency can also be affected by renewable energy generation and by nasty synchronization of some devices. Moreover, the power absorbed by loads or produced by sources is generally different from one phase to the other one. Obviously, most of the existing residential and industrial electrical installations with several phases work under unbalanced conditions. Identifying the symmetrical components is therefore an efficient way to quantify the imbalance between the phases of a grid. New state-space representations of power systems are proposed for estimating the fundamental frequency and for identifying the voltage symmetrical components of unbalanced three-phase power systems. A first state-space representation is developed by supposing the fundamental frequency to be known or to be calculated by another estimator. In return, it provides other parameters and characteristics from the power system. Another original state-space model is introduced which does not require the fundamental frequency. Here, one state variable is a function of the frequency which can thus be deduced. Furthermore this new state-space model is perfectly are able to represent a three-phase power system in both balanced and unbalanced conditions. This not the case of lots of existing models. The advantage of the proposed state-space representation is that it gives directly access to physical parameters of the system, like the frequency and the amplitude and phase values of the voltage symmetrical components. Power systems parameters can thus be estimated in real-time by using the new state-space with an online estimation process like an Extended Kalman Filter (EKF). The digital implementation of the proposed methods presents small computational requirement, elegant recursive properties, and optimal estimations with Gaussian error statistics.The methods have been implemented and validated through various tests respecting real technical constraints and operating conditions. The methods can be integrated in active power filtering schemes or load-frequency control strategies to monitor power systems and to compensate for electrical disturbances.

L'objectif de cette thèse est d'étudier le problème de la détection de données dans le système de communication sans fil, à la fois pour le cas de l'information d'état de canal parfaite et imparfaite au niveau du récepteur. Comme on le sait, la complexité de MLSE est exponentielle en la mémoire de canal et la cardinalité de l'alphabet symbole est rapidement ingérable, ce qui force à recourir à des approches sousoptimales. Par conséquent, en premier lieu, nous proposons une nouvelle égalisation itérative lorsque le canal est inconnu à l'émetteur et parfaitement connu au niveau du récepteur. Ce récepteur est basé sur une approche de continuation, et exploite l'idée d'approcher une fonction originale de coût d'optimisation par une suite de fonctions plus dociles et donc de réduire la complexité de calcul au récepteur.En second lieu, en vue de la détection de données sous un canal dynamique linéaire, lorsque le canal est inconnu au niveau du récepteur, le récepteur doit être en mesure d'effectuer conjointement l'égalisation et l'estimation de canal. De cette manière, on formule une représentation de modèle état-espace combiné du système de communication. Par cette représentation, nous pouvons utiliser le filltre de Kalman comme le meilleur estimateur des paramètres du canal. Le but de cette section est de motiver de façon rigoureuse la mise en place du filltre de Kalman dans l'estimation des sequences de Markov par des canaux dynamiques Gaussien. Par la présente, nous interprétons et explicitons les approximations sous-jacentes dans les approaches heuristiques.Enfin, si nous considérons une approche plus générale pour le canal dynamique non linéaire, nous ne pouvons pas utiliser le filtre de Kalman comme le meilleur estimateur. Ici, nous utilisons des modèles commutation d’espace-état (SSSM) comme modèles espace-état non linéaires. Ce modèle combine le modèle de Markov caché (HMM) et le modèle espace-état linéaire (LSSM). Pour l'estimation de canal et la detection de données, l'approche espérance et maximisation (EM) est utilisée comme approche naturelle. De cette façon, le filtre de Kalman étendu (EKF) et les filtres à particules sont évités. / The aim of this thesis is to study the problem of data detection in wireless communication system, for both case of perfect and imperfect channel state information at the receiver. As well known, the complexity of MLSE being exponential in the channel memory and in the symbol alphabet cardinality is quickly unmanageable and forces to resort to sub-optimal approaches. Therefore, first we propose a new iterative equalizer when the channel is unknown at the transmitter and perfectly known at the receiver. This receiver is based on continuation approach, and exploits the idea of approaching an original optimization cost function by a sequence of more tractable functions and thus reduce the receiver's computational complexity. Second, in order to data detection under linear dynamic channel, when the channel is unknown at the receiver, the receiver must be able to perform joint equalization and channel estimation. In this way, we formulate a combined state-space model representation of the communication system. By this representation, we can use the Kalman filter as the best estimator for the channel parameters. The aim in this section is to motivate rigorously the introduction of the Kalman filter in the estimation of Markov sequences through Gaussian dynamical channels. By this we interpret and make clearer the underlying approximations in the heuristic approaches. Finally, if we consider more general approach for non linear dynamic channel, we can not use the Kalman filter as the best estimator. Here, we use switching state-space model (SSSM) as non linear state-space model. This model combines the hidden Markov model (HMM) and linear state-space model (LSSM). In order to channel estimation and data detection, the expectation and maximization (EM) procedure is used as the natural approach. In this way extended Kalman filter (EKF) and particle filters are avoided.

本研究的主要抱負旨在，藉著分析實證人口普查資料俾便檢視，受限於某種不利的人口條件之桎梏，復加上對迥然相異的特殊生命歷程之體驗，生活在臺灣地區的不同省籍之住民，其如何受到諸如年齡、性別、教育程度等人口或社會經濟特徵之影響，因此決定了自身在某一個時間點上所歸屬的婚姻狀況，及伴隨而來在整個人口母群中婚姻狀況的非常態之集體分佈模式與深度階層化現象。在實際作法上，本研究乃選擇某一個時間橫斷面（一九九０年）為分析基準，並清楚展現位於該時點之上，臺灣地區十五歲以上人口的婚姻狀況之分佈模式所具有的省籍差異；接著則進一步探討省籍和年齡、性別、教育程度等變項間之互動情形，冀賴此釐清隱身於省籍差異表象其後的形塑機制或成因。至於在本研究的定義中，所謂婚姻狀況的「狀態集合」（state space），乃由「未婚」、「有配偶同居」、「離婚分居」與「喪偶」等四個互斥且週延的類屬所構成。 具體而言，本研究有著兩個主要發現：首先，即所謂的第一代外省籍男性，儘管他們之中絕大多數早已過了知天命之年，卻有著極高比例（約30%）仍然未婚，而此一現象有很大的部分乃肇因於移民人口中男多女少、極端不平衡的性比例組成。同時，我們還發現，一種深刻的婚姻階層化確實存在於第一代外省籍男性身上。理由是他們之中因為教育程度低下而遭排除在婚姻市場以外的情形相當嚴重：低學歷的第一代外省籍男性中有接近三分之一的人半被迫地保持無限期單身，此與高學歷的第一代外省籍男性中的未婚者之比例相差了近20%左右，而我們相信前者的構成主體極有可能就是一般社會意象中的自謀生活老兵。惟值得慶幸的是，此種未婚人口比例偏高及附帶產生的深刻婚姻階層化現象在55歲以下的「外省人」身上已不復見。 其次，則是全體「外省人」，尤以男性為然，似乎也比同年輪的本省籍對應群有著更高的離婚分居者之比例，而且至少在40歲以上的各年齡層中皆無例外。這意謂著離婚人口比例偏高在「外省人」（尤其是男性）中也呈現出一種代間一致性（如果我們將40歲以上的「外省人」以55歲為界分作兩個世代的話）。而在我們大致描繪出第一代外省籍男性離婚分居者有著相較於同輩的「本省人」或外省籍女性稍高的失能比例，而且低教育程度者在其中過度代表等特質後，另一種形式的婚姻階層化業已呼之欲出：我們以為，一般社會意象中所普遍指涉的自謀生活之外省籍老兵，於其年輕之際雖然囿於自身有限的教育程度及所得收入而被排除在競爭激烈的婚姻市場以外，但他們之中仍然有一些人可能不甘願於打一輩子光棍，只好退而求其次地降低標準，在逾半百之年後選擇臺灣社會裡處於邊緣地位的非外省籍婦女作為配偶。但無可諱言的是，這樣的組合幾乎得與所謂的「貧賤夫妻」劃上等號；再加上在如此的配對裡，夫妻之間的籍貫、熟悉的語言，生活背景等差距實在太大，幾乎毫無交集可言，我們因此不難想像該類的異質性婚姻（heterogamy）通常很有可能為時不久即告瓦解。雖然我們沒有很明確的證據來支持上述的推論，但我們以為其相當程度上應該可以比較合理地解釋為何55歲以上的外省籍男性離婚分居者中會以低教育程度者為過度代表，同時失能者比例也偏高的事實。至於55歲以下的第二代外省籍男性中仍有較大比例的離婚分居者之原因，由於久缺更為有力的線索，本文遂以移民特質─其因喪失固有親屬網絡，而後者又為緩衝或調解婚姻衝突的主要支持來源，從而產生降低婚姻品質並提高離婚機會的可能－權充說明，實則臆測成分過高，此乃大有進一步探究的必要。 最後，有關本研究所可能面臨到的重大限制主要皆存在於次級資料的適用性上，這可分三點說明。第一就是1956年的普查資料中，軍人並無入籍的問題，這無疑將會導致，在「外省人」的部份，整體性比例的計算被低估，同時可能也無法突顯出究竟在哪幾個單一年齡組中的性比例特別不均衡。第二，就是在我們欲以家戶為單位，從而挑選出於普查當時仍維持已婚或有配偶同居狀態者以進行夫妻雙方的人口屬性或社經特徵之媒合（match）分析時，這些偏誤的樣本（biased sample）─其偏誤性主要來自於排除掉其他曾經維持過已婚或有配偶同居狀態者，如普查當時的喪偶者及離婚分居者─所傳遞出來的訊息是否仍然具有價值則需要更仔細地加以評估。而最後也是最大的一個限制，無疑就是在大陸早有妻室的第一代外省籍男子可能於接受普查之時卻報告自己的身分為未婚。儘管如此，我們仍以為將反映出婚姻之實（de facto）而非婚姻之名（de jural）的普查資料作為分析對象毋寧更富意義，畢竟上述之人在臺灣的的確確過了四十年以上的非婚生活，吾輩焉能不察。在這種看法之下，本研究更需要注意的或許是所謂「自述偏差」之情況，此即受社會壓力影響而做不實宣稱之現象。 目錄 第一章、前言 1 第一節 研究動機與目的 1 第二節 「婚姻狀況」釋義 7 第三節 研究旨趣－人口的婚姻狀況之分佈 10 第四節 影響人口在婚姻狀況上的分佈之可能機制 13 一、生命歷程 13 二、人口條件 14 三、階層化 14 四、其他 15 第二章、文獻探討 17 第一節 生命歷程與婚姻 17 第二節 婚姻擠壓再探 19 第三節 臺灣歷史上的婚姻擠壓經驗 21 第四節 夫妻差異（spouse difference）與婚姻存續的關聯 23 第三章、研究架構 26 第一節 研究方法與分析資料 26 第二節 分析架構 28 第四章、分析結果 30 第一節 臺灣地區人口之婚姻狀況分佈的省籍差異－整體的初步探討 30 第二節 臺灣地區人口之婚姻狀況分佈的省籍差異－省籍和性別的互動 32 一、未婚 32 二、有配偶同居 34 三、離婚分居 37 四、喪偶 37 第三節 婚姻解組（marital dissolution）模式的省籍差異 40 第四節 第一代「外省人」與婚姻階層化 46 第五章、成因探討 50 第一節 第一代「外省人」的性別組成與婚姻擠壓 50 第二節 「外省」老兵特殊的軍旅生活經驗及其影響 50 第三節 外省籍離婚者的基本人口特徵分析 55 第六章、結論 60 第一節 主要研究發現 68 第二節 研究限制 71 參考書目 74 中文部分 74 英文部分 76 附錄 82 圖表目錄 圖1-1-1：一九九五年美國20歲以上人口的婚姻狀況按年齡組分 5 圖1-1-2：一九九０年臺灣地區20歲以上人口的婚姻狀況按年齡組分 5 圖1-3-1：二次戰後歷年臺灣地區人口的婚姻狀況分佈之變化 12 圖2-4-1：夫妻差異與離婚行為所具有的可能關聯形式 25 圖3-3-1：分析架構 28 圖4-1-1：一九九０年臺灣地區本省籍人口的婚姻狀況按單一年齡分 31 圖4-1-2：一九九０年臺灣地區外省籍人口的婚姻狀況按單一年齡分 31 圖4-1-3：一九九０年臺灣地區15歲以上人口中未婚者所佔比例按單一年齡分 33 圖4-1-4：一九九０年臺灣地區單一年齡人口中未婚者所佔比例按籍別及性別分 33 圖4-1-5：一九九０年臺灣地區15歲以上人口中有配偶同居者所佔比例按單一年齡分 35 圖4-1-6：一九九０年臺灣地區單一年齡人口中有配偶同居者所佔比例按籍別及性別分 35 圖4-1-7：一九九０年臺灣地區15歲以上人口中離婚分居者所佔比例按單一年齡分 36 圖4-1-8：一九九０年臺灣地區單一年齡人口中離婚分居者所佔比例按籍別及性別分 36 圖4-1-9：一九九０年臺灣地區15歲以上人口中喪偶者所佔比例按單一年齡分 39 圖4-1-10：一九九０年臺灣地區單一年齡人口中喪偶者所佔比例按籍別及性別分 39 圖4-2-1：一九九０年臺灣地區本省籍人口之婚姻解組模式按單一年齡分 41 圖4-2-2：一九九０年臺灣地區外省籍人口之婚姻解組模式按單一年齡分 41 圖4-2-3：一九九０年臺灣地區單一年齡人口之婚姻解組模式按籍別及性別分 43 圖4-2-4：一九九０年臺灣地區人口之性比例按年齡與籍別分 45 圖4-2-5：一九九０年台灣地區外省籍人口的年齡金字塔 45 圖4-3-1：一九九０年臺灣地區外省籍人口教育程度按年齡組及婚姻狀況分 47 圖4-3-2：一九九０年臺灣地區本省籍人口教育程度按年齡組及婚姻狀況分 47 圖4-3-3：一九九０年臺灣地區55歲及以上人口的婚姻狀況按籍別、性別與教育程度分 49 圖4-3-4：一九九０年臺灣地區15-54歲人口的婚姻狀況按籍別、性別與教育程度分 49 圖5-1-1：歷年外省籍人口之性比例按單一年齡分 54 表1-3-1：歷年美國人口（18歲及以上者）在四種婚姻狀況中的分佈情形 10 表1-3-2：歷年臺灣地區人口（15歲及以上者）在四種婚姻狀況中的分佈情形 10 表1-3-3：一九九五年美國人口的婚姻狀況分佈按年齡組分 11 表4-2-1：一九九０年臺灣地區結婚人數按新郎新娘婚前狀況及年齡組分 43 表5-1-1：一九四五年以後來臺「外省人」按來臺年分及性別分 51 表5-1-2：歷年外省籍現住人口性比例 52 表5-1-3：歷年外省籍人口之性比例按五歲年齡組分 53 表5-3-1：一九九０年臺灣地區的離婚分居者之年齡分佈按籍別與性別分 60 表5-3-2：一九九０年臺灣地區的離婚分居者之身體狀況按籍別及年齡組分 61 表5-3-3：一九九０年臺灣地區的外省籍離婚分居者之身體狀況按性別及年齡組分 61 表5-3-4：一九九０年臺灣地區的離婚分居者之教育程度按籍別及年齡組分 62 表5-3-5：一九九０年臺灣地區的外省籍離婚分居者之教育程度按性別及年齡組分 62 表5-3-6：一九九０年臺灣地區本省籍全體人口、外省籍全體人口、外省籍男性人口和外省籍女性人口的教育程度按年齡組分 63 表5-3-7：一九九０年臺灣地區本省籍全體、外省籍全體、外省籍男性和外省籍女性中離婚分居者的教育程度之代表性指標按年齡組分 64 附錄表1-1：抽樣之15-29歲的丈夫與其妻子之年齡差距（夫減妻）的次數分佈按夫妻省籍配對模式分 82 附錄表1-2：抽樣之15-29歲的丈夫與其妻子之教育程度的交叉比例分析按夫妻省籍配對模式分 83 附錄表2-1：抽樣之30-54歲的丈夫與其妻子之年齡差距（夫減妻）的次數分佈按夫妻省籍配對模式分 84 附錄表2-2：抽樣之30-54歲的丈夫與其妻子之教育程度的交叉比例分析按夫妻省籍配對模式分 85 附錄表3-1：抽樣之55歲以上的丈夫與其妻子之年齡差距（夫減妻）的次數分佈按夫妻省籍配對模式分 86 附錄表3-2：抽樣之55歲以上的丈夫與其妻子之教育程度的交叉比例分析按夫妻省籍配對模式分 87 / The purpose of this study is to explore the domicile difference-between Mainlanders and Taiwanese（except the Aborigines）-of distribution of marital status for total dwellers older than 15 in Taiwan Area. We argue that, dominated by somewhat disadvantageous population conditions（e.g. unbalanced sex ratio）, one who experienced his own unique life course（like migration event） must belong to some kind of marital status at a certain time according to his other characteristics such as domicile, sex, age and education, which will add up to an abcdrmal collective distribution pattern of marital status for the total population. Accordingly, this study is conducted by employing the 1990 census in Taiwan Area. Results suggest that, compared with female Mainlanders and all Taiwanese of the same cohort, the never-married and the divorced are significantly over-represented in the first-generation male Mainlanders who was older than 55 in 1990. We conclude that it is his socioeconomic status but not his domicile that determines whether the first-generation male Mainlander is never-married, married or unmarried in his late years. In other words, we believe that among the first-generation male Mainlanders does exist severe marriage stratification to some degree.

The disposal of waste from agricultural activities has been recognised as a source of environmental contamination by endocrine disrupting chemicals (EDCs). The New Zealand dairy industry produces a large volume of dairy farm effluent, which contains EDCs in the form of estrogens. Most of this dairy farm effluent is applied onto the land for disposal. Groundwater and soil contamination by estrogens following waste application on the land have been reported overseas, but our understanding of the processes and factors governing the fate of estrogens in the soil is poor. Therefore the main goal of the present study was to better understand the fate and transport of estrogens, in particular 17β-estradiol (E2) and estrone (E1) in soil. In order to quantify E1 and E2 in drainage water and soil samples, chemical analysis by gas-chromatography mass-spectrometry (GC-MS) was carried out. This included sample extraction, sample clean-up through silica gel and gel permeation chromatography, and sample extract derivatisation prior to analysis. In order to develop a reliable method to extract estrogens from soil, research was conducted to optimise E1 and E2 extraction conditions by adjusting the number of sonication and shaking events, as well as the volume and type of solvent. Among five solvents and solvent mixtures tested, the best recovery on spiked and aged soil was obtained using an isopropanol/water (1:1) mix. A microcosm experiment was carried out to determine the dissipation rates of E2 and E1, at 8°C and at field capacity, in the Templeton soil sampled at two different depths (5-10 cm and 30-35 cm). The dissipation rates decreased with time and half-life values of 0.6-0.8 d for E1 and 0.3-0.4 d for E2 were found for the two depths studied. A field transport experiment was also carried out in winter, over three months, by applying dairy farm effluent spiked with estrogens onto undisturbed Templeton soil lysimeters (50 cm in diameter and 70 cm deep). The hormones were applied in dairy farm effluent at 120 mg m⁻² for E2 and 137 mg m⁻² for E1. The results of the transport experiment showed that in the presence of preferential/macropore flow pathways 0.3-0.7% of E2 and 8-13% of E1 was recovered in the leachate at the bottom of the lysimeters after 3 months, and 1-7% of the recovered E2 and 3-54% of the recovered E1 was leached within 2 days of application. These results suggest that leaching of estrogens via preferential/macropore flow pathways is the greatest concern for groundwater contamination. In the absence of preferential/macropore flow pathways, a significant amount (> 99.94%) of both hormones dissipated in the top 70 cm of soil, due to sorption and rapid biodegradation. Surprisingly, in all cases, estrogen breakthrough occurred before that of an inert tracer (bromide). This could not be explained by the advection-dispersion transport of estrogens, nor by their presence as antecedent concentrations in the soil. It was therefore suggested that colloidal enhanced transport of estrogens was responsible for the earlier breakthrough of estrogens and caused the leaching of a fraction of the applied estrogens to a soil depth of 70 cm. A two-phase model, adapted from a state-space mixing cell model, was built to describe the observed estrogen transport processes under transient flow. The model takes into account 3 transport processes namely, advection-dispersion, preferential/macropore flow and colloidal enhanced transport. This model was able to successfully describe the estrogen transport observed from the lysimeters.

Οι ηλεκτροµηχανικές συσκευές αποθήκευσης δεδοµένων πολύ µικρής κλίµακας που βασίζονται στη χρήση ανιχνευτών (probes) αποτελούν ανερχόµενες εναλλακτικές επιλογές για τη βελτίωση της πυκνότητας αποθήκευσης, του χρόνου πρόσβασης των δεδοµένων και της απαιτούµενης ισχύος σε σχέση µε τις συµβατικές αποθηκευτικές συσκευές. Μία υλοποίηση µιας τέτοιας συσκευής χρησιµοποιεί θερµοµηχανικές µεθόδους για την αποθήκευση πληροφορίας σε λεπτές µεµβράνες πολυµερών υλικών. Σε αυτή την περίπτωση, η ψηφιακή πληροφορία αποθηκεύεται µε τη µορφή κοιλωµάτων πάνω στο πολυµερές υλικό, οι οποίες δηµιουργούνται από τις άκρες των ανιχνευτών διαµέτρου µερικών nm. Με στόχο την αύξηση του ρυθµού εγγραφής και ανάγνωσης χρησιµοποιούνται διατάξεις από ανιχνευτές που λειτουργούν παράλληλα, µε κάθε ανιχνευτή να εκτελεί λειτουργίες εγγραφής/ανάγνωσης/διαγραφής σε ξεχωριστό αποθηκευτικό πεδίο. Βασικές απαιτήσεις κατά τη λειτουργία τέτοιων συσκευών αποτελούν η εξαιρετικά µεγάλη ακρίβεια και η µικρή καθυστέρηση κατά τη µετακίνηση των ανιχνευτών πάνω από το πολυµερές υλικό. Η παρούσα διατριβή έχει ως αντικείµενο τη µελέτη των διατάξεων κίνησης και τη σχεδίαση πρωτότυπων αρχιτεκτονικών ελέγχου, που οδηγούν στη βελτίωση της απόδοσης των απαιτούµενων, σε συσκευές τέτοιου τύπου, λειτουργιών ελέγχου. Η µετατόπιση του αποθηκευτικού µέσου σε σχέση µε τη διάταξη των ανιχνευτών επιτυγχάνεται µε τη χρησιµοποίηση µικρής κλίµακας scanners, που έχουν δυνατότητες κίνησης σε δύο κατευθύνσεις (x/y). Πληροφορία για τη θέση του microscanner στις δύο κατευθύνσεις παρέχεται από θερµικούς αισθητήρες ανίχνευσης θέσης που κατασκευάζονται µαζί µε τη διάταξη µε τους ανιχνευτές και τοποθετούνται πάνω από το κινητό πλαίσιο. Η πλήρης κατανόηση της συµπεριφοράς των διατάξεων αυτών αποτελεί απαραίτητο στοιχείο για τον αποτελεσµατικό σχεδιασµό και την ανάλυση των συστηµάτων ελέγχου. Στα πλαίσια της διατριβής δηµιουργήθηκε ένα πλήρες µοντέλο της διάταξης του microscanner και των θερµικών αισθητήρων ανίχνευσης θέσης. Σύγκριση της απόκρισης του µοντέλου µε τις πειραµατικές µετρήσεις καταδεικνύει ότι το µοντέλο προσεγγίζει µε εξαιρετική ακρίβεια την απόκριση του συστήµατος. Το σύστηµα ελέγχου περιλαµβάνει, στην αρχή, τη λειτουργία αναζήτησης/ αποκατάστασης, κατά την οποία το σύστηµα εντοπίζει τη θέση όπου απαιτείται να πραγµατοποιηθεί εγγραφή ή ανάγνωση πληροφορίας µε εκκίνηση µία αυθαίρετη θέση του κινητού πλαισίου. Απαίτηση του συστήµατος κατά τη λειτουργία αυτή είναι η ελαχιστοποίηση του χρόνου πρόσβασης των δεδοµένων. Η γρήγορη πρόσβαση στα δεδοµένα αποτελεί µια σηµαντική πρόκληση στις συµβατικές αποθηκευτικές συσκευές. Με το πλεονέκτηµα των ελαφρύτερων µηχανικών µερών, οι υπό µελέτη συσκευές αποθήκευσης βασισµένες στην τεχνολογία MEMS θεωρούνται βασικές υποψήφιες για τη βελτίωση του χρόνου πρόσβασης των δεδοµένων. Οι σχετικές προοπτικές των συσκευών αυτών διερευνώνται αναλυτικά στα πλαίσια της διατριβής. Συγκεκριµένα, αρχικά µελετάται η απόδοση διαφόρων συστηµάτων µε βάση τη θεωρία ελέγχου βέλτιστου χρόνου. Τα αποτελέσµατα της µελέτης δίνουν το θεωρητικά βέλτιστο χρόνο πρόσβασης και την εξάρτησή του από τις παραµέτρους του κάθε συστήµατος. Στη συνέχεια, περιγράφεται η αρχιτεκτονική ελέγχου για τη λειτουργία αναζήτησης και παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα που αντλήθηκαν από το περιβάλλον προσοµοίωσης και από την πειραµατική διάταξη. Τα αποτελέσµατα καταδεικνύουν ότι οι χρόνοι πρόσβασης των δεδοµένων που είναι δυνατό να επιτευχθούν µε τις συσκευές αυτές, είναι σηµαντικά µικρότεροι σε σχέση µε τις συµβατικές. Στη συνέχεια, ακολουθεί η λειτουργία παρακολούθησης, όπου η θέση των ανιχνευτών πρέπει να παραµένει στο κέντρο του επιθυµητού καναλιού, κατά τη διάρκεια εγγραφής/ανάγνωσης των δεδοµένων. Η απαίτηση για µεγάλη ακρίβεια στη µετακίνηση πάνω από τη νοητή γραµµή του κέντρου του καναλιού, της µίας ή περισσότερων κεφαλών που χρησιµοποιούνται κατά την εγγραφή/ανάγνωση, είναι σηµαντική για όλους τους τύπους αποθηκευτικών συσκευών. Οι απαιτήσεις για ακρίβεια γίνονται ακόµα πιο µεγάλες και κρίσιµες, στην περίπτωση των υπό µελέτη αποθηκευτικών συσκευών, όπου η ψηφιακή πληροφορία αποθηκεύεται σε µία περιοχή µε µέγεθος µερικών nm. Το σύστηµα ελέγχου, κατά τη λειτουργία αυτή, οφείλει να παρακολουθεί το επιθυµητό σήµα αναφοράς, και ταυτόχρονα να έχει ικανοποιητική απόρριψη των διαταραχών και να επιτυγχάνει την απαιτούµενη ακρίβεια ως προς τον προσδιορισµό της θέσης. Παράλληλα, σηµαντικό παράγοντα βελτιστοποίησης αυτής της λειτουργίας, αποτελεί ο ρυθµός εγγραφής/ανάγνωσης των δεδοµένων. Η πρώτη προσέγγιση για την αρχιτεκτονική ελέγχου, κατά τη λειτουργία αυτή, βασίζεται στην παρεχόµενη από τους θερµικούς αισθητήρες ανίχνευσης, πληροφορία της θέσης του microscanner. Η αρχιτεκτονική βασίζεται στον αλγόριθµο του γραµµικού τετραγωνικού ρυθµιστή (LQG) και η αξιολόγησή της γίνεται µε κριτήρια την ικανότητα παρακολούθησης της εισόδου, την απόρριψη των διαταραχών και την ακρίβεια ως προς τον προσδιορισµό της θέσης. Τα αποτελέσµατα που εξήχθησαν, κατά την υλοποίηση της αρχιτεκτονικής ελέγχου στην πειραµατική διάταξη, αναδεικνύουν ότι η αρχιτεκτονική πληρεί τις απαιτήσεις και η ακρίβεια µερικών nm που επιτυγχάνεται στον προσδιορισµό της θέσης επιτρέπει την αξιόπιστη εγγραφή και κατόπιν ανάγνωση δεδοµένων από την αποθηκευτική συσκευή. Μειονέκτηµα της παραπάνω προσέγγισης αποτελεί ο χαµηλής συχνότητας θόρυβος των θερµικών αισθητήρων, που επηρεάζει τη σωστή λειτουργία του κλειστού συστήµατος σε µεγάλες περιόδους λειτουργίας της συσκευής. Το πρόβληµα αυτό επιλύεται µε µία πρωτότυπη προσέγγιση που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διατριβής και βασίζεται στην πληροφορία, την προερχόµενη από τους θερµικούς αισθητήρες ανίχνευσης θέσης, σε συνδυασµό µε το προερχόµενο από το αποθηκευτικό µέσο σήµα σφάλµατος θέσης. Ο σχεδιασµός του συστήµατος ελέγχου, στην περίπτωση αυτή, εκµεταλλεύεται την εκ των προτέρων γνώση των χαρακτηριστικών θορύβου ως προς τη συχνότητα των δύο αισθητήρων ανίχνευσης θέσης, έτσι ώστε το σύστηµα ελέγχου που προκύπτει να χρησιµοποιεί την πιο αξιόπιστη µέτρηση σε κάθε περιοχή συχνοτήτων. Το πλαίσιο του σθεναρού ελέγχου, H∞, χρησιµοποιείται κατά το σχεδιασµό αυτής της αρχιτεκτονικής ελέγχου, µε διαχωρισµό ως προς τη συχνότητα. Με χρήση αυτής της µεθόδου, το σύστηµα ελέγχου δεν επηρεάζεται από τον χαµηλής συχνότητας θόρυβο των θερµικών αισθητήρων. Τα αποτελέσµατα που εξήχθησαν κατά την υλοποίηση της αρχιτεκτονικής ελέγχου στην πειραµατική διάταξη επιβεβαιώνουν τα παραπάνω. Η µέθοδος αυτή είναι πιο γενική και µπορεί να εφαρµοστεί σε κάθε πρόβληµα ελέγχου, που έχει δύο ή και περισσότερους αισθητήρες µε διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης σε διαφορετικές περιοχές συχνοτήτων. / Micro-electro-mechanical-system (MEMS)-based scanning-probe storage devices are emerging as potential ultra-high-density, low-access-time, and low-power alternatives to conventional data storage. One implementation of probe-based storage uses thermomechanical means to store and retrieve information in thin polymer films. Digital information is stored by making indentations on the thin polymer film with the tips of atomic force microscope (AFM) cantilevers, which are a few nanometers in diameter. To increase the data rate, an array of probes is used, in which each probe performs read/write/erase operations over an individual storage field. One of the primary challenges in building such devices is the extreme accuracy and the short latency required in the navigation of the probes over the polymer medium. This dissertation describes the design of novel control architectures and the characterization of their performance. The associated modelling effort, theoretical analysis, simulation work and experimental results are presented. Displacement of the storage medium relative to the array of cantilevers is achieved by using silicon-based micro-scanners with x/y-displacement capabilities. The x/y positional information can be provided by thermal position sensors that are fabricated on the cantilever-array chip and positioned directly above the scan table. A thorough understanding of the dynamics of these parts of the device is essential for effective design and analysis of the control architectures. In this dissertation a complete model of the micro-scanner and the thermal position sensors was developed. Comparison of the model response with the experimental data have shown that the model approximates the system response with an excellent accuracy. In general, the servo system in such a storage device has two functions. First, it locates the target track to which information is to be written or read back from, starting from an arbitrary initial position of the scan table carrying the storage medium. This is achieved by the so-called seek-and-settle procedure. The data access time depends on the duration of this operation, and therefore the minimization of its duration constitutes an important optimization factor. The speed of data access is a significant bottleneck in today’s computing systems. With the advantage of the lighter moving stage MEMS-based storage devices are widely touted to improve access times. In this dissertation these perspectives are examined in detail. Initially the time-optimal control theory has been studied for different system models and their performance has been examined regarding the optimal access time. The results of this study have provided the theoretically optimal access time for each model and its dependence on the system parameters. The control architecture for the seek operation has been designed. The simulation and experimental results show that the possible access times that can be achieved are significantly smaller than the conventional storage devices. The second function of the control system is to maintain the position of the read/write probes on the centre of the target track as they are being scanned along the length of this track during the normal read/write operation. This is achieved by the so-called track-follow procedure. Precise positioning and navigation of the read/write head(s) on the track centerlines is of paramount importance in all types of storage devices. The requirements become more crucial in the devices under study, where in order to achieve reliable storage and retrieval of data, accuracy in the order of a few nanometers in the scanner motion is needed. Therefore, the tracking of the reference signal, the disturbance rejection capabilities and the positioning resolution are considered as performance measures for the control system in this operation. Similarly, the read/write data rate constitutes an important optimization factor for this operation. The first approach of the control architecture for the track-follow procedure uses the position information from the thermal sensors. The control of the position in the x/y directions is realized using two independent feedback loops and each controller is based on the linear quadratic Gaussian regulator (LQG). For the evaluation of the proposed control architecture a detailed analysis has been performed in terms of the tracking performance, the disturbance rejection and the positioning resolution. The proposed architecture has been implemented in the experimental set-up and the analytical results are in agreement with those obtained experimentally. The experimental results show that the accuracy in the motion of the micro-scanner obtained with the proposed control architecture allows reliable storage and retrieval of data in the storage device. The disadvantage of the above control scheme originates from the low frequency noise of the thermal sensors that affects the closed loop performance for long term operation of the device. A novel control architecture was developed that addresses this problem by using medium-derived position information along with the thermal positioning sensor. The objective of this method is, using the a priori knowledge of the noise characteristics of the two sensors, to create a control structure that utilizes the best measurement in different frequency regions. The framework of the H∞ robust control was used for the design of this new frequency separated control architecture. Using this method the control system is not affected from the low frequency noise of the thermal sensors. The experimental results validate the performance of the proposed method. The developed methodology is more general and can be applied to any control problem that has two or more sensors with different performance characteristics in different frequency regions.