A enorme complexidade dos sistemas ecológicos tem sido uma grande barreira para a compreensão e o gerenciamento da problemática ambiental. Neste sentido a modelagem matemática é uma valiosa ferramenta, devido a sua capacidade de organizar as informações disponíveis sobre estes sistemas e de fazer previsões a seu respeito para diferentes condições. Desta forma a análise de sistemas naturais vem sendo abordada de diferentes maneiras, sendo que nas últimas décadas a teoria de ecossistemas expandiu-se e ramos específicos, que permitem seguir e predizer a evolução de ecossistemas, foram formulados. Um destes enfoques, conhecido como análise do fluxo de insumo-produto, pode ser utilizado para explicar o funcionamento e estrutura dos subsistemas de um ecossistema através da descrição dos fluxos de matéria ou energia. A análise do fluxo de insumo-produto pode ser representada através de dois modelos: o modelo determinístico ou o modelo estocástico, tendo sua origem em estudos de caso com o objetivo de analisar a econômica norte-americana, sendo uma extensão prática da teoria clássica de interdependência geral. Este trabalho faz uma abordagem sintética da evolução desta análise, avaliando dados teóricos e principalmente dados referentes à Lagoa Itapeva. A análise de input-output (determinística e estocástica) com o propósito de obter informações no que diz respeito aos fluxos (matéria e energia), é bastante simples; sendo que os modelos determinísticos se prestam melhor para traçar um panorama global e para obter projeções para as variáveis já os modelos estocásticos são mais complexos, mas provêem uma descrição mais acurada. Na Lagoa Itapeva os processos determinísticos demonstraram um baixo índice de ciclagem do carbono entre os três compartimentos em estudo e o fluxo preferencial na normalização corresponde ao compartimento dos produtores primários, isto decorre de não existir loop nos compartimentos em estudo e também não existir fluxos em dois sentidos. Em relação à avaliação estocástica foram observadas uma baixa relação no sentido espacial superfície-meio-fundo da lagoa, e uma boa distribuição espacial norte-centro-sul. Quanto à distribuição temporal, foi constatada uma baixa concordância entre os dados analisados e os dados reais quanto das análises realizadas em intervalos de tempo pequeno (horas) e uma boa concordância nas medidas feitas quando o intervalo foi significativo (meses). Também em relação à Lagoa Itapeva, foi verificado nas análises estocásticas, utilizando-se operadores espaciais, que como a dinâmica biológica nem sempre é linear, os organismos não podem acompanhar imediatamente e perfeitamente as mudanças do ambiente, resultando em tempos de residência de matéria significativamente baixo. Além da análise dos fluxos ligados a este ecossistema lagunar, foram desenvolvidas técnicas de correção e adaptação de dados referentes à amostragem ocorrida na Lagoa durante um ano de campanha. Assim, propõe-se uma nova perspectiva no uso desta metodologia de forma simples e de fácil manipulação matemática.

A enorme complexidade dos sistemas ecológicos tem sido uma grande barreira para a compreensão e o gerenciamento da problemática ambiental. Neste sentido a modelagem matemática é uma valiosa ferramenta, devido a sua capacidade de organizar as informações disponíveis sobre estes sistemas e de fazer previsões a seu respeito para diferentes condições. Desta forma a análise de sistemas naturais vem sendo abordada de diferentes maneiras, sendo que nas últimas décadas a teoria de ecossistemas expandiu-se e ramos específicos, que permitem seguir e predizer a evolução de ecossistemas, foram formulados. Um destes enfoques, conhecido como análise do fluxo de insumo-produto, pode ser utilizado para explicar o funcionamento e estrutura dos subsistemas de um ecossistema através da descrição dos fluxos de matéria ou energia. A análise do fluxo de insumo-produto pode ser representada através de dois modelos: o modelo determinístico ou o modelo estocástico, tendo sua origem em estudos de caso com o objetivo de analisar a econômica norte-americana, sendo uma extensão prática da teoria clássica de interdependência geral. Este trabalho faz uma abordagem sintética da evolução desta análise, avaliando dados teóricos e principalmente dados referentes à Lagoa Itapeva. A análise de input-output (determinística e estocástica) com o propósito de obter informações no que diz respeito aos fluxos (matéria e energia), é bastante simples; sendo que os modelos determinísticos se prestam melhor para traçar um panorama global e para obter projeções para as variáveis já os modelos estocásticos são mais complexos, mas provêem uma descrição mais acurada. Na Lagoa Itapeva os processos determinísticos demonstraram um baixo índice de ciclagem do carbono entre os três compartimentos em estudo e o fluxo preferencial na normalização corresponde ao compartimento dos produtores primários, isto decorre de não existir loop nos compartimentos em estudo e também não existir fluxos em dois sentidos. Em relação à avaliação estocástica foram observadas uma baixa relação no sentido espacial superfície-meio-fundo da lagoa, e uma boa distribuição espacial norte-centro-sul. Quanto à distribuição temporal, foi constatada uma baixa concordância entre os dados analisados e os dados reais quanto das análises realizadas em intervalos de tempo pequeno (horas) e uma boa concordância nas medidas feitas quando o intervalo foi significativo (meses). Também em relação à Lagoa Itapeva, foi verificado nas análises estocásticas, utilizando-se operadores espaciais, que como a dinâmica biológica nem sempre é linear, os organismos não podem acompanhar imediatamente e perfeitamente as mudanças do ambiente, resultando em tempos de residência de matéria significativamente baixo. Além da análise dos fluxos ligados a este ecossistema lagunar, foram desenvolvidas técnicas de correção e adaptação de dados referentes à amostragem ocorrida na Lagoa durante um ano de campanha. Assim, propõe-se uma nova perspectiva no uso desta metodologia de forma simples e de fácil manipulação matemática.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6424_1.pdf: 13803031 bytes, checksum: 6040cdc1997e59c9d7710625c1551127 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Nos dias atuais, observamos o vertiginoso avanço da tecnologia e a dependência cada vez maior da sociedade nos sistemas de computação. O uso massivo de dispositivos computadorizados, fixos e móveis, dentro de um conceito de computação ubíqua, e a crescente pervasividade das redes de computadores e serviços, têm tornado os sistemas extremamente complexos e dinâmicos. Esta complexidade vem aumentando a cada dia, a medida que os computadores têm se tornado menores, mais baratos e com maior capacidade de processamento. Hoje eles estão presentes não apenas em grande parte dos objetos da vida diária, como aparelhos celulares, laptops e desktops, como também nos sistemas de telecomunicações, nos meios de transporte, nos equipamentos hospitalares, e na maior parte das atividades. Enquanto razões econômicas forçam o desenvolvimento de novos sistemas computacionais, com um número cada vez maior de facilidades, razões de qualidade impõem a necessidade de que sejam evitados maus funcionamentos desses sistemas. As conseqüências das paralisações dos sistemas computacionais podem variar desde simples inconveniências, a perda de vidas humanas ou prejuízos materiais, o que motiva o desenvolvimento de metodologias para a avaliação da dependabilidade, ou segurança de funcionamento, desses sistemas. Devido ao comportamento aleatório de grande parte das falhas, técnicas de modelagem de dependabilidade por meio de avaliação analítica ou simulação estocástica têm provado ser uma solução útil e versátil em todas as fases do ciclo de vida de um sistema, desde a fase de projeto, na escolha da solução que melhor satisfaça aos requisitos de dependabilidade propostos, até a fase operacional, na detecção de gargalos que impeçam os sistemas de atingir tais requisitos. Esta Tese propõe o desenvolvimento de uma metodologia que possibilite a modelagem, o refinamento e a avaliação de sistemas dependáveis com a utilização de mecanismos de tolerância a falhas, através de um método híbrido baseado em redes de Petri estocásticas determinísticas estendidas (EDSPN) e diagramas de blocos, de um modo flexível, expansível e passível de automação. A metodologia proposta é executada em 5 diferentes níveis hierárquicos. Os dois primeiros níveis hierárquicos lidam com os diagramas de blocos e com os mecanismos de tolerância a falhas a serem introduzidos. O terceiro nível hierárquico, formado por redes de Petri de alto nível, define como será a interligação das redes de Petri, que representa a configuração dos blocos no diagrama de sistema dependável, na configuração final. No quarto nível hierárquico, o comportamento de cada bloco é modelado por meio de EDSPN, o qual gera expressões numéricas ou analíticas dos atributos de confiabilidade, disponibilidade e segurança. Finalmente, as expressões obtidas são utilizadas em um modelo dependável e parametrizado (MDP), de acordo com a configuração definida no terceiro nível, para obtenção das estimativas de dependabilidade do sistema como um todo. A metodologia proposta, além de ser passível de automação, objetiva ocultar a complexidade matemática envolvida e reduzir a possibilidade de explosão de estados. Para tornar os modelos EDSPN e MDP mais eficientes, uma biblioteca de modelos foi criada. Um mesmo modelo, com o auxílio de diferentes parâmetros de configuração, pode assumir diferentes mecanismos de tolerância a falhas, o que torna a metodologia flexível, assim como, um mesmo modelo, com o auxílio de parâmetros estruturais, pode assumir diferentes níveis de redundância em um mesmo mecanismo tolerante a falhas, o que torna a metodologia expansível

ROA GONZÁLEZ, Iván René, também é conhecido em citações bibliográficas por: GONZÁLEZ, Iván René Roa / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-09T19:31:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-15T22:43:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / CNPq / Complex dynamical systems can be characterized through the time series associated with dynamical variables, which yield important information on the underlying stochastic process. The probability density function, the temporal correlation function, the power spectrum, and the memory function are examples of statistical properties that can be extracted from the time series. In this thesis, we are particularly interested in describing complex phenomena in which the stationary distribution of the time series of the main dynamical variable (the signal) exhibits large deviations from Gaussian statistics, possibly showing long and heavy tails. This kind of phenomena is present in many areas of physics, biology, and economics. However, our interest is focused on spectral fluctuations in non-integrable ballistic cavities, intensity fluctuations in random lasers, turbulence in fluids, stock prices fluctuations in financial markets. We shall attempt to describe these phenomena as a composition of distributions with distinct space/time scales which arise from a hierarchical dynamics with a coupling between contiguous scales. The model to be used, denominated H-Theory, was recently proposed by our research group and consists of a set of coupled stochastic differential equations, whose stationary solution leads to a parametric family of distributions represented by Fox H-function. This result unifies and generalizes the universality classes of superstatistics, which is a formalism that has been successfully used to describe systems with two separated time scales. / na caracterização de sistemas complexos nos quais a distribuição estacionária da série temporal da variável dinâmica principal (o sinal) desvia-se substancialmente da gaussiana, podendo exibir caudas longas e pesadas. Exemplos de sistemas deste tipo podem ser encontrados em diversas áreas da física, da biologia e da economia. Contudo, centraremos nosso foco nos fenômenos de flutuações espectrais em turbulência em fluidos, variações nos preços de ações no mercado financeiro, flutuações de intensidade em lasers aleatórios em fibra óptica e estatística espectral de cavidades balísticas não-integráveis. Caracterizamos esses fenômenos como resultado da composição de distribuições com distintas escalas espaçiais/temporais que resultam de uma dinâmica hierárquica com acoplamento entre escalas contíguas. O modelo a ser usado, denominado teoria H, foi recentemente proposto por nosso grupo de pesquisa e consiste de um sistema de equações diferenciais estocásticas acopladas, cuja solução estacionária produz uma família paramétrica de distribuições representadas por funções H de Fox. Este resultado unifica e estende para múltiplas escalas as classes de universalidade da superestatística, que é um formalismo que tem sido usado com sucesso para descrever sistemas dinâmicos complexos com duas escalas temporais separadas.

Orientadores: João Bosco Ribeiro do Val, Eduardo Fontoura Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_AlessandrodoNascimento_M.pdf: 850487 bytes, checksum: 72f8029d10af72af5c31561efd106e94 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A principal contribuição deste trabalho _e propor e resolver um problema de controle de Sistemas Lineares com Saltos Markovianos (SLSM) na presença de ruído que possa existir atuando ininterruptamente sobre estes sistemas. Adotamos o método de controle por horizonte retrocedeste sob a suposição de que os estados da Cadeia de Markov não são conhecidos pelo controlador, com exceção de uma distribuição inicial, e impomos ganhos de realimentacão linear em um problema com complexidade restrita. Incorporamos ao modelo com ruído alvos dinâmicos e entradas exógenas que podem sofrer saltos, com especial interesse em aplicações em modelos macroeconômicos, sistemas robóticos, entre outros. Desenvolvemos uma formulação determinista equivalente ao problema escolástico estudado, em que condições necessárias de otimalidade são propostas e um método iterativo baseado em um procedimento variacional soluciona o problema. Como passo intermediário para a obtenção da solução do problema de rastreamento, desenvolvemos primeiramente a solução do problema de regulação, por este se tratar de um caso particular do primeiro. Algumas aplicações são apresentadas, de forma a ilustrar numericamente a teoria desenvolvida / Abstract: The main contribution of this work is to propose and solve a control problem of Markov Jump Linear Systems (MJLS) driven by noise. We adopted the receding horizon control method assuming that the Markov state chain is not known by the controller, with the exception of an initial distribution. We impose linear feedback gain structure in a problem with restricted complexity. We add to the noisy model switching targets and exogenous inputs variables, which are interesting for applications such as macroeconomic models, robotic systems and others. We develop an equivalent deterministic formulation to the stochastic problem studied where necessary conditions of optimality are proposed and an iterative method based on a variational procedure solves the problem. As an intermediate step to attain the solution to the tracking problem, we develop first the solution to the regulation problem, since this is an particular case of the former. To illustrate numerically the theory developed, some applications are presented. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Luis Gimeno Latre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:02:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_WagnerCaradorido_D.pdf: 5239443 bytes, checksum: 2e4407b7d2881740be7b02c563588a28 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Neste trabalho são analisados algoritmos de identificação para sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO).É feita uma generalização dos métodos da matriz estendida e dos mínimos quadrados generalizados para sistemas MIMO, considerando-se um modelo autoregressivo e média-móvel (ARMA) para o ruído. Utilizando a estrutura ARMA para o ruído obtem-se também o estimador dos mínimos quadrados linearizado para sistemas MIMO. Este estimador, para o caso média-móvel, corresponde a uma generalização do método de máxima verossimilhança apresentado por Soderstrom para sistemas monovariáveis. Em todos estes algoritmos são estudadas as condições necessárias para se obter, através de uma partição no problema de estimação, estimadores com tempo de cálculo reduzido. A partir do estimador da Matriz Estendida obtem-se um novo estimador que calcula separadamente os parâmetros do processo e do ruído, com uma redução substancial no tempo de cálculo. Finalmente, ilustram-se os resultados obtidos através de exemplos numéricos simulados e de uma aplicação prática para a previsão da altura de aço, no molde de uma máquina de lingotamento contínuo / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : João Bosco Ribeiro do Val / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_JoseEverardoBessa_M.pdf: 14536546 bytes, checksum: bebfc1c1e2475f5f58c910c2c71d81f7 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: É presentado um modelo de Cadeia de Markov a Tempo Contínuo (CMTC) para avaliação de desempenho de sistemas multiprocessadores na execução de sistemas de tarefas com estrutura hierárquica. O trabalho desenvolve a concentuação necessária à apresentação do problema e apresenta solução computacional para o modelo. São estudadas duas arquiteturas: arquitetura radial e arquitetura por barramento compartilhado. Um índice de desempenho é estabelecido que permite comparar as arquiteturas. Os resultados são aplicados na execução de algoritmos de otimização hierárquicos. Os casos nio-Markovianos são tratados através de técnicas de simulação de eventos discretos / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Ciências

Ingeniero Civil Industrial / El objetivo de esta memoria es modelar y analizar el precio del cobre en conjunto de su riesgo a largo plazo. Además se considera el efecto que puede tener los precios modelados y su volatilidad en las inversiones de Codelco. Se implementaron tres modelos, los cuales fueron el Movimiento Browniano Geométrico (MGB), el Proceso de Ornstein Uhlenbeck (POU) y el Proceso Generalizado Autoregresivo con Heterocedasticidad Condicional (GARCH). Los datos para obtención de parámetros fueron los precios promedios mensuales desde enero de 1973 hasta septiembre de 2013. Los modelos fueron probados con diferentes tests para observar el cumplimiento de las hipótesis de los modelos, como la normalidad, independencia y varianza constante en los retornos. Además se realizó un test de reversión a la media. Para las tres primeras los tests presentaron rechazos de las hipótesis, mientras que para la última se demostró que existe una reversión a la media a largo plazo. Luego de obtener los parámetros y las simulaciones, y con el objetivo de representar una estimación del precio y su riesgo en el futuro se realizó un pronóstico paramétrico para los próximos 10 años. Además para probar cuál modelo presenta una mejor precisión se realizaron diferentes simulación \textit{in sample} para los periodos 2012-2013, 2008-2013, 2003-2013 y 1993-2013. La medición de precisión por medio del indicador MAPE determinó que el modelo GARCH presenta un mejor rendimiento en nivel general. Por último, se realizó un análisis de riesgo en relación a las inversiones de Codelco. En este sentido, se implementó la metodología VaR a un proyecto tipo de Codelco con los diferentes precios obtenidos en los modelos expuestos, evaluando un VAN esperado y un VAN seguro. En base a los indicadores VaR obtenidos se concluye que el modelo MBG sobreestima la evaluación VAN con un mayor riesgo incluido, el POU subestima la evaluación VAN con un riesgo bajo, mientras que el modelo GARCH presenta un VAN más equilibrado con un riesgo relativamente bajo. Finalmente, en base al rendimiento en precisión por medio del MAPE y en base a una evaluación de riesgo en un proyecto inversional, se concluye que el modelo GARCH es el que tiene un mejor rendimiento entre los modelos presentados.

Magíster en Gestión de Operaciones / Ingeniero Civil Industrial / Muchos problemas de optimización consideran al precio del cobre como uno de los input más relevantes. A pesar de que los precios son altamente volátiles y nadie puede predecir con certeza cual será su valor, éstos pueden ser estimados y árboles de escenarios pueden ser construidos para manejar la incertidumbre asociada. En este trabajo se presenta una nueva metodología para el modelamiento y estimación de los precios del cobre, basada en dos ideas centrales. La primera radica en realizar una distinción entre el corto y el largo plazo (o también referidos como procesos transiente y estacionario), debido a que la evidencia muestra que en el corto plazo los precios son altamente volátiles moviéndose en torno a una tendencia, mientras que en el largo plazo los precios muestran reversión a la media tal como lo sugiere la teoría microeconómica. El segundo aporte central de este trabajo es la combinación de la información de mercado junto a la información histórica para la estimación de la tendencia de los precios en el corto plazo. El uso de la información de mercado resulta relevante ya que permite incorporar toda la información presente en el mercado (inventarios, expectativas, etc...) en la estimación del \drift del proceso transiente, ayudando de esta forma a un mejor pronóstico. Sumado a lo anterior, se presenta una extensión del modelo propuesto para incorporar más de un factor en la estimación de los precios del cobre. Así, se introduce un modelo multi-dimensional (no lineal), se derivan soluciones explícitas y se implementa un mecanismo para la estimación de sus parámetros. Finalmente, se presenta una nueva metodología para la generación de árboles de escenarios partiendo de las funciones de probabilidad acumulada y densidad, y esta se aplica para la generación de árboles de escenarios para los precios del cobre.

Mejora el planeamiento y control de compras de insumos y materiales utilizando modelos estocásticos de inventarios que consideren la naturaleza variable de la demanda y el tiempo de entrega. Calcula el nivel de stock de seguridad en días y nivel de servicio que se tiene para cada insumo o material. Demuestra la reducción de costos que se tendrá al final como consecuencia de aplicar dicha metodología, y que influirá en la rentabilidad y liquidez de la empresa. Integra el modelo de inventarios con el sistema de información (SAP) de la empresa, de tal forma que se utilice mejor dicho recurso. / Trabajo de suficiencia profesional