Um método de posicionamento por GNSS (Global Navigation Satellite System) que vem se popularizando nos últimos anos é o Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). Este método de posicionamento se utiliza de dados de apenas um receptor e requer, fundamentalmente, o uso de efemérides e correções dos relógios dos satélites precisos. O PPP nos últimos anos ganhou um impulso significativo em sua popularidade devido, principalmente, ao surgimento de serviços gratuitos de processamento on-line. Entre estes serviços on-line de processamento de PPP, destaca-se o fornecido pelo NRCan (Natural Resource Canada), denominado CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning). Nesta Tese utilizou-se o serviço canadense CSRS-PPP no processamento de um longo período de dados superior a onze anos coletados em noventa e cinco das estações da RBMC. A análise das velocidades obtidas a partir das respectivas séries temporais referentes às coordenadas diárias estimadas pelo CSRS-PPP bem como a determinação de suas coordenadas – através do PPP – referidas à época 2000.4, mostraram resultados com pequenas discrepâncias quando comparadas com os valores oficiais adotados para as estações analisadas. O problema detectado, refere-se à impossibilidade da adoção de velocidades lineares de translação no sistema cartesiano X, Y e Z, tendo em vista que na grande maioria das estações constatou-se um comportamento sazonal referente à altura elipsoidal, variação esta que afeta as translações em X, Y e Z ao longo do ano. Como solução, propõe-se a adoção das velocidades de deslocamento calculadas para coordenadas planas, particularmente as coordenadas UTM, sendo a altura elipsoidal corrigida através de modelos estabelecidos em função da variação sazonal registrada em cada uma das estações da RBMC. / A positioning method for GNSS (Global Navigation Satellite System) that has become more popular in recent years is the Precise Point Positioning (PPP). The PPP refers to the positioning method that utilizes data to only one receiver and requires fundamentally the use of ephemeris and corrections to the precise satellite clock. The PPP in recent years gained a significant boost in its popularity, mainly due to the emergence of free services online processing. Among these PPP processing on-line services, there is the one provided by NRCan (Natural Resource Canada) called CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System - Precise Point Positioning). In this Thesis used if the Canadian service CSRS-PPP to process data for a long period upper through eleven collected at ninety-five of RBMC stations. The analysis of the rates obtained from the respective time series relating to the daily coordinates estimated by the CSRS-PPP and the determination of its coordinates - through PPP - said at the time 2000.4, showed results with minor discrepancies compared with the official values adopted for the analyzed stations. The problem detected, refers to the impossibility of adopting linear translation speeds in the Cartesian system X, Y, and Z, considering that in most of the stations found a seasonal pattern related to the ellipsoidal height, this variation that affects translations in X, Y and Z throughout the year. As a solution, it is proposed the adoption of the forward speeds calculated for planar coordinates, particularly UTM coordinates, and the ellipsoid height corrected by established models depending on seasonal variations recorded in each of the stations RBMC.

Esta tese tem como problema de pesquisa “como analisar atividades e eventos na perspectiva da teoria dos sistemas cognitivos correlacionados com foco no trabalho e nos fenômenos emergentes das interações entre humanos e seus sistemas tecnológicos?” A partir disso, busca como objetivo, propor um protocolo para realização dessa análise. A pesquisa é realizada por meio de um estudo etnográfico no contexto da análise da atividade de cálculo das velocidades de decolagem em aeronaves de transporte comercial, sendo apresentada em cinco artigos. O primeiro descreve de que modos o campo da Engenharia de Sistemas Cognitivos (CSE) vem sendo constituído. Adicionalmente, é proposta uma agenda de pesquisa em sistemas socio‐técnicos complexos enfatizando a necessidade de trabalhos com o foco de análise nos fenômenos emergentes das interações, tomando o sistema cognitivo como unidade de análise. O segundo artigo visa à identificação e caracterização da atividade de cálculo das velocidades de decolagem e dos protótipos de falhas nessa atividade. Os resultados indicam a existência de fragilidades caracterizadas por 12 protótipos de falhas. O terceiro artigo tem por objetivo analisar o cálculo das velocidades de decolagem como um processo de cognição situada e distribuída, a fim de identificar possíveis vulnerabilidades nessa atividade. O estudo constatou quatro vulnerabilidades, vistas aqui muito mais como características nos processos da atividade: as representações ao nível do cockpit são sempre parciais e incompletas; algumas interações requerem, além da corporificação, interpretações; as interações entre os agentes não seguem um processo canônico de coordenação; e o controle da prevenção de falhas é preciso, porém, não é adequado. O quarto artigo descreve como a coordenação pode ser interpretada como um fenômeno cognitivo distribuído e situado em cockpit de aeronaves. Nesse sentido, o estudo parte da integração da perspectiva da teoria dos sistemas cognitivos correlacionados com quatro requisitos de coordenação descritos na literatura: representação compartilhada (common ground), interprevisibilidade, diretividade e sincronia. A automação, além dos pilotos, é concebida como um terceiro agente da cabine. Como resultados dessa integração, são propostos quatro modos de coordenação no cockpit, os quais ocorrem em diferentes etapas de um voo. O quinto artigo apresenta o protocolo para análise dos fenômenos emergentes resultantes de interações em sistemas cognitivos correlacionados A aplicação do protocolo é ilustrada por meio da análise do cálculo das velocidades de decolagem. Os resultados do estudo são usados para a avaliação do protocolo, segundo critérios de validade, confiabilidade, usabilidade e potencial para alavancagem de melhorias. / This thesis seeks to answer the research question “how to analyze activities and events in the perspective of joint cognitive systems as focused on the work and the phenomena emerging from interactions between humans and their technical system?” Hence, the study aims at proposing a protocol to carry out this analysis. The research is conducted by means of an ethnographic research in the context of the activity of takeoff speeds calculation in commercial transport aircraft, and is presented in five articles. The first one describes how the conceptual field of Cognitive Systems Engineering (CSE) has been made up. In addition, a research agenda in complex socio‐technical systems is proposed, emphasizing the need for the analysis of work with focus on phenomena emerging from interactions. The second article aims at identifying and characterizing the activity of take‐off speeds calculation and its prototypes of failure. The results indicate the existence of fragilities, that were organized in 12 prototypes of failure. The third article aims at analyzing take‐off speeds calculation as a situated and distributed process in order to identify possible vulnerabilities in this activity. The study has found four vulnerabilities, which are seen as characteristics of the process: the representations at the cockpit level are always partial and incomplete; some interactions require interpretations instead of corporifications; the interactions between agents do not follow a canonical coordination process; and the failure prevention control is accurate, although, not adequate. The fourth article describes how coordination may be interpreted as a situated and distributed phenomenon in the cockpit of an aircraft. In this respect, the study draws on the integration of the perspectives of joint cognitive systems theory with four coordination requirements described in the literature: shared representation (common ground), interpredictability, directability and synchrony. Automation, rather than only pilots, is conceived of as a third agent in the cabin. As a result of this integration, four modes of coordination in the cockpit are proposed, which occur at different stages of the flight. The fifth article presents a protocol for the analysis of emerging phenomena in joint cognitive systems. The application of the protocol is illustrated by means of the analysis of take‐off speeds calculation. The results of the study are used for the evaluation of the protocol, according to criteria of validity, reliability, usability and potential for the leverage of improvements.

Esta tese tem como problema de pesquisa “como analisar atividades e eventos na perspectiva da teoria dos sistemas cognitivos correlacionados com foco no trabalho e nos fenômenos emergentes das interações entre humanos e seus sistemas tecnológicos?” A partir disso, busca como objetivo, propor um protocolo para realização dessa análise. A pesquisa é realizada por meio de um estudo etnográfico no contexto da análise da atividade de cálculo das velocidades de decolagem em aeronaves de transporte comercial, sendo apresentada em cinco artigos. O primeiro descreve de que modos o campo da Engenharia de Sistemas Cognitivos (CSE) vem sendo constituído. Adicionalmente, é proposta uma agenda de pesquisa em sistemas socio‐técnicos complexos enfatizando a necessidade de trabalhos com o foco de análise nos fenômenos emergentes das interações, tomando o sistema cognitivo como unidade de análise. O segundo artigo visa à identificação e caracterização da atividade de cálculo das velocidades de decolagem e dos protótipos de falhas nessa atividade. Os resultados indicam a existência de fragilidades caracterizadas por 12 protótipos de falhas. O terceiro artigo tem por objetivo analisar o cálculo das velocidades de decolagem como um processo de cognição situada e distribuída, a fim de identificar possíveis vulnerabilidades nessa atividade. O estudo constatou quatro vulnerabilidades, vistas aqui muito mais como características nos processos da atividade: as representações ao nível do cockpit são sempre parciais e incompletas; algumas interações requerem, além da corporificação, interpretações; as interações entre os agentes não seguem um processo canônico de coordenação; e o controle da prevenção de falhas é preciso, porém, não é adequado. O quarto artigo descreve como a coordenação pode ser interpretada como um fenômeno cognitivo distribuído e situado em cockpit de aeronaves. Nesse sentido, o estudo parte da integração da perspectiva da teoria dos sistemas cognitivos correlacionados com quatro requisitos de coordenação descritos na literatura: representação compartilhada (common ground), interprevisibilidade, diretividade e sincronia. A automação, além dos pilotos, é concebida como um terceiro agente da cabine. Como resultados dessa integração, são propostos quatro modos de coordenação no cockpit, os quais ocorrem em diferentes etapas de um voo. O quinto artigo apresenta o protocolo para análise dos fenômenos emergentes resultantes de interações em sistemas cognitivos correlacionados A aplicação do protocolo é ilustrada por meio da análise do cálculo das velocidades de decolagem. Os resultados do estudo são usados para a avaliação do protocolo, segundo critérios de validade, confiabilidade, usabilidade e potencial para alavancagem de melhorias. / This thesis seeks to answer the research question “how to analyze activities and events in the perspective of joint cognitive systems as focused on the work and the phenomena emerging from interactions between humans and their technical system?” Hence, the study aims at proposing a protocol to carry out this analysis. The research is conducted by means of an ethnographic research in the context of the activity of takeoff speeds calculation in commercial transport aircraft, and is presented in five articles. The first one describes how the conceptual field of Cognitive Systems Engineering (CSE) has been made up. In addition, a research agenda in complex socio‐technical systems is proposed, emphasizing the need for the analysis of work with focus on phenomena emerging from interactions. The second article aims at identifying and characterizing the activity of take‐off speeds calculation and its prototypes of failure. The results indicate the existence of fragilities, that were organized in 12 prototypes of failure. The third article aims at analyzing take‐off speeds calculation as a situated and distributed process in order to identify possible vulnerabilities in this activity. The study has found four vulnerabilities, which are seen as characteristics of the process: the representations at the cockpit level are always partial and incomplete; some interactions require interpretations instead of corporifications; the interactions between agents do not follow a canonical coordination process; and the failure prevention control is accurate, although, not adequate. The fourth article describes how coordination may be interpreted as a situated and distributed phenomenon in the cockpit of an aircraft. In this respect, the study draws on the integration of the perspectives of joint cognitive systems theory with four coordination requirements described in the literature: shared representation (common ground), interpredictability, directability and synchrony. Automation, rather than only pilots, is conceived of as a third agent in the cabin. As a result of this integration, four modes of coordination in the cockpit are proposed, which occur at different stages of the flight. The fifth article presents a protocol for the analysis of emerging phenomena in joint cognitive systems. The application of the protocol is illustrated by means of the analysis of take‐off speeds calculation. The results of the study are used for the evaluation of the protocol, according to criteria of validity, reliability, usability and potential for the leverage of improvements.

Um método de posicionamento por GNSS (Global Navigation Satellite System) que vem se popularizando nos últimos anos é o Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). Este método de posicionamento se utiliza de dados de apenas um receptor e requer, fundamentalmente, o uso de efemérides e correções dos relógios dos satélites precisos. O PPP nos últimos anos ganhou um impulso significativo em sua popularidade devido, principalmente, ao surgimento de serviços gratuitos de processamento on-line. Entre estes serviços on-line de processamento de PPP, destaca-se o fornecido pelo NRCan (Natural Resource Canada), denominado CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning). Nesta Tese utilizou-se o serviço canadense CSRS-PPP no processamento de um longo período de dados superior a onze anos coletados em noventa e cinco das estações da RBMC. A análise das velocidades obtidas a partir das respectivas séries temporais referentes às coordenadas diárias estimadas pelo CSRS-PPP bem como a determinação de suas coordenadas – através do PPP – referidas à época 2000.4, mostraram resultados com pequenas discrepâncias quando comparadas com os valores oficiais adotados para as estações analisadas. O problema detectado, refere-se à impossibilidade da adoção de velocidades lineares de translação no sistema cartesiano X, Y e Z, tendo em vista que na grande maioria das estações constatou-se um comportamento sazonal referente à altura elipsoidal, variação esta que afeta as translações em X, Y e Z ao longo do ano. Como solução, propõe-se a adoção das velocidades de deslocamento calculadas para coordenadas planas, particularmente as coordenadas UTM, sendo a altura elipsoidal corrigida através de modelos estabelecidos em função da variação sazonal registrada em cada uma das estações da RBMC. / A positioning method for GNSS (Global Navigation Satellite System) that has become more popular in recent years is the Precise Point Positioning (PPP). The PPP refers to the positioning method that utilizes data to only one receiver and requires fundamentally the use of ephemeris and corrections to the precise satellite clock. The PPP in recent years gained a significant boost in its popularity, mainly due to the emergence of free services online processing. Among these PPP processing on-line services, there is the one provided by NRCan (Natural Resource Canada) called CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System - Precise Point Positioning). In this Thesis used if the Canadian service CSRS-PPP to process data for a long period upper through eleven collected at ninety-five of RBMC stations. The analysis of the rates obtained from the respective time series relating to the daily coordinates estimated by the CSRS-PPP and the determination of its coordinates - through PPP - said at the time 2000.4, showed results with minor discrepancies compared with the official values adopted for the analyzed stations. The problem detected, refers to the impossibility of adopting linear translation speeds in the Cartesian system X, Y, and Z, considering that in most of the stations found a seasonal pattern related to the ellipsoidal height, this variation that affects translations in X, Y and Z throughout the year. As a solution, it is proposed the adoption of the forward speeds calculated for planar coordinates, particularly UTM coordinates, and the ellipsoid height corrected by established models depending on seasonal variations recorded in each of the stations RBMC.

L'objet de cette thèse est d'étudier une certaine classe de processus de Markov, dits déterministes par morceaux, ayant de très nombreuses applications en modélisation. Plus précisément, nous nous intéresserons à leur comportement en temps long et à leur vitesse de convergence à l'équilibre lorsqu'ils admettent une mesure de probabilité stationnaire. L'un des axes principaux de ce manuscrit de thèse est l'obtention de bornes quantitatives fines sur cette vitesse, obtenues principalement à l'aide de méthodes de couplage. Le lien sera régulièrement fait avec d'autres domaines des mathématiques dans lesquels l'étude de ces processus est utile, comme les équations aux dérivées partielles. Le dernier chapitre de cette thèse est consacré à l'introduction d'une approche unifiée fournissant des théorèmes limites fonctionnels pour étudier le comportement en temps long de chaînes de Markov inhomogènes, à l'aide de la notion de pseudo-trajectoire asymptotique. / The purpose of this Ph.D. thesis is the study of piecewise deterministic Markov processes, which are often used for modeling many natural phenomena. Precisely, we shall focus on their long time behavior as well as their speed of convergence to equilibrium, whenever they possess a stationary probability measure. Providing sharp quantitative bounds for this speed of convergence is one of the main orientations of this manuscript, which will usually be done through coupling methods. We shall emphasize the link between Markov processes and mathematical fields of research where they may be of interest, such as partial differential equations. The last chapter of this thesis is devoted to the introduction of a unified approach to study the long time behavior of inhomogeneous Markov chains, which can provide functional limit theorems with the help of asymptotic pseudotrajectories.

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Although a handful of experiments have utilized indirect feedback in attempts to reduce speeding on roadways, fewer experiments have utilized direct feedback as a means to reduce incidences of speeding. The current study evaluated the effects of direct and individualized feedback provided by a large electronic feedback sign that displayed the speed of oncoming vehicles as they approached the sign along the roadways of a college campus. The effects of the sign were evaluated using a non-simultaneous multiple baseline experimental design employing two control conditions and intervention phase. Each condition was implemented at three sites on the college campus. The results showed that intervention produced significant decreases in both measures of vehicle speeds at each site, relative to measures collected during both control conditions.

Low wind speed conditions should be studied because these conditions can present risk, particularly for areas immediately surrounding the release point, where high concentrations can occur and not dissipate. The following research attempts to clarify the processes governing both the general and low wind speed cases by determining the accuracy and uncertainty of standard prediction methods for contaminant plume transport in low wind speed plume modeling. Multiple techniques were utilized to incorporate field measured data, previously gathered for a different purpose, to generate parameter distributions and ground-truth data that could be used in stochastic models for chemical plume prediction. These data were taken during a multi-day experiment performed on Frenchman Flats, a flat, dry lakebed, at the Nevada Test Site (NTS) in February of 2007 and include weather data and chemical concentrations throughout the chemical release time. I organized these data into continuous time series for each sampling location, which were represented as vectors for the statistical and mathematical analysis. I then animated these vectors with respect to time and performed a stochastic analysis which I compared to these observed vectors. Predicted vectors of chemical concentrations, based on the statistical parameter distributions generated from the observed vectors were developed and a statistical analysis was performed on the results of the stochastic process to determine how well the model predicted the plume. It was found that stochastically modeling, with SCIPuff, of contaminant plume releases in low wind speed conditions is not accurate. This was expected because below 2 m/s, plumes no longer have a Gaussian distribution and are difficult to predict because of fluctuating winds. In fact, the model only accurately predicts the period before the plume arrives at the sensor when no plume is present. It is possible, and even probable, that stochastic modeling of contaminant plumes will provide a means to compute the bounds of a release, when coupled with a model that is accurate for low wind speed conditions and includes all the complexities of the wind field. An unexpected finding is the fact that the vertical dimension of wind movement cannot be ignored in low wind speed conditions. When planning future experiments, special attention should be paid to obtaining a good representation of the 3-D wind profile.

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