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TEMA (São Carlos), Volume: 14, Número: 1, Publicado: 2013
  • Prefácio

  • Sincronização de metapopulações em duas escalas geográficas

    Manica, V.; Silva, J.A.L.

    Resumo em Português:

    Neste trabalho, consideramos um modelo metapopulacional com sítios distribuídos em duas escalas geográficas e analisamos a estabilidade da dinâmica sincronizada. A primeira escala é composta por uma metapopulação com um número arbitrário de sítios, enquanto a segunda escala é composta por um número arbitrário de metapopulações. Durante cada passo de tempo, assumimos que existem 3 processos envolvidos na dinâmica populacional: a) a dinâmica local, que consiste de reprodução e sobrevivência e depende da escolha da função para calcular a densidade de cada sítio; b) a dispersão de indivíduos entre os sítios da primeira escala; e c) a dispersão entre as metapopulações. Analisamos duas maneiras dos sítios sincronizarem, primeiramente consideramos sincronização na escala maior, por conseguinte sincronização nas duas escalas. Para o caso de sincronização nas duas escalas, obtemos um critério para sincronização dependendo de dois parâmetros: o número de Lyapunov e por um parâmetro que depende do processo migratório. No caso da segunda escala estar sincronizada com os respectivos sítios da primeira escala não necessariamente sincronizados, obtemos um critério cujos valores são calculados numericamente.

    Resumo em Inglês:

    In this paper, a metapopulation model composed of patches distributed in two geographic scales is proposed in order to study the stability of the synchronous dynamics. The first scale is a metapopulation consisting of equal patches while the second scale is composed of an arbitrary number of metapopulations. During each time step, we assume that there are three processes involved in the population dynamics: a) the local dynamics, which consists of reproduction and survival and depends only on function chosen to calculate the density of each patch before migration; b) the dispersal of individuals between the patches of the first scale; and c) the movement between the metapopulations. We examine two kinds of synchronizations: when each patch has the same density (both scales are synchronized), and when each metapopulation has the same density patches with its patches not necessary synchronized, that is, only the second scale is synchronized. A stability criterion is obtained based on the computation of the transversal Lyapunov number of attractors on the synchronous invariant manifold. For case where both scales are synchronized, the criterion is determined by two terms: the Lyapunov number that depends only on the local dynamics of each isolated patch and a term that depends on the migration process. For the case where only the second scale is synchronized, the transversal Lyapunov number is calculated numerically.
  • Construção e análise de códigos esféricos com boas taxas binárias

    Naves, L.R.B.; Torezzan, C.; Costa, S.I.R.

    Resumo em Português:

    Neste trabalho consideramos a distribuição de um conjunto discreto de pontos sobre a superfície de uma esfera euclidiana unitária, com o propósito de construir códigos esféricos para o canal Gaussiano. Apresentamos famílias de códigos esféricos estruturados, que podem ser construídas em tempo linear para dimensões pares e superam, para alguns parâmetros, o limitante inferior de Shannon para a taxa binária de informação.

    Resumo em Inglês:

    In this paper we deals with the construction of spherical codes for the Gaussian channel. We present families of structured spherical codes, designed in layers of flat tori, that can be constructed in linear time for even dimensions and improves, for certain parameters, the lower bound for the binary rate given by Shannon.
  • Memórias e reflexões de um professor brasileiro de controle de sistemas dinâmicos

    Bottura, Celso Pascoli

    Resumo em Português:

    Em 1961 começou a Pós-Graduação no Brasil. Nestes 50 anos o sucesso e o alcance desta iniciativa e sua influência sobre as Universidades brasileiras, tanto no ensino como na pesquisa são formidáveis. Inicialmente o Mestrado foi priorizado. Em 1969, o Doutorado começou de forma quase que artesanal, dada a inexperiência em pesquisa no Brasil, e foi crescendo gradualmente. Nos últimos 20 anos ocorreu um processo bem sucedido de amadurecimento e crescimento e hoje podemos dizer que temos pesquisadores e programas maduros de Pós-Graduação nas mais variadas áreas e universidades brasileiras, embora a nossa ciência e a nossa engenharia ainda estejam bem distantes do que os melhores centros mundiais realizam. Paralelamente e por causa de tal processo, várias sociedades científicas e/ou congressos foram sendo criados e consolidados. Neste trabalho apresento algumas memórias e reflexões sobre este processo com ênfase na minha área de atuação como Professor e Pesquisador: Controle de Sistemas Dinâmicos e na minha vivência.

    Resumo em Inglês:

    Graduate education started in Brazil in 1961. In these 50 years the range and importance of this initiative and its influence on the Brazilian Universities, both for research and for teaching, are enormous. The Doctorate as it occurs nowadays in Brazil started in 1969, almost as an artisan's work, due to the lack of experience in doing research in our country at that time, and gradually started to grow. A highly successful maturing and growing process occurred in the last 20 years. We may say that nowadays we have mature researchers and Graduate Programs in the most varied areas and Brazilian Universities, in spite of our science and our engineering are still far away from the ones the best world centers do. In parallel and because of such a process, various scientific societies and/or conferences were being created and consolidated. In this paper I present some memories and reflections about this process emphasizing my working area as Professor and Researcher: Control of Dynamic Systems and in my life experience.
  • Algoritmo híbrido para resolver o problema de escalonamento job shop com incertezas

    Carvalho, M.B.; Yamakami, A.; Bonfim, T.R.

    Resumo em Português:

    O problema de escalonamento do tipo job shop é considerado NP-difícil. Em aplicações reais, o tempo de processamento de cada tarefa é muitas vezes impreciso. Neste trabalho é abordado o problema de escalonamento do tipo job shop, onde o tempo de processamento das operações é representado por números triangulares fuzzy (NTF). O objetivo do problema é encontrar um escalonamento que minimize o makespan fuzzy. Na abordagem proposta, trabalhamos com o algoritmo memético (MA) e o algoritmo de sistema de colônia de formigas (ACS) para resolver o problema. Uma hibridização destas duas abordagens denominada MA-ACS(CC-MO) é proposta, e para comparar a eficiência da abordagem é realizada uma comparação entre três algoritmos AG-ACS, MA-ACS(MO) e MA-ACS(CC-MO), utilizando 8 problemas do OR-Library.

    Resumo em Inglês:

    The job shop scheduling problem is considered NP-hard. In real applications, the processing time of each task is often imprecise. Therefore, this paper deals with the job shop scheduling problem, where the processing time of each task is modeled by triangular fuzzy numbers (NTF). The aim of the problem is to find a schedule that minimizes the fuzzy makespan. In this approach it was worked with the memetic algorithm (MA) and the algorithm of ant colony system (ACS) to solve the problem. A hybridization of these two approaches called MA-ACS(CC-MO) is proposed, and to compare the efficiency of the approach is realized a comparison between three algorithms AG-ACS, ACS-ΜΑ (MO) and MA-ACS (CC-MO), using eight of the OR-Library problems.
  • Análise de componentes principais aplicada à estimação de parâmetros no modelo de regressão logística quadrático

    Andruski-Guimarães, I.

    Resumo em Português:

    A maioria dos estudos sobre o modelo de regressão logística politômica considera apenas o modelo com funções discriminantes lineares. Entretanto, funções discriminantes quadráticas podem ser de grande utilidade, além de apresentar melhores resultados. Porém, o modelo logístico quadrático envolve a estimação de um grande número de parâmetros desconhecidos, o que pode exigir um grande esforço computacional. Neste trabalho utiliza-se um conjunto de componentes principais das variáveis explanatórias a fim de reduzir as dimensões do modelo a ser estimado, com variáveis explanatórias contínuas, bem como os custos computacionais para a estimação de parâmetros na regressão logística quadrática politômica, sem perda de eficiência. Simulações com dois conjuntos de dados mostram que o modelo de regressão logística quadrático, com componentes principais, é compu-tacionalmente viável, podendo produzir resultados melhores que aqueles obtidos pelo modelo de regressão logística clássico, em termos de taxas de classificações corretamente efetuadas.

    Resumo em Inglês:

    Many papers on logistic regression have only considered the logistic regression model with linear discriminant functions, but there are situations where quadratic discriminant functions are useful, and works better. However, the quadratic logistic regression model involves the estimation of a great number of unknown parameters, and this leads to computational difficulties when there are a great number of independent variables. This paper proposes to use a set of principal components of the explanatory variables, in order to reduce the dimensions in the problem, with continuous independent variables, and the computational costs for the parameter estimation in polytomous quadratic logistic regression, without loss of accuracy. Examples on datasets taken from the literature show that the quadratic logistic regression model, with principal components, is feasible and, generally, works better than the classical logistic regression model with linear discriminant functions, in terms of correct classification rates.
  • Métodos de regiões de confiança para resolução do problema de quadrados mínimos: implementação e testes numéricos

    Gardenghi, J.L.C.; Santos, S.A.

    Resumo em Português:

    O problema de quadrados mínimos possui várias aplicações no campo de otimização. No presente trabalho, abordamos duas estratégias para sua resolução: Levenberg-Marquardt e Gradientes Conjugados. Cada uma explora características próprias do problema, e ambas usam regiões de confiança para a globalização. Nossa contribuição está na implementação de ambos os métodos no CAS Maxima e na análise comparativa do desempenho desses métodos na resolução de uma família de problemas de quadrados mínimos da literatura.

    Resumo em Inglês:

    The least squares problem has many applications in the field of optimization. In the present work, we use two strategies for its resolution: Levenberg-Marquardt and Conjugate Gradients. Each one exploits some problem features, and both are globalized by the trust-region strategy. Our contribution consists in the implementation of both methods using the CAS Maxima and in the comparative analysis of these methods in the resolution of a family of least squares problems from the literature.
  • Controle ótimo de sistemas algébrico-diferenciais chaveados usando o algoritmo de busca gravitacional

    Pfeifer, A.A.; Lobato, F.S.

    Resumo em Português:

    O Problema de Controle Ótimo Chaveado (PCOC) consiste na determinação do perfil da variável de controle que minimiza uma função objetivo sujeito a restrições algébrico-diferenciais definidas por fases. Tradicionalmente, este problema tem sido resolvido usando técnicas clássicas, isto é, por abordagens que fazem uso de informações sobre o gradiente da função objetivo e das restrições. Este tratamento numerico consiste na manipulação algébrica do problema original (obtenção das equações de sensibilidade) e da resolução de um problema de valor no contorno altamente dependente das estimativas iniciais. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo a resolução de PCOCs usando o algoritmo de Busca Gravitacional. Tal estratégia de busca e fundamentada na lei Newtoniana de gravidade para a geração de candidatos em potencial para a resolução de problemas de otimização. Os resultados obtidos são comparados com aqueles encontrados pelo Algoritmo de Levenberg-Marquardt e com uma versão híbrida.

    Resumo em Inglês:

    Optimal Control Problem of Switched Systems (OCPSS) consists in determining the control variable profile that minimizes a given objective function subject to differential-algebraic constraints defined by phases. Traditionally, this problem has been solved using classical techniques through algebraic manipulation of original problem (obtaining the sensitivity equations) and resolution, at each step, a boundary value problem highly dependent of initial estimates. In this context, the present work aim to resolve the OCPSS using the Gravitational Search Algorithm. This search strategy is based on the Newtonian law of gravity for the generation of potential candidates to solve optimization problems. The results are compared with those obtained by the Levenberg-Marquardt Algorithm and with a hybrid version.
  • Distribuição bivariada gama beta II: soma, produto e proporção das variáveis componentes

    Silva, A.P.M.; Rodrigues, J.A.; Chaves, L.M.; Souza, D.J.

    Resumo em Português:

    Os modelos bivariados tem sido utilizados com sucesso na análise de processos hidrológicos. Neste trabalho, são deduzidas as distribuições exatas das variáveis U = X + Y, P = XY e Q = X/ (X + Y) juntamente com seus respectivos momentos quando seguem o modelo bivariado gama beta II. Essas funções descrevem importantes variáveis hidrológicas. Os resultados obtidos são aplicados em dados de precipitações pluviométricas ocorridas na cidade de Passo Fundo-RS.

    Resumo em Inglês:

    Bivariate gamma distributions have been used successfully on modeling hydrological processes. In this work, supposing that X: and Y: follow the gamma beta II bivariate gamma model, we deduce the exact distributions of the functions U = X + Y P = XY: and Q = X/ (X + Y),: as well as their respective moments. Those functions describe important hidrological variables. An application of the results is provided to rainfall data from Passo Fundo - RS.
  • A review on some results on local conservation laws for certain evolution equations

    Freire, I.L.; Sampaio, J.C.S.

    Resumo em Português:

    Neste trabalho revisitamos alguns resultados recentes sobre leis de conservação de uma classe de equações evolutivas até quinta ordem.

    Resumo em Inglês:

    In this work we revisit some recent results on conservation laws for a class of fifth-order evolution equations up to fifth-order.
  • New methodologies for the calculation of Green's functions for wave problems in two-dimensional unbounded domains

    Couto, R.T.

    Resumo em Português:

    Este trabalho descreve a aplicação de novas metodologias para o cálculo das transformadas de Fourier inversas que fornecem as funções de Green associadas às equações da onda e de Helmholtz em todo o domínio bidimensional.

    Resumo em Inglês:

    This work describes the application of new methodologies for the evaluation of the inverse Fourier transforms that yield Green's functions for both the wave and Helmholtz equations in the entire bidimensional domain.
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