Balancing expenditures on mitigation of and adaptation to climate change : an exploration of Issues relevant to developing countries

Although climate policies have been so far mostly focused on mitigation, adaptation to climate change is a growing concern in developed and developing countries. This paper discusses how adaptation fits into the global climate strategy, at the global and national levels. To do so, a partial equilibrium optimization model of climate policies-which includes mitigation, proactive adaptation (ex ante), and reactive adaptation (ex post)-is solved without and with uncertainty. Mitigation, proactive adaptation, and reactive adaptation are found to be generally jointly determined. Uncertainty on the location of damages reduces the benefits of"targeted"proactive adaptation with regard to mitigation and reactive adaptation. However, no single country controls global mitigation policies, and budget constraints might make it difficult for developing countries to finance reactive adaptation, especially if climate shocks affect the fiscal base. Rainy-day funds are identified as a supplemental instrument that can alleviate future budget constraints while avoiding the risk of misallocating resources when the location of damages is uncertain.Environmental Economics&Policies,Economic Theory&Research,Educational Sciences,Disability,Social Inclusion&Institutions

Echo State Networks for Proactive Caching in Cloud-Based Radio Access Networks with Mobile Users

In this paper, the problem of proactive caching is studied for cloud radio access networks (CRANs). In the studied model, the baseband units (BBUs) can predict the content request distribution and mobility pattern of each user, determine which content to cache at remote radio heads and BBUs. This problem is formulated as an optimization problem which jointly incorporates backhaul and fronthaul loads and content caching. To solve this problem, an algorithm that combines the machine learning framework of echo state networks with sublinear algorithms is proposed. Using echo state networks (ESNs), the BBUs can predict each user's content request distribution and mobility pattern while having only limited information on the network's and user's state. In order to predict each user's periodic mobility pattern with minimal complexity, the memory capacity of the corresponding ESN is derived for a periodic input. This memory capacity is shown to be able to record the maximum amount of user information for the proposed ESN model. Then, a sublinear algorithm is proposed to determine which content to cache while using limited content request distribution samples. Simulation results using real data from Youku and the Beijing University of Posts and Telecommunications show that the proposed approach yields significant gains, in terms of sum effective capacity, that reach up to 27.8% and 30.7%, respectively, compared to random caching with clustering and random caching without clustering algorithm.Comment: Accepted in the IEEE Transactions on Wireless Communication

Linking Policy Research and Practice in 'STIG Systems': Many Obstacles, but Some Ways Forward

This paper reflects on the relevance of systems thinking about the interdependent policy issues bearing on the dynamics of science, technology and innovation in their relationship to economic growth. Considering the approach that characterizes much of the current economics literatures treatment of technology and growth policies, we pose the critical question: what kind of systems paradigm is likely to prove particularly fruitful in that particular problem-domain: Evolutionary, neo-Schumpeterian, and complex system dynamics approaches are conceptually attractive and we analyze their respective virtues while also acknowledging their more serious problematic features. Those become visible quickly when trying connect systems-relevant research with practical policy-making in this field. Not content to have simply identified some significant obstructions in the path toward that goal, the paper also suggests some potentially feasible ways forward.Techonological Change, systems paradigm, STIG systems,

Adaptive resource allocation for cognitive wireless ad hoc networks

Widespread use of resource constrained wireless ad hoc networks requires careful management of the network resources in order to maximize the utilization. In cognitive wireless networks, resources such as spectrum, energy, communication links/paths, time, space, modulation scheme, have to be managed to maintain quality of service (QoS). Therefore in the first paper, a distributed dynamic channel allocation scheme is proposed for multi-channel wireless ad hoc networks with single-radio nodes. The proposed learning scheme adapts the probabilities of selecting each channel as a function of the error in the performance index at each step. Due to frequent changes in topology and flow traffic over time, wireless ad hoc networks require a dynamic routing protocol that adapts to the changes of the network while allocating network resources. In the second paper, approximate dynamic programming (ADP) techniques are utilized to find dynamic routes, while solving discrete-time Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equation forward-in-time for route cost. The third paper extends the dynamic routing to multi-channel multi-interface networks which are affected by channel uncertainties and fading channels. By the addition of optimization techniques through load balancing over multiple paths and multiple wireless channels, utilization of wireless channels throughout the network is enhanced. Next in the fourth paper, a decentralized game theoretic approach for resource allocation of the primary and secondary users in a cognitive radio networks is proposed. The priorities of the networks are incorporated in the utility and potential functions which are in turn used for resource allocation. The proposed game can be extended to a game among multiple co-existing networks, each with different priority levels --Abstract, page iv

An Assessment of PIER Electric Grid Research 2003-2014 White Paper

This white paper describes the circumstances in California around the turn of the 21st century that led the California Energy Commission (CEC) to direct additional Public Interest Energy Research funds to address critical electric grid issues, especially those arising from integrating high penetrations of variable renewable generation with the electric grid. It contains an assessment of the beneficial science and technology advances of the resultant portfolio of electric grid research projects administered under the direction of the CEC by a competitively selected contractor, the University of California’s California Institute for Energy and the Environment, from 2003-2014

Managing Water under Uncertainty and Risk: The United Nations World Water Development Report 4

This report introduces new aspects of water issues: 1) it reintroduces the 12 challenge area reports that provided the foundation for the first two World Water Development Reports (WWDR); 2) 4 new reports on water quality, groundwater, gender, and desertification, land degradation and drought; 3) in recognition that the global challenges of water can vary considerably across countries and regions, a series of 5 regional reports have been included; 4) a deeper analysis of the main external forces of freshwater resources and possibilities for their future evolution; 5) managing water under uncertainty and risk

Cloud computing resource scheduling and a survey of its evolutionary approaches

A disruptive technology fundamentally transforming the way that computing services are delivered, cloud computing offers information and communication technology users a new dimension of convenience of resources, as services via the Internet. Because cloud provides a finite pool of virtualized on-demand resources, optimally scheduling them has become an essential and rewarding topic, where a trend of using Evolutionary Computation (EC) algorithms is emerging rapidly. Through analyzing the cloud computing architecture, this survey first presents taxonomy at two levels of scheduling cloud resources. It then paints a landscape of the scheduling problem and solutions. According to the taxonomy, a comprehensive survey of state-of-the-art approaches is presented systematically. Looking forward, challenges and potential future research directions are investigated and invited, including real-time scheduling, adaptive dynamic scheduling, large-scale scheduling, multiobjective scheduling, and distributed and parallel scheduling. At the dawn of Industry 4.0, cloud computing scheduling for cyber-physical integration with the presence of big data is also discussed. Research in this area is only in its infancy, but with the rapid fusion of information and data technology, more exciting and agenda-setting topics are likely to emerge on the horizon

Connectivity Management for HetNets based on the Principles of Autonomicity and Context-Awareness

Στο περιβάλλον του Διαδικτύου του Μέλλοντος, η Πέμπτη γενιά (5G) δικτύων έχει ήδη αρχίσει να καθιερώνεται. Τα δίκτυα 5G αξιοποιούν υψηλότερες συχνότητες παρέχοντας μεγαλύτερο εύρος ζώνης, ενώ υποστηρίζουν εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα σε σταθμούς βάσης και κινητές συσκευές, σχηματίζοντας ένα περιβάλλον ετερογενών δικτύων, το οποίο στοχεύει στο να καλυφθούν οι απαιτήσεις της απόδοσης ως προς την μικρότερη δυνατή συνολική χρονοκαθυστέρηση και κατανάλωση ενέργειας. Η αποδοτική διαχείριση της συνδεσιμότητας σε ένα τόσο ετερογενές δικτυακό περιβάλλον αποτελεί ανοιχτό πρόβλημα, με σκοπό να υποστηρίζεται η κινητικότητα των χρηστών σε δίκτυα διαφορετικών τεχνολογιών και βαθμίδων, αντιμετωπίζοντας θέματα πολυπλοκότητας και διαλειτουργικότητας, υποστηρίζοντας τις απαιτήσεις των τρεχουσών εφαρμογών και των προτιμήσεων των χρηστών και διαχειρίζοντας ταυτόχρονα πολλαπλές δικτυακές διεπαφές. Η συλλογή, η μοντελοποίηση, η διεξαγωγή συμπερασμάτων και η κατανομή πληροφορίας περιεχομένου σε σχέση με δεδομένα αισθητήρων θα παίξουν κρίσιμο ρόλο σε αυτήν την πρόκληση. Με βάση τα παραπάνω, κρίνεται σκόπιμη η αξιοποίηση των αρχών της επίγνωσης περιεχομένου και της αυτονομικότητας, καθώς επιτρέπουν στις δικτυακές οντότητες να είναι ενήμερες του εαυτού τους και του περιβάλλοντός τους, καθώς και να αυτοδιαχειρίζονται τις λειτουργίες τους ώστε να πετυχαίνουν συγκεκριμένους στόχους. Επιπλέον, χρειάζεται ακριβής ποσοτική αξιολόγηση της απόδοσης λύσεων διαχείρισης της συνδεσιμότητας για ετερογενή δίκτυα, οι οποίες παρουσιάζουν διαφορετικές στρατηγικές επίγνωσης περιβάλλοντος, απαιτώντας μια μεθοδολογία που να είναι περιεκτική και γενικά εφαρμόσιμη ώστε να καλύπτει διαφορετικές προσεγγίσεις, καθώς οι υπάρχουσες μεθοδολογίες στην βιβλιογραφία είναι σχετικά περιορισμένες. Tο σύνολο της μελέτης επικεντρώνεται σε δύο θεματικούς άξονες. Στο πρώτο θεματικό μέρος της διατριβής, αναλύεται ο ρόλος της επίγνωσης περιβάλλοντος και της αυτονομικότητας, σε σχέση με την διαχείριση της συνδεσιμότητας, αναπτύσσοντας ένα πλαίσιο ταξινόμησης και κατηγοριοποίησης, επεκτείνοντας την τρέχουσα βιβλιογραφία. Με βάση το προαναφερθέν πλαίσιο, ταξινομήθηκαν και αξιολογήθηκαν λύσεις για την υποστήριξη της κινητικότητας σε ετερογενή δίκτυα, οι οποίες δύνανται να θεωρηθούν ότι παρουσιάζουν επίγνωση περιβάλλοντος και αυτο-διαχειριστικά χαρακτηριστικά. Επιπλέον, μελετήθηκε κατά πόσον οι αποφάσεις που λαμβάνονται ως προς την επιλογή του κατάλληλου δικτύου, σύμφωνα με την κάθε λύση, είναι αποτελεσματικές και προτάθηκαν τρόποι βελτιστοποίησης των υπαρχουσών αρχιτεκτονικών, καθώς και προτάσεων προς περαιτέρω ανάπτυξη σχετικών μελλοντικών λύσεων. Στο δεύτερο θεματικό μέρος της διατριβής, αναπτύχθηκε μια ευέλικτη αναλυτική μεθοδολογία, περιλαμβάνοντας όλους τους παράγοντες που μπορούν να συνεισφέρουν στην συνολική χρονοκαθυστέρηση, λαμβάνοντας υπόψιν την σηματοδοσία, την επεξεργαστική επιβάρυνση και την συμφόρηση (μελέτη ουράς), επεκτείνοντας την τρέχουσα βιβλιογραφία. Η μεθοδολογία είναι περιεκτική, ενώ ταυτόχρονα προσφέρει κλειστού τύπου λύσεις και έχει την δυνατότητα να προσαρμόζεται σε διαφορετικές προσεγγίσεις. Προς απόδειξη αυτού, εφαρμόσαμε την μεθοδολογία σε δύο λύσεις με διαφορετική στρατηγική επίγνωσης περιβάλλοντος (μια μεταδραστική και μια προδραστική). Και για τις δύο προσεγγίσεις, τα αναλυτικά αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν από προσομοιώσεις, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια της αναλυτικής μεθοδολογίας. Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι η προδραστική προσέγγιση εμφανίζει καλύτερη απόδοση ως προς την συνολική χρονοκαθυστέρηση, ενώ χρειάζεται σημαντικά λιγότερους επεξεργαστικούς πόρους, παρουσιάζοντας πιθανά οφέλη και στην συνολική ενεργειακή κατανάλωση και στα λειτουργικά και κεφαλαιουχικά κόστη (OPEX και CAPEX)