Macroscopic Traffic Flow Model Calibration Using Different Optimization Algorithms

AbstractThis study tests and compares different optimization algorithms employed for the calibration of a macroscopic traffic flow model. In particular, the deterministic Nelder-Mead algorithm, a stochastic genetic algorithm and the stochastic cross-entropy method are utilized to estimate the parameter values of the METANET model for a particular freeway site, using real traffic data. The resulting models are validated using various traffic data sets and the optimization algorithms are evaluated and compared with respect to the accuracy of the produced models as well as the convergence speed and the required computation time

Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus ST80 Induce Lower Cytokine Production by Monocytes as Compared to Other Sequence Types

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) remains an important cause of nosocomial and community-associated infections due to its ability to produce toxins and evade host’s immune responses. The aim of the present study was to investigate the association of monocytes immune response in terms of cytokines produced after inoculation with different MRSA clones. Thirty-one clinical MRSA strains were selected on the basis of clonal types, accessory gene regulator (agr) groups and toxin genes carriage. Isolates were identified as S. aureus by Gram stain, catalase, coagulase production and PCR for nuc gene. The presence of mecA, lukS/lukF-PV (Panton-Valentine Leukocidin) and tst (Toxic Shock Syndrome Toxin-1) genes, as well as, the determination of agr groups was performed by PCR. Clonality was investigated by means of multi-locus sequence typing (MLST). Peripheral blood mononuclear cells were stimulated with live bacterial cells for 45 min at a ratio of 1:10. Cells were incubated for 10 h and supernatants were collected. The levels of Tumor Necrosis Factor alpha (TNFa), IL-1b, IL-8, IL-6, IL-12p40, IL-10, interferon-gamma (IFN-γ) and IL-2, were measured by Human Cytokine Multiplex Immunoassay kit. Thirteen strains were tst and 12 lukS/lukF-PV-positive. Seven strains belonged to ST80 and ST225, five to ST30 and ST239, while the remaining seven isolates were grouped together as “other.” Strains belonging to ST80 induced statistically lower levels of TNFa, IL-1b, IL-8, IL-6, IL-10, IFN-γ, and IL-2. PVL-positive strains classified into ST80 clone induced statistically lower concentrations of most cytokines as compared to PVL-positive strains belonging to other clones, tst-positive strains and toxin-negative ones. Strains of agr3 group belonging to ST80 induced statistically lower concentrations of most tested cytokines as compared to agr3 strains not-belonging to ST80, agr2 or agr1. This low induction of immune response by MRSA ST80 cannot be attributed to the presence of neither lukS/lukF-PV nor agr3

Early KPC-Producing Klebsiella pneumoniae Bacteremia among Intensive Care Unit Patients Non-Colonized upon Admission

Among 140 patients colonized by KPC-producing Klebsiella pneumoniae (KPC-Kp) between fourth and seventh day of Intensive Care Unit stay, 24 developed bacteraemia immediately after colonization. Colistin-resistance of the colonizing isolate was the factor significantly associated with early KPC-Kp bacteraemia (P < 0.001; OR 6.6, 95% CI 2.4–18.4), a worrisome finding since infections by colistin-resistant isolates is associated with increased mortality due to limited remaining therapeutic options

C-V2X Communications for the Support of a Green Light Optimized Speed Advisory (GLOSA) Use Case, Journal of Telecommunications and Information Technology, 2021, nr 2

Rapid expansion of 5G affects a number of sectors, including vehicular communications relying on cooperative intelligent transportation systems (C-ITS). More specifically, in the context of the Internet of Vehicles (IoV), a particular emphasis is placed on modern cellular V2X (C-V2X) technologies aiming to further improve road safety. This work originates from the detailed scope of the ongoing 5G-DRIVE research project promoting cooperation between the EU and China, with the aim of demonstrating IoV services that rely on vehicle-to-infrastructure (V2I) communications. With the C-V2X approach serving as a point of departure, we analyze and describe a specific green light-optimized speed advisory (GLOSA) use case, for which we provide a detailed descriptive framework, a proposed architectural framework for trials, as well as specific KPIs for the joint assessment of trials between the EU and China. We also discuss the context for performance test procedures to be conducted as part of the intended trials. GLOSA provides end-users with short-term information on upcoming traffic light status to optimize traffic flows, help prevent speed limit violations, improve fuel efficiency, and reduce pollutio

Immune responses to biofilm producing S. epidermidis and study of extracellular polysaccharides

The skin commensal and opportunistic pathogen Staphylococcus epidermidis is a leading cause of hospital-acquired and biomaterial-associated infections. The polysaccharide intercellular adhesin (PIA), a homoglycan composed of β-l,6-linked N- acetylglucosamine residues, synthesized by enzymes encoded by the icaADBC operon is a major functional factor in biofilm accumulation, promoting virulence in experimental biomaterial-associated S. epidermidis infections. Extracellular mucous layer extracts of S. epidermidis contain another major polysaccharide, referred to as 20-kDa polysaccharide (20-kDaPS), composed mainly out of glucose, N- acetylglucosamine, and being partially sulfated. 20-kDaPS antiserum prevents adhesion of S. epidermidis on endothelial cells and development of experimental keratitis in rabbits. Here we provide experimental evidence that 20-kDaPS and PIA represent distinct molecules and that 20-kDaPS is implicated in endocytosis of S. epidermidis bacterial cells by human monocyte-derived macrophages. Analysis of 75 clinical coagulase-negative staphylococci from blood-cultures and central venous catheter tips indicated that 20-kDaPS is expressed exclusively in S. epidermidis but not in other coagulase-negative staphylococcal species. Tn317-insertion in various locations in icaADBC in mutants MIO, M22, M23, and M24 of S. epidermidis 1457 are abolished for PIA synthesis, while 20-kDaPS expression appears unaltered as compared to wild-type strains using specific anti-PIA and anti-20-kDaPS antisera. While periodate oxidation and dispersin B treatments abolish immuno-reactivity and intercellular adhesive properties of PIA, no abrogative activity is exerted towards 20-kDaPS immunochemical reactivity following these treatments. PIA polysaccharide I- containing fractions eluted from Q-Sepharose were devoid of detectable 20-kDaPS using specific ELISA. Preincubation of non-20-kDaPS-producing clinical strains with increasing amounts of 20-kDaPS inhibits endocytosis by human macrophages, whereas, preincubation of 20-kDaPS-producing strain ATCC35983 with 20-kDaPS antiserum enhances bacterial endocytosis by human macrophages. In conclusion, icaADBC is not involved in 20-kDaPS synthesis, while the chemical and chromatographic properties of PIA and 20-kDaPS are distinct. 20-kDaPS exhibits antiphagocytic properties, whereas, 20-kDaPS antiserum may have a beneficial effect on combating infection by 20-kDaPS-producing S. epidermidis. As stated above, biofilm formation is a major virulence factor of S. epidermidis. Biofilm protects bacterial cells from antimicrobial agents and components of the immune system. Interactions of peripheral blood mononuclear cells and monocyte derived macrophages with planktonic or biofilm phase S. epidermidis cells were also studied. Biofilm phase bacteria exhibited higher attachment, as well as, a tenfold higher intracellular survival in monocyte-derived macrophages than their planktonic counterparts. Stimulation of peripheral blood mononuclear cells and monocyte derived macrophages was performed with live or formalin-fixed bacterial cells. Supernatant concentration of selected cytokines was measured by Luminex® xMAP™ technology at different time points. As compared to planktonic phase, biofilm phase bacteria elicited lower amounts of proinflammatory cytokines and Thl response cytokines, such as TNF-a, IL-12p40, IL-12p70 and IFN-y, whereas, they enhanced production of IL-8, GM-CSF and IL-13. This phenomenon was independent of formalin pretreatment. Taken together, these results may contribute to interpretation of observed silent course of biofilm associated infections. In conclusion, 20-kDaPS represents a major component of S. epidermidis extracellular matrix and data show that 20-kDaPS possesses antiphagocytic and immunomodulatory properties. 20-kDaPS and PIA are immunochemically and chromatographically discrete molecules, whereas icaADBC locus is not involved in 20-kDaPS synthesis. Biofilm mode of growth ensures higher resistance rates to intracellular killing and down regulation of immune responses.Ο S. epidermidis αποτελεί κύριο μέλος της χλωρίδας του δέρματος και των βλεννογόνων του ανθρώπου, ενώ συνιστά ένα από τα συχνότερα παθογόνα που προκαλούν νοσοκομειακές λοιμώξεις, ιδιαίτερα σε ανοσοκατασταλμένους ή ασθενείς φέροντες προσθετικά υλικά. Κύριος λοιμογόνος παράγοντας του S. epidermidis είναι ο σχηματισμός βιομεμβράνης. Διάφοροι πολυσακχαρίτες έχουν απομονωθεί από την εξωκυττάρια ουσία του S. epidermidis και έχουν συσχετισθεί με το σχηματισμό βιομεμβράνης καθώς και με την παθογόνο δράση τους. 0 πλέον μελετημένος και εδραιωμένος είναι ο PIA, ενώ οι άλλοι πολυσακχαρίτες (PS/A ή PNSG ή PNAG και το SSA) απεδείχθησαν τελικώς ότι είναι ταυτόσημοι ή χημικώς ανάλογοι του PIA. Ο PIA είναι μία ομογλυκάνη αποτελούμενη από μονάδες Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης συνδεδεμένες με β-1,6-γλυκοζιτικό δεσμό και η σύνθεσή του ελέγχεται από ένζυμα που κωδικοποιούνται από τον icaADBC γενετικό τόπο. Η εξωκυττάρια ουσία του S. epidermidis περιέχει επίσης έναν πολυσακχαρίτη, τον 20-kDaPS, ο οποίος απομονώθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου Πατρών και αποτελείται κυρίως από γλυκόζη, Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη, και είναι μερικώς θειωμένος. Ο 20-kDaPS αντιορός αναστέλλει την προσκόλληση του S. epidermidis στα ενδοθηλιακά κύτταρα και την εμφάνιση βακτηριακής κερατίτιδας σε κουνέλια. Με βάση αναλύσεις κλινικών στελεχών, ο 20-kDaPS εκφράζεται σε μεγάλο ποσοστό στελεχών S. epidermidis, ενώ δεν ανευρέθηκε σε στελέχη άλλων πηκτάση αρνητικών σταφυλοκόκκων. Η παρεμβολή αλληλουχιών εισδοχής σε διάφορα σημεία του icaADBC οπερονίου, το οποίο ελέγχει τη σύνθεση του PIA, δεν παρεμβάλλεται στην έκφραση του 20-kDaPS. Η κατεργασία βακτηριακών κυττάρων S. epidermidis με το ένζυμο dispersin Β, το οποίο διασπά ειδικά τον β-1,6-γλυκοζιτικό δεσμό που συνθέτει το πολυμερές του PIA, και με μετα-περιοδικό νάτριο που διασπά το δεσμό μεταξύ των ατόμων άνθρακα C-3 και C-4 των μονομερών Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης, οδηγεί σε διάσπαση της βιομεμβράνης, χωρίς όμως να διαφοροποιείται αντιγονικά ο 20-kDaPS. Τα κλάσματα, μετά την έκλουση της εξωκυττάριας ουσίας του S. epidermidis από στήλη Q-Sepharose, που εμφανίζουν τη μεγαλύτερη ανοσοδραστικότητα για τον PIA, στερούνται πλήρως 20-kDaPS. Η προεπώαση κλινικού στελέχους που δεν εκφράζει τον 20-kDaPS με τον πολυσακχαρίτη αναστέλλει την ενδοκυττάρωση, ενώ η προεπώαση του πρότυπου στελέχους ATCC35983 που συνθέτει τον 20-kDaPS με ειδικό αντιορό ενισχύει την ενδοκυττάρωση από τα ανθρώπινα μακροφάγα. Κατά συνέπεια, ο icaADBC γενετικός τόπος δεν εμπλέκεται στη σύνθεση του 20-kDaPS. Οι ανοσοχημικές και χρωματογραφικές ιδιότητες του PIA και του 20-kDaPS είναι διακριτές. Ο 20-kDaPS πιθανό να επιδεικνύει αντιφαγοκυτταρική δράση, ενώ τα ειδικά αντισώματα έχουν δράση οψωνίνης. Η οργάνωση των βακτηρίων εντός βιομεμβράνης προστατεύει από τις αντιμικροβιακές ουσίες και το σύστημα ανοσίας. Τα βακτήρια εντός βιομεμβράνης περιέχουν στην εξωκυττάρια ουσία τους μεγαλύτερα ποσά PIA από τα ελεύθερα αναπτυσσόμενα, πλαγκτονικά κύτταρα. Τα βακτήρια εντός βιομεμβράνης επιδεικνύουν μεγαλύτερη ικανότητα για προσκόλληση και επιβίωση εντός των ανθρώπινων μακροφάγων από τα πλαγκτονικά κύτταρα. Τα βακτήρια εντός βιομεμβράνης επάγουν την παραγωγή μικρότερων ποσών φλεγμονωδών κυτταροκινών, όπως ο TNFα, καθώς και Thl κυτταροκινών, όπως οι IL-12p40, IL- 12p70 and IFN-γ, ενώ ενισχύουν τις IL-8, GM-CSF και IL-13. Οι συγκεκριμένες παρατηρήσεις αφορούν ζωντανά βακτηριακά κύτταρα καθώς και βακτηριακά κύτταρα μονιμοποιημένα με φορμαλδεΰδη. Τα ανωτέρω δεδομένα συνάδουν με την ήπια συμπτωματολογία των σχετιζόμενων με βιομεμβράνη λοιμώξεων S. epidermidis και τη διαφυγή της επιτήρησης του ανοσολογικού συστήματος. Συμπερασματικά, ο 20-kDaPS αποτελεί κύριο συστατικό της εξωκυττάριας ουσίας του S. epidermidis με αντιφαγοκυτταρικές και ανοσορρυθμιστικές ιδιότητες. Οι ανοσοχημικές και χρωματογραφικές ιδιότητες του 20-kDaPS είναι πλήρως διακριτές του PIA, του κύριου πολυσακχαρίτη που σχετίζεται με το σχηματισμό βιομεμβράνης, ενώ ο γενετικός τόπος icaADBC δε ρυθμίζει τη σύνθεση του 20-kDaPS. Η οργάνωση των βακτηρίων εντός βιομεβράνης εξασφαλίζει αντίσταση στην ενδοκυττάρια θανάτωσή τους από τα μακροφάγα και καταστολή της ανοσιακής απόκρισης

Toll Plaza Merging Traffic Control for Throughput Maximization

A simple real-time merging traffic control concept is proposed for efficient toll plaza management in cases where the total flow exiting from the toll booths exceeds the capacity of the downstream highway (or bridge, or tunnel), leading to congestion and reduced efficiency due to capacity drop. Merging traffic control aims at maintaining the number of vehicles in the merge area close to a critical value that maximizes throughput: to this end, an algorithm known from local ramp metering operations is proposed (ALINEA). The potential control concept efficiency is demonstrated by use of microscopic simulation applied to a particular toll plaza infrastructure with and without merging traffic control. It is shown that the employed feedback regulator is little sensitive to various settings which indicates easy applicability with low fine-tuning needs in potential field applications. The case of partially uncontrolled lanes (e.g., for high-occupancy vehicles, buses or other vehicles) is also addressed