Analyzing stochastic computer models: A review with opportunities

This is the author accepted manuscript. The final version is available from the Institute of Mathematical Statistics via the DOI in this record In modern science, computer models are often used to understand complex phenomena, and a thriving statistical community has grown around analyzing them. This review aims to bring a spotlight to the growing prevalence of stochastic computer models -- providing a catalogue of statistical methods for practitioners, an introductory view for statisticians (whether familiar with deterministic computer models or not), and an emphasis on open questions of relevance to practitioners and statisticians. Gaussian process surrogate models take center stage in this review, and these, along with several extensions needed for stochastic settings, are explained. The basic issues of designing a stochastic computer experiment and calibrating a stochastic computer model are prominent in the discussion. Instructive examples, with data and code, are used to describe the implementation of, and results from, various methods.European Union FP7DOE LABNational Science Foundatio

Early diverging lineages within Cryptomycota and Chytridiomycota dominate the fungal communities in ice-covered lakes of the McMurdo Dry Valleys, Antarctica

Antarctic ice-covered lakes are exceptional sites for studying the ecology of aquatic fungi under conditions of minimal human disturbance. In this study, we explored the diversity and community composition of fungi in five permanently covered lake basins located in the Taylor and Miers Valleys of Antarctica. Based on analysis of the 18S rRNA sequences, we showed that fungal taxa represented between 0.93% and 60.32% of the eukaryotic sequences. Cryptomycota and Chytridiomycota dominated the fungal communities in all lakes; however, members of Ascomycota, Basidiomycota, Zygomycota, and Blastocladiomycota were also present. Of the 1313 fungal OTUs identified, the two most abundant, belonging to LKM11 and Chytridiaceae, comprised 74% of the sequences. Significant differences in the community structure were determined among lakes, water depths, habitat features (i.e., brackish vs. freshwaters), and nucleic acids (DNA vs. RNA), suggesting niche differentiation. Network analysis suggested the existence of strong relationships among specific fungal phylotypes as well as between fungi and other eukaryotes. This study sheds light on the biology and ecology of basal fungi in aquatic systems. To our knowledge, this is the first report showing the predominance of early diverging lineages of fungi in pristine limnetic ecosystems, particularly of the enigmatic phylum Cryptomycota.National Science Foundation/[PLR1439774]/NSF/Estados UnidosNational Science Foundation/[PLR1115245]/NSF/Estados UnidosNational Science Foundation/[PLR 1543537]/NSF/Estados UnidosNational Aeronautics and Space Administration/[NNH14ZDA001N-PSTAR]/NASA/Estados UnidosUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí

Robust ordinal regression in preference learning and ranking

Multiple Criteria Decision Aiding (MCDA) offers a diversity of approaches designed for providing the decision maker (DM) with a recommendation concerning a set of alternatives (items, actions) evaluated from multiple points of view, called criteria. This paper aims at drawing attention of the Machine Learning (ML) community upon recent advances in a representative MCDA methodology, called Robust Ordinal Regression (ROR). ROR learns by examples in order to rank a set of alternatives, thus considering a similar problem as Preference Learning (ML-PL) does. However, ROR implements the interactive preference construction paradigm, which should be perceived as a mutual learning of the model and the DM. The paper clarifies the specific interpretation of the concept of preference learning adopted in ROR and MCDA, comparing it to the usual concept of preference learning considered within ML. This comparison concerns a structure of the considered problem, types of admitted preference information, a character of the employed preference models, ways of exploiting them, and techniques to arrive at a final ranking

Wykorzystanie nowoczesnych technologii w celu adaptacji terenów turystycznych dotkniętych eksploatacją wydobywczą

Monitoring of subsidence phenomenon is an activity that only topographer makes in order to follow the surface movement which cover the surface of the underground mining. The Jiul Valley is a region in which on approximately 53 km were 17 mining perimeters. By preserving some of them and continued exploitation in others, we have to pursuit this phenomenon permanently, because deformation continue even if the mines were closed. A solution for this problem can be the implementation of tourism development and construction that would not be affected by the subsidence phenomenon. The exploitation of underground deposits of useful minerals, create goals, solid state voltage change, causing a change in the balance of tensions surrounding rock. Rebalancing stress causes a series of movements that are felt to the surface area. The study of these influences is necessary to highlight and take appropriate measures for the protection of buildings and underground water that may flood. Findings can be also used in space weather influence surface mined underground in mining basins similar to those already studied. Application of modern technology to research the phenomenon of displacement and deformation of the terrain under the influence of groundwater exploitation leads to good results and a better understanding of the phenomenon. Monitoring of subsidence is a very important activity that takes place both during the mining of the deposit and in case of closure or groundwater conservation. Development of a region involves large investments and can be correlated and integrated tourism by components of the local economy , as long as it takes into account the following aspects, namely that these investments do not affect the future and does not endanger the resource pool it holds.Obserwacja zjawiska osiadania jest aktywnością, którą topograf wykonuje w celu zaobserwowania ruchów powierzchni, która pokrywa powierzchnię kopalni podziemnych. Dolina Jiul jest regionem, w którym na w przybliżeniu 53 km znajdowało się 17 obwodów górniczych. Zabezpieczając niektóre z nich i kontynuując eksploatację w innych, musimy stale podążać za tym zjawiskiem, ponieważ deformacja jest kontynuowana nawet jeśli kopalnie zostały zamknięte. Rozwiązaniem tego problemu może być implementacja rozwoju turystyki i budownictwa, które nie byłoby zagrożone zjawiskiem osiadania. Wykorzystanie podziemnych złóż użytecznych materiałów, stawianie celów, zmiana napięcia ciał stałych, powoduje zmianę równowagi naprężenia otaczających skał. Naprężenia związane z przywróceniem równowagi powodują serię ruchów, które odczuwalne są na powierzchni. Badanie tych wpływów jest niezbędne aby naświetlić i wybrać odpowiednie środki ochrony budynków i wód podziemnych, które mogą wylać. Uzyskane dane mogą również zostać użyte w obszarze atmosfery górniczej, która wpływa na wydobycie podziemne w zagłębiach górniczych podobnych, do tych, które były do tej pory zbadane. Zastosowanie nowoczesnych technologii w badaniu zjawiska przemieszczenia i deformacji tereny pod wpływem eksploatacji wód gruntowych, prowadzi do uzyskania dobrych wyników i lepszego zrozumienia tego zjawiska. Monitorowanie osiadania jest bardzo ważną aktywnością, która ma miejsce zarówno podczas wydobycia depozytu jak również w przypadku zamknięcia lub konserwacji wód gruntowych. Rozwój regionu pociąga za sobą duże inwestycje i może być skorelowany i zintegrowany z rozwojem turystyki z częściami lokalnej gospodarki, tak długo jak brane są pod uwagę następujące aspekty, mianowicie, że te inwestycje nie mają wpływu na przyszłość i nie zagrażają puli zasobów, która je utrzymuje

Metody analizy przestrzennej danych rastrowych stosowanych w systemach informacji geograficznej

The most important feature of a GIS is its ability to perform spatial analysis, ie to process spatial (geographical) data in order to obtain information (reports) regarding the studied area. Through this feature of spatial analysis the GIS software differs to other software, such as CAD. The spatial analysis is the process of modeling, examination and interpretation of model results. Following the spatial analysis it can be extracted or created new information about a set of geographic data. This paper aims to treat two methods of raster spatial analysis, namely the raster spatial analysis and map algebra functions and the spatial analysis based on some statistical analysis: local, neighborhood, regional and global.Najważniejszą cechą GIS jest jego zdolność do wykonywania analiz przestrzennych, tj. do przetwarzania danych przestrzennych (geograficznych) w celu uzyskania informacji (raportów) dotyczących badanego obszaru. Dzięki funkcji analizy przestrzennej oprogramowanie GIS różni się od innych oprogramowań takich jak CAD. Analiza przestrzenna jest procesem modelowania, badania i interpretacji wyników modelu. Dzięki analizie przestrzennej można wyodrębnić lub utworzyć nową informację o zbiorze danych geograficznych. Artykuł ma na celu przedstawienie dwóch metod analizy przestrzennej rastrowej, a mianowicie przestrzennej analizy rastrowej i funkcji algebry mapy oraz analizy przestrzenne na podstawie analizy statystycznej: lokalne, sąsiedzkie, regionalne i globalne

Statistical inversion of South Atlantic circulation in an abyssal neutral density layer

This paper introduces a Bayesian inversion approach to estimating steady state ocean circulation and tracer fields. It is based on a quasi-horizontal flow model and a PDE solver for the forward problem of computing solutions to the tracer field advection-diffusion equations. A typical feature of existing ocean circulation inverse methods is a preprocessing stage in which the tracer data are interpolated over a regular grid and the interpolation error is ignored in the subsequent inversion. Our approach only uses interpolated data at those grid points that have neighboring hydrographic stations. By exploiting physically-based models in an integrated fashion, the method provides a statistically unified inversion and tracer field reconstruction with minimal data smoothing. Solving the problem consists of finding information about the circulation and tracer fields in the presence of a number of assumptions (prior information); the resulting posterior probability distribution summarizes what we can know about these fields. We develop a Markov chain Monte Carlo simulation procedure to extract information from the (analytically intractable) posterior distribution of all the parameters in the model; uncertainty about the "solution" is represented by variation in the output of the simulation runs. Our approach is aimed at finding the time-averaged quasi-horizontal flow and tracer fields for an abyssal neutral density layer in the South Atlantic

Ocena Ryzyka Zawodowego w typowym zakładzie kompresji gazu ziemnego

In Europe, a considerable amount of legislation in the area of workplace accident prevention is in place, but companies differ greatly in their level of compliance. This problem, which is also valid in Romania, generates important social concern. Health, Safety and Environment are enablers for economic development. All the three aspects of business are measured by their negative impact on people, assets and environment. Integrating risk assessment in an organization is a process that generally follows a sequence of phases. Occupational Health and Safety is important because it protects all laborers and employers from harm and health risks caused by their occupations. Unfortunately, many Romanian employers are not really concerned about the protection of their employees’ occupational health and safety, and even worse, some employers do not even realize that they have the moral, and often legal, responsibility to protect their employees In every working environment, it needs to be safe and conducive to the workers so that there will be a productive output from the workers. If all humans can adapt to their work, then there would be a better employment and service. The national ROMGAZ SA company from Medias is the most important unit in Romania for extraction and storing natural gases in underground facilities and the most important work equipments within ROMGAZ SA Medias are the gases compression stations. For the most representative one, Botorca Gas Compression station in the company, in the present article, the risk assessment of occupational accidents and diseases was carried out and the appropriate protection and prevention measures have been established. The obtained results will allow the safety and health level of the workers to increase in the field of natural gas extraction industry. The paper highlights how a rational risk assessment approach can lead to adequate risk control, to pro-active prediction of occupational risk injuries and ultimately to safety of workers.W Europie znaczna część prawodawstwa w zakresie zapobiegania wypadkom w miejscu pracy jest uregulowana, jednakże firmy są bardzo zróżnicowane pod względem poziomu jego przestrzegania. Problem ten, który występuje również w Rumunii, generuje istotny niepokój społeczny. Zdrowie, bezpieczeństwo i środowisko są czynnikami wpływającymi na rozwój gospodarczy. Wszystkie te trzy aspekty działalności są mierzone przez ich negatywny wpływu na ludzi, majątek i środowisko. Integracja oceny ryzyka w organizacji jest procesem, który na ogół złożony jest z następujących po sobie etapów. Bezpieczeństwo i higiena pracy jest ważna, ponieważ chroni wszystkich robotników i pracodawców przed krzywdą i zagrożeniami zdrowotnymi występującymi na ich miejscach pracy. Niestety, wielu pracodawców w Rumunii nie zajmuje się w wystarczającym stopniu ochroną zdrowia swoich pracowników oraz bezpieczeństwem i higieną pracy, a co gorsza, niektórzy pracodawcy nie zdają sobie nawet sprawy, że mają moralny, i często prawny, obowiązek chronić swoich pracowników. Każde środowisko pracy, musi być bezpieczne i korzystne dla pracowników, tak aby zapewnić najlepszą wydajność produkcyjną robotników. Gdyby wszyscy ludzie mogli odpowiednio dostosować się do swojej pracy, zapewniłoby to lepsze warunki zatrudnienia i lepsze usługi. Krajowa firmy ROMGAZ SA z Medias jest najważniejszym zakładem wydobycia i magazynowania gazu ziemnego w podziemnych obiektach w Rumunii, najważniejszymi urządzeniami w ROMGAZ SA Medias są stacje kompresji gazu. W niniejszym artykule przeprowadzono ocenę ryzyka wypadków i chorób zawodowych oraz zostały ustalone odpowiednie środki ochronne i zapobiegawcze dla jednego z najbardziej reprezentatywnych w firmie dworców kompresji gazu - Botorca. Uzyskane wyniki pozwolą zwiększyć poziom bezpieczeństwa i zdrowia pracowników w zakresie wydobywania gazu ziemnego. Artykuł podkreśla, jak racjonalne podejście do oceny ryzyka może prowadzić do odpowiedniej kontroli ryzyka, do aktywnego przewidywania obrażeń, a ostatecznie do bezpieczeństwa pracowników

Czynniki wpływające na proces dopalania w kotle zasilanym stycznie pyłem węglowym piecu

A numerical simulation of bituminous coal reburning in a full-scale tangentially-fired boiler has been conducted with CFD method in order to study the effects of reburn zone length, the height of reburn nozzles, the stoichiometric ratio in reburn zone, the reburn fuel fraction and the reburn coal fineness on NOx reduction efficiency and unburned carbon in fly ash. The results indicate the largest value of NOx reduction efficiency relative to the height of reburn nozzles zone; the increase of NOx reduction efficiency with reburn zone length, reburn fuel fraction and the decrease of reburn coal particle size; the increase of burnout performance of coal relative to the coal particle size.Numeryczna symulacja dopalania węgla kamiennego w pełnej skali, w kotle zasilanym stycznie zostało przeprowadzone metodą CFD. Celem było zbadanie wpływu długości strefy dopalania, wysokość dysz do dopalania, stosunku stechiometrycznego węgla i powietrza, rozdrobnienia węgla na efektywność redukcji NOx i niedopału węgla w popiele lotnym. Uzyskane wyniki wskazują że największy wpływ na sprawność redukcji NOx ma wysokości dysz i zmniejszenie rozmiarów cząstek węgla