Safe Distributed Coordination of Heterogeneous Robots through Dynamic Simple Temporal Networks

Research on autonomous intelligent systems has focused on how robots can robustly carry out missions in uncertain and harsh environments with very little or no human intervention. Robotic execution languages such as RAPs, ESL, and TDL improve robustness by managing functionally redundant procedures for achieving goals. The model-based programming approach extends this by guaranteeing correctness of execution through pre-planning of non-deterministic timed threads of activities. Executing model-based programs effectively on distributed autonomous platforms requires distributing this pre-planning process. This thesis presents a distributed planner for modelbased programs whose planning and execution is distributed among agents with widely varying levels of processor power and memory resources. We make two key contributions. First, we reformulate a model-based program, which describes cooperative activities, into a hierarchical dynamic simple temporal network. This enables efficient distributed coordination of robots and supports deployment on heterogeneous robots. Second, we introduce a distributed temporal planner, called DTP, which solves hierarchical dynamic simple temporal networks with the assistance of the distributed Bellman-Ford shortest path algorithm. The implementation of DTP has been demonstrated successfully on a wide range of randomly generated examples and on a pursuer-evader challenge problem in simulation

Методы интенсификации добычи нефти на Первомайском нефтяном месторождении (Томская область)

Цель работы - анализ эффективности методов интенсификации добычи нефти, применяемых на Первомайском нефтяном месторождении, и оценка их эффективности. В данной работе подробно описано геологическое строение Первомайского месторождения, нефтегазоносность, физико-гидродинамическая характеристика продуктивных пластов, физико-химические свойства и состав пластовой жидкости и газа. Также проанализировано состояние разработки месторождения. В технологической части описаны основные методы, направленные на увеличение добычи нефти: кислотные обработки, гидравлический разрыв пласта и перфорация. Также приведено описание используемого оборудования и проанализирована эффективность проведения методов, применяемых на месторождении.The purpose of the work is to analyze the effectiveness of methods of intensification of oil production used in the Pervomaisk oil field, and assess their effectiveness. This work describes in detail the geological structure of the Pervomaisky field, oil and gas potential, physical and hydrodynamic characteristics of productive layers, physical and chemical properties and composition of formation liquid and gas.The state of the field development is also analyzed. The technological part describes the main methods aimed at increasing oil production: acid treatment, hydraulic fracturing and perforation. The description of the equipment used is also given and the efficiency of the methods used in the field is analyzed

Bússula de competências de auto-navegação

Este artigo coloca a noção de auto-regulação no contexto mais vasto da auto-navegação. Depois de uma curta introdução em inteligência pessoal e emocional, apresentar-se-á o estado actual de uma Psicologia Integrativa com base na Teoria de Interacções Personalidade-Sistemas(Teoria PSI) de Julius Kuhl, teoria essa que consegue operacionalizar e decompor funções e competências de uma auto-navegação complexa. Depois de uma incursão na Psicologia do Desenvolvimento, o núcleo das psicopatologias é apresentado como distúrbios da regulação. Finalmente, estas descobertas acerca da auto-navegação servem para a dedução de princípios de eficácia em intervenções psicoterapêuticas. Estas podem ser informadas e detalhadas para orientar o processo terapêutico através do modelo da Bússola de Competências. The article places the term self-regulation within the broader context of self-navigation. After a short introduction of emotional and personal intelligence constructs, today’s state-of-the-art of an integrative psychology is shown, based on the PSI Theory of Professor Julius Kuhl which is able to decompose and operationalize functions and competencies of a complex self-navigation. The incursion into developmental psychology reveals the core of psychopathologies as disturbances of regulation. Finally, the insights from self-navigation lead to the deduction of some principles of efficacy for psychotherapeutic interventions. These can be informed and guided for precise processes by the model of a Competence Compass

Sealing in fracture networks, models and hydrological consequences

L’état naturel des fractures dans les milieux rocheux cristallins a un impact hydrologique important car elles y constituent les seuls conduits qui existent. Les données de terrain indiquent souvent qu’une large proportion de fractures est cependant colmatée par des processus physico-chimiques, et est donc imperméable aux écoulements. C’est le cas par exemple du site de Forsmark, futur site d’enfouissement de déchets nucléaires en Suède, pour lequel les données de carottes de puits révèlent qu’environ 75-80% des fractures sont colmatées. La manière dont les surfaces de fractures colmatées sont distribuées dans un réseau de fractures (en fonction de la taille, des orientations, etc.) est une question critique puisqu’elle peut drastiquement changer la connectivité de ces ensembles et l’organisation des écoulements. La première partie de ces travaux porte sur l’étude de la distribution du colmatage à partir de modèles numériques. Une problématique est de disposer de modèles numériques assez simples pour qu’ils puissent être appliqués à l’étude de larges réseaux de fractures. Nous montrons qu’une structure de graphe (faite de nœuds et de liens) peut être utilisée pour simplifier les modèles de réseaux de fractures (DFN) et calculer directement les flux. Ensuite, nous étudions son utilisation pour modéliser un processus de transport réactif engendrant de la précipitation au niveau des parois des fractures. Nous montrons que l’hétérogénéité des flux à l’échelle du réseau peut créer des corrélations entre les taux de précipitation et la taille de fracture. La seconde partie évalue la distribution du colmatage à partir des données de terrain du site de Forsmark. Les analyses statistiques montrent d’abord une forte corrélation entre le caractère ouvert ou colmaté des fractures et la contrainte normale appliquée au plan de fracture, ce qui indique un contrôle d’ordre mécanique. Ce contrôle mécanique est approfondi par une analyse des pressions de fluides, qui peuvent avoir amené les fractures à la réactivation. Les résultats indiquent que leur rôle n’est pas à négliger. Enfin, en utilisant la modélisation DFN, nous analysons les conséquences hydrologiques de la corrélation avec la contrainte normale identifiée précédemment. Nous montrons que cette corrélation ne permet pas à elle seule d’expliquer l’organisation des flux mesurée dans les puits de Forsmark et qu’une corrélation avec la taille de fracture doit nécessairement être prise en compte.Fracture networks have a major impact on crystalline rocks' hydraulic properties because they constitute the only flowing paths. Field data often point out that a large proportion of the network is however sealed by physico-chemical processes and thus is impermeable. For example, at the Forsmark site (Sweden), future deep nuclear waste repository, the core-log data indicate that 75-80 % of fractures are sealed. The way sealed surfaces are distributed in fracture networks (in terms of fracture size, orientation, etc) is critical because it can drastically change the connectivity and the flow organization. In the first part, we study how the sealing distribution can be constrained by numerical models. The aim is to have models that are simple enough to be applied to large fracture networks. We show that a graph structure (made of nodes and edges) can be used to simplify fracture networks models (DFN) and to compute the flows directly. Then, we use it to model a sealing process coupled to the flows. The results demonstrate that the flow heterogeneity at the network scale creates correlations between sealing rates and fracture sizes. In the second part, we evaluate the sealing distribution from Forsmark core-log data. The statistical analyses show a strong correlation between the proportion of open fractures and the normal stress, indicating a mechanical control. This mechanical control is further deepened by an analysis of fluid pressures, which can cause fracture reactivation. The results reveal their significant role. Finally, we evaluate the hydrological consequences of the measured correlation with the normal stress, by using DFN models. We show that this correlation can not itself explain the flow organization measured in Forsmark boreholes and that a correlation with fracture sizes must be considered

Bússula de competências de auto-navegação

Este artigo coloca a noção de auto-regulação no contexto mais vasto da auto-navegação. Depois de uma curta introdução em inteligência pessoal e emocional, apresentar-se-á o estado actual de uma Psicologia Integrativa com base na Teoria de Interacções Personalidade-Sistemas(Teoria PSI) de Julius Kuhl, teoria essa que consegue operacionalizar e decompor funções e competências de uma auto-navegação complexa. Depois de uma incursão na Psicologia do Desenvolvimento, o núcleo das psicopatologias é apresentado como distúrbios da regulação. Finalmente, estas descobertas acerca da auto-navegação servem para a dedução de princípios de eficácia em intervenções psicoterapêuticas. Estas podem ser informadas e detalhadas para orientar o processo terapêutico através do modelo da Bússola de Competências. The article places the term self-regulation within the broader context of self-navigation. After a short introduction of emotional and personal intelligence constructs, today’s state-of-the-art of an integrative psychology is shown, based on the PSI Theory of Professor Julius Kuhl which is able to decompose and operationalize functions and competencies of a complex self-navigation. The incursion into developmental psychology reveals the core of psychopathologies as disturbances of regulation. Finally, the insights from self-navigation lead to the deduction of some principles of efficacy for psychotherapeutic interventions. These can be informed and guided for precise processes by the model of a Competence Compass

Colmatage des réseaux de fractures, modèles et conséquences hydrologiques

Fracture networks have a major impact on crystalline rocks' hydraulic properties because they constitute the only flowing paths. Field data often point out that a large proportion of the network is however sealed by physico-chemical processes and thus is impermeable. For example, at the Forsmark site (Sweden), future deep nuclear waste repository, the core-log data indicate that 75-80 % of fractures are sealed. The way sealed surfaces are distributed in fracture networks (in terms of fracture size, orientation, etc) is critical because it can drastically change the connectivity and the flow organization. In the first part, we study how the sealing distribution can be constrained by numerical models. The aim is to have models that are simple enough to be applied to large fracture networks. We show that a graph structure (made of nodes and edges) can be used to simplify fracture networks models (DFN) and to compute the flows directly. Then, we use it to model a sealing process coupled to the flows. The results demonstrate that the flow heterogeneity at the network scale creates correlations between sealing rates and fracture sizes. In the second part, we evaluate the sealing distribution from Forsmark core-log data. The statistical analyses show a strong correlation between the proportion of open fractures and the normal stress, indicating a mechanical control. This mechanical control is further deepened by an analysis of fluid pressures, which can cause fracture reactivation. The results reveal their significant role. Finally, we evaluate the hydrological consequences of the measured correlation with the normal stress, by using DFN models. We show that this correlation can not itself explain the flow organization measured in Forsmark boreholes and that a correlation with fracture sizes must be considered.L’état naturel des fractures dans les milieux rocheux cristallins a un impact hydrologique important car elles y constituent les seuls conduits qui existent. Les données de terrain indiquent souvent qu’une large proportion de fractures est cependant colmatée par des processus physico-chimiques, et est donc imperméable aux écoulements. C’est le cas par exemple du site de Forsmark, futur site d’enfouissement de déchets nucléaires en Suède, pour lequel les données de carottes de puits révèlent qu’environ 75-80% des fractures sont colmatées. La manière dont les surfaces de fractures colmatées sont distribuées dans un réseau de fractures (en fonction de la taille, des orientations, etc.) est une question critique puisqu’elle peut drastiquement changer la connectivité de ces ensembles et l’organisation des écoulements. La première partie de ces travaux porte sur l’étude de la distribution du colmatage à partir de modèles numériques. Une problématique est de disposer de modèles numériques assez simples pour qu’ils puissent être appliqués à l’étude de larges réseaux de fractures. Nous montrons qu’une structure de graphe (faite de nœuds et de liens) peut être utilisée pour simplifier les modèles de réseaux de fractures (DFN) et calculer directement les flux. Ensuite, nous étudions son utilisation pour modéliser un processus de transport réactif engendrant de la précipitation au niveau des parois des fractures. Nous montrons que l’hétérogénéité des flux à l’échelle du réseau peut créer des corrélations entre les taux de précipitation et la taille de fracture. La seconde partie évalue la distribution du colmatage à partir des données de terrain du site de Forsmark. Les analyses statistiques montrent d’abord une forte corrélation entre le caractère ouvert ou colmaté des fractures et la contrainte normale appliquée au plan de fracture, ce qui indique un contrôle d’ordre mécanique. Ce contrôle mécanique est approfondi par une analyse des pressions de fluides, qui peuvent avoir amené les fractures à la réactivation. Les résultats indiquent que leur rôle n’est pas à négliger. Enfin, en utilisant la modélisation DFN, nous analysons les conséquences hydrologiques de la corrélation avec la contrainte normale identifiée précédemment. Nous montrons que cette corrélation ne permet pas à elle seule d’expliquer l’organisation des flux mesurée dans les puits de Forsmark et qu’une corrélation avec la taille de fracture doit nécessairement être prise en compte