Decision Support Systems

Decision support systems (DSS) have evolved over the past four decades from theoretical concepts into real world computerized applications. DSS architecture contains three key components: knowledge base, computerized model, and user interface. DSS simulate cognitive decision-making functions of humans based on artificial intelligence methodologies (including expert systems, data mining, machine learning, connectionism, logistical reasoning, etc.) in order to perform decision support functions. The applications of DSS cover many domains, ranging from aviation monitoring, transportation safety, clinical diagnosis, weather forecast, business management to internet search strategy. By combining knowledge bases with inference rules, DSS are able to provide suggestions to end users to improve decisions and outcomes. This book is written as a textbook so that it can be used in formal courses examining decision support systems. It may be used by both undergraduate and graduate students from diverse computer-related fields. It will also be of value to established professionals as a text for self-study or for reference

Aide à la décision pour l’analyse de la vulnérabilité des réseaux d’infrastructure face à une crise de catastrophe naturelle

Cette thèse traite de la Vulnérabilité des réseaux face aux catastrophes naturelles. Elle part du constat que les infrastructures telles que les réseaux d’eau, d’électricité influencent considérablement les conséquences indirectes des catastrophes naturelles. Elle vise donc à modéliser la vulnérabilité dans de telles situations pour une prise de décision efficace. La démarche scientifique est divisée en deux parties complémentaires. La première traite de la vulnérabilité des dits systèmes, tandis que la seconde se concentre sur le processus d’aide à la décision à mettre en œuvre en vue de réduire la vulnérabilité. L’analyse proprement dite de la vulnérabilité repose sur la modélisation des objets de l’analyse. Pour ce faire nous adopterons une représentation par la théorie des graphes. La revue de la littérature à ce niveau nous a permis d’identifier les structures de graphe les mieux adaptées au contexte de la thèse. Dans un environnement d’analyse multi réseau, les interdépendances, c’est-à-dire les liens entre les composants d’un même réseau ou de réseaux différents-sont un facteur déterminant pour tout modèle de vulnérabilité. Nous avons ainsi proposé un modèle compatible avec la théorie des graphes. Sont distingués deux types d’interdépendances. La première est fonctionnelle (dépendance), et la seconde est dysfonctionnelle (influence). La vulnérabilité quant à elle, est déterminée par une approche basée sur la simulation. Elle est composée d’une première partie relative à l’aptitude du système à résister à l’évènement redouté ; et d’une seconde partie relative à son aptitude à se recouvrer des conditions opérationnelles après la catastrophe. Le calcul de la vulnérabilité est un point d’entrée pour assister l’analyste dans sa prise de décision. La deuxième partie aborde ce thème. Elle est elle-même divisée en deux sous parties : La première traite du processus à mettre en œuvre pour la gestion de la crise ; la deuxième du Système Interactif d’Aide à la Décision réalisé. Une méthodologie d’aide à la décision et supportée par un outil informatique. À l’ère de l’internet et des réseaux sociaux, il est envisageable de déployer l’application sur internet. ABSTRACT : This thesis deals with infrastructure network vulnerability analysis in the natural disaster context. It starts from the observation that infrastructure such as water supply or power grid has significant influence on natural disasters’ indirect consequences. The aim is to model the vulnerability to take efficient actions. The scientific approach is divided into two complementary parts. The first one deals with the vulnerability assessment, while the second one focuses on the decision aiding process to be implemented for the assessed vulnerability reducing. The proper vulnerability analysis is based on the analysis objects modelling. In order to achieve this, we will adopt a graph theory representation. A literature review will allow us to identify the graph structure which best suits the context of the thesis. In a multi network analysis environment, interdependences, i.e. relationships between components of the same network or different networks - are a determining factor for any vulnerability model. We have thus proposed an approach to model interdependence compatible with the graph theory. There are two types of relationships: the one first is functional (dependence), while the second one is dysfunctional (influence). The vulnerability is assessed by a simulation-based approach. It is composed of one part relating to the system ability to resist the feared event; and the other part relative to its ability to be back on its nominal state after the disaster. When the vulnerability is determined, the next step will be to take the necessary decisions to manage it. This part on the decision aiding is itself divided into two sub parts: first of all the process to be used for the crisis management is established. Then a methodology for decision aiding is proposed and results on a Decision Support System development. In the age of the internet and social networks, it is possible to deploy the application on the internet

Decision support for infrastructure network vulnerability assessment in natural disaster crisis situations

This thesis deals with infrastructure network vulnerability analysis in the natural disaster context. It starts from the observation that infrastructure such as water supply or power grid has significant influence on natural disasters’ indirect consequences. The aim is to model the vulnerability to take efficient actions. The scientific approach is divided into two complementary parts. The first one deals with the vulnerability assessment, while the second one focuses on the decision aiding process to be implemented for the assessed vulnerability reducing. The proper vulnerability analysis is based on the analysis objects modelling. In order to achieve this, we will adopt a graph theory representation. A literature review will allow us to identify the graph structure which best suits the context of the thesis. In a multi network analysis environment, interdependences, i.e. relationships between components of the same network or different networks - are a determining factor for any vulnerability model. We have thus proposed an approach to model interdependence compatible with the graph theory. There are two types of relationships: the one first is functional (dependence), while the second one is dysfunctional (influence). The vulnerability is assessed by a simulation-based approach. It is composed of one part relating to the system ability to resist the feared event; and the other part relative to its ability to be back on its nominal state after the disaster. When the vulnerability is determined, the next step will be to take the necessary decisions to manage it. This part on the decision aiding is itself divided into two sub parts: first of all the process to be used for the crisis management is established. Then a methodology for decision aiding is proposed and results on a Decision Support System development. In the age of the internet and social networks, it is possible to deploy the application on the internet

Analyse et modélisation des effets des pratiques culturales et de la situation de production sur les dégâts causés par les bioagresseurs des cultures. Application au blé d’hiver

La protection intégrée des cultures (PIC) apparaît comme une stratégie durable de protection des plantes contre les bioagresseurs, satisfaisant les exigences à la fois économiques, écologiques et sanitaires auxquelles est confrontée l’agriculture. L’amélioration des connaissances sur les interactions entre les bioagresseurs et les pratiques agricoles est indispensable afin de concevoir des méthodes de lutte plus économes en produits phytosanitaires Le modèle IPSIM (Injury Profile SIMulator), développé dans ce travail de thèse, vise à simuler l’effet des pratiques culturales, du pédoclimat et de l’environnement de la parcelle sur les dégâts causés par les bioagresseurs sur une culture. Ce modèle est basé sur une approche hiérarchique et agrégative. Ce travail décrit la base conceptuelle de la modélisation IPSIM et son application pour construire le modèle IPSIM-Wheat, simulant les profils de dégâts sur le blé en fonction des pratiques culturales et de l’environnement biotique et abiotique. Plusieurs modèles ont été conçus pour prédire les sévérités de six maladies, un ravageur et les plantes adventices du blé. Ces modèles contribuent ainsi au développement d’IPSIM-Wheat, dont une première version est présentée pour des bioagresseurs majeurs en interaction. Ce futur modèle pourra contribuer à concevoir des systèmes de culture incluant du blé, moins soumis aux pressions biotiques et moins dépendants des pesticides. ABSTRACT : Integrated pest management (IPM) appears as a sustainable strategy to protect plants against pest while answering the economical, ecological, and toxicological expectations that agriculture must face. The effects of cultural practices on pest dynamics have to be thoroughly analyzed in order to reduce the reliance of cropping systems on pesticides. A model, named IPSIM ((Injury Profile SIMulator), currently under development in this thesis, aims at simulating the effects of cropping practices, as well as soil, climate and field environment on the injuries caused by multiple pests of a given crop. This model is based on a hierarchical and aggregative approach. This study describes the conceptual basis of the modeling and its applications in order to develop IPSIM-Wheat, a model simulating injury profiles on wheat. Thus, several models have been designed to predict six diseases, one insect pest and weeds. This study thus contributes to the development of IPSIM-Wheat which will help design innovative sustainable wheat-based cropping system

E-Learning and Digital Education in the Twenty-First Century

E-learning and digital education approaches are evolving and changing the landscape of teaching and learning at all levels of education throughout the world. Innovation of emerging learning technologies is assisting e-learning and digital education to meet the needs of the 21st century. Due to the digital transformation of everyday practice, the process of learning and education has become more self-paced and accessible at any time from anywhere. The new generations of digital natives are growing up with a set of skills through their engagement with the digital world. In this context, this book includes a collection of chapters to facilitate continuous improvements including flexibility and accessibility in e-learning and digital education by exploring the challenges and opportunities of innovative approaches through the lenses of current theories, policies, and practices

Analyse et modélisation des effets des pratiques culturales et de la situation de production sur les dégâts causés par les bioagresseurs des cultures. Application au blé d'hiver

La protection intégrée des cultures (PIC) apparaît comme une stratégie durable de protection des plantes contre les bioagresseurs, satisfaisant les exigences à la fois économiques, écologiques et sanitaires auxquelles est confrontée l agriculture. L amélioration des connaissances sur les interactions entre les bioagresseurs et les pratiques agricoles est indispensable afin de concevoir des méthodes de lutte plus économes en produits phytosanitaires Le modèle IPSIM (Injury Profile SIMulator), développé dans ce travail de thèse, vise à simuler l effet des pratiques culturales, du pédoclimat et de l environnement de la parcelle sur les dégâts causés par les bioagresseurs sur une culture. Ce modèle est basé sur une approche hiérarchique et agrégative. Ce travail décrit la base conceptuelle de la modélisation IPSIM et son application pour construire le modèle IPSIM-Wheat, simulant les profils de dégâts sur le blé en fonction des pratiques culturales et de l environnement biotique et abiotique. Plusieurs modèles ont été conçus pour prédire les sévérités de six maladies, un ravageur et les plantes adventices du blé. Ces modèles contribuent ainsi au développement d IPSIM-Wheat, dont une première version est présentée pour des bioagresseurs majeurs en interaction. Ce futur modèle pourra contribuer à concevoir des systèmes de culture incluant du blé, moins soumis aux pressions biotiques et moins dépendants des pesticides.Integrated pest management (IPM) appears as a sustainable strategy to protect plants against pest while answering the economical, ecological, and toxicological expectations that agriculture must face. The effects of cultural practices on pest dynamics have to be thoroughly analyzed in order to reduce the reliance of cropping systems on pesticides. A model, named IPSIM ((Injury Profile SIMulator), currently under development in this thesis, aims at simulating the effects of cropping practices, as well as soil, climate and field environment on the injuries caused by multiple pests of a given crop. This model is based on a hierarchical and aggregative approach. This study describes the conceptual basis of the modeling and its applications in order to develop IPSIM-Wheat, a model simulating injury profiles on wheat. Thus, several models have been designed to predict six diseases, one insect pest and weeds. This study thus contributes to the development of IPSIM-Wheat which will help design innovative sustainable wheat-based cropping system.TOULOUSE-INP (315552154) / SudocSudocFranceF

Vers un arbre à palabres agroforestier. Le modèle Terafor d'évaluation multicritère qualitative pour considérer l'ensemble des fonctions des espaces arborés dans les territoires agricoles.

L'agroforesterie, au sens large, correspond aux associations entre des arbres et des productions agricoles qu'elle considère de l'échelle de la parcelle jusqu'à celle du territoire. Cette acception large est celle retenue dans la présente thèse. Elle incite à prendre en compte i) tous les espaces arborés des territoires agricoles, ii) toutes les fonctions de ces espaces et iii) tous les acteurs concernés par ces espaces et leurs fonctions. Ces trois points constituent les trois défis que les travaux de thèse s'attachent à relever, dans un contexte de développement récent de l'agroforesterie pour lequel des outils restent à inventer. Le positionnement de recherche de ces travaux articule développement territorial, démarches participatives et approche systémique. Ces notions ont été structurantes dans la définition de la finalité et de l'objectif de la thèse. La finalité est un outil d'aide à la discussion entre les acteurs concernés sur les espaces arborés et leurs fonctions pour faciliter la construction de projets partagés de territoires agroforestiers. L'objectif est de préparer cet outil et, pour cela, le modèle Terafor (Territoire et agroforesterie) a été conçu. Le modèle Terafor est implémenté avec le logiciel DEXi qui combine une méthode d'analyse multicritère qualitative structurée hiérarchiquement et un système expert d'évaluation. Il évalue qualitativement chacune des 77 fonctions des espaces arborés (production de bois, limitation de l'érosion, effet sur la qualité paysagère par exemple) qui ont été identifiées à partir de la littérature et de dires de quinze experts rencontrés. L'évaluation des fonctions mobilise des paramètres sélectionnés pour traduire les diverses caractéristiques des espaces arborés (forme, structure, composition, localisation) qui conditionnent ces fonctions. Les 77 fonctions sont regroupées par activité et par domaine d'activités (agroforesterie, agriculture, fonctionnement des écosystèmes par exemple). Ces regroupements font ressortir 22 activités et organisent les informations afin de faciliter les discussions entre les acteurs. La transparence, l'intelligibilité et la flexibilité du fonctionnement de DEXi rendent le modèle Terafor approprié à favoriser la participation en impliquant les acteurs dans les différentes phases de la construction de projets de territoires agroforestiers. L'opérationnalisation du modèle Terafor en un outil participatif nécessite de poursuivre les tests de simulation, notamment de sensibilité, de développer des interfaçages avec des dispositifs de gestion de données (tableur, système d'information géographique, représentation graphique) et de l'expérimenter en situations réelles. En l'état, le modèle Terafor constitue toutefois une base (informations internes) et un producteur (informations en sortie) de connaissances homogènes et accessibles sur l'ensemble des fonctions des espaces arborés. Il peut donc d'ores et déjà servir de support pour la conception et l'accompagnement de projets agroforestiers ainsi que pour l'enseignement de l'agroforesterie, de la multifonctionnalité et de l'agroécologi