Tesis sobre el tema "Distribution à queue épaisse"

Cette thèse présente de nouveaux modèles et de nouveaux résultats en théorie de la ruine, lorsque les distributions des montants de sinistres sont à queue épaisse. Les hypothèses classiques d'indépendance et de stationnarité, ainsi que l'analyse univariée sont parfois jugées trop restrictives pour décrire l'évolution complexe des réserves d'une compagnie d'assurance. Dans un contexte de dépendance entre les montants de sinistres, des équivalents de la probabilité deruine univariée en temps fini sont obtenus. Cette dépendance, ainsi que les autres paramètres du modèle sont modulés par un processus Markovien d'environnement pour prendre en compte des possibles crises de corrélation. Nous introduisons ensuite des modèles de dépendance entre les montants de sinistres et les temps inter-sinistres pour des risques de type tremblements de terre et inondations. Dans un cadre multivarié, nous présentons divers critères de risques tels que la probabilité de ruine multivariée ou l'espérance de l'intégrale temporelle de la partie négative du processus de risque. Nous résolvons des problèmes d'allocation optimale pour ces différentes mesures de risque. Nous étudions alors l'impact de la dangerosité des risques et de la dépendance entre les branches sur cette allocation optimale

Dans le cadre des recherches de la qualité des ressources en eau, l'étude du processus de transfert de masse du sol vers la nappe phréatique constitue un élément primordial pour la compréhension de la pollution de cette dernière. En effet, les éléments polluants solubles à la surface (produits liés aux activités humaines tels engrais, pesticides...) peuvent transiter vers la nappe à travers le milieu poreux qu'est le sol. Ce scénario de transfert de pollution repose sur deux phénomènes : la pluie qui génère la masse d'eau à la surface et la dispersion de celle-ci à travers le milieu poreux. La dispersion de masse dans un milieu poreux naturel comme le sol forme un sujet de recherche vaste et difficile aussi bien au plan expérimental que théorique. Sa modélisation constitue une préoccupation du laboratoire EMMAH, en particulier dans le cadre du projet Sol Virtuel dans lequel un modèle de transfert (modèle PASTIS) a été développé. Le couplage de ce modèle de transfert avec en entrée un modèle décrivant la dynamique aléatoire de la pluie est un des objectifs de la présente thèse. Ce travail de thèse aborde cet objectif en s'appuyant d'une part sur des résultats d'observations expérimentaux et d'autre part sur de la modélisation inspirée par l'analyse des données d'observation. La première partie du travail est consacrée à l'élaboration d'un modèle stochastique de pluie. Le choix et la nature du modèle sont basés sur les caractéristiques obtenus à partir de l'analyse de données de hauteur de pluie recueillies sur 40 ans (1968-2008) sur le Centre de Recherche de l'INRA d'Avignon. Pour cela, la représentation cumulée des précipitations sera assimilée à une marche aléatoire dans laquelle les sauts et les temps d'attente entre les sauts sont respectivement les amplitudes et les durées aléatoires entre deux occurrences d'événements de pluie. Ainsi, la loi de probabilité des sauts (loi log-normale) et celle des temps d'attente entre les sauts (loi alpha-stable) sont obtenus en analysant les lois de probabilité des amplitudes et des occurrences des événements de pluie. Nous montrons alors que ce modèle de marche aléatoire tend vers un mouvement brownien géométrique subordonné en temps (quand les pas d'espace et de temps de la marche tendent simultanément vers zéro tout en gardant un rapport constant) dont la loi de densité de probabilité est régie par une équation de Fokker Planck fractionnaire (FFPE). Deux approches sont ensuite utilisées pour la mise en œuvre du modèle. La première approche est de type stochastique et repose sur le lien existant entre le processus stochastique issu de l'équation différentielle d'Itô et la FFPE. La deuxième approche utilise une résolution numérique directe par discrétisation de la FFPE. Conformément à l'objectif principal de la thèse, la seconde partie du travail est consacrée à l'analyse de la contribution de la pluie aux fluctuations de la nappe phréatique. Cette analyse est faite sur la base de deux relevés simultanées d'observations de hauteurs de pluie et de la nappe phréatique sur 14 mois (février 2005-mars 2006). Une étude statistique des liens entre les signaux de pluie et de fluctuations de la nappe est menée comme suit : Les données de variations de hauteur de nappe sont analysées et traitées pour isoler les fluctuations cohérentes avec les événements de pluie. Par ailleurs, afin de tenir compte de la dispersion de masse dans le sol, le transport de la masse d'eau pluviale dans le sol sera modélisé par un code de calcul de transfert (modèle PASTIS) auquel nous appliquons en entrée les données de hauteurs de pluie mesurées. Les résultats du modèle permettent entre autre d'estimer l'état hydrique du sol à une profondeur donnée (ici fixée à 1.6m). Une étude de la corrélation entre cet état hydrique et les fluctuations de la nappe sera ensuite effectuée en complément à celle décrite ci-dessus pour illustrer la possibilité de modéliser l'impact de la pluie sur les fluctuations de la nappe

Thesis: S.M., Massachusetts Institute of Technology, Computation for Design and Optimization Program, 2013.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 95-97).
This work considers an urban traffic network, and represents it as a Markovian queueing network. This work proposes an analytical approximation of the time-dependent joint queue-length distribution of the network. The challenge is to provide an accurate analytical description of between and within queue (i.e. link) dynamics, while deriving a tractable approach. In order to achieve this, we use an aggregate description of queue states (i.e. state space reduction). These are referred to as aggregate (queue-length) distributions. This reduces the dimensionality of the joint distribution. The proposed method is formulated over three different stages: we approximate the time-dependent aggregate distribution of 1) a single queue, 2) a tandem 3-queue network, 3) a tandem network of arbitrary size. The third stage decomposes the network into overlapping 3-queue sub-networks. The methods are validated versus simulation results. We then use the proposed tandem network model to solve an urban traffic signal control problem, and analyze the added value of accounting for time-dependent between queue dependency in traffic management problems for congested urban networks.
by Jana H. Yamani.
S.M.

Bibliography: leaves 145-150. Electronic publication; Full text available in PDF format; abstract in HTML format. A MAP/PH/1 queue is a queue having a Markov arrival process (MAP), and a single server with phase-type (PH-type) distributed service time. This thesis considers the departure process of these types of queues, using matrix analytic methods, the Jordan canonical form of matrices, non-linear filtering and approximation techniques. Electronic reproduction.[Australia] :Australian Digital Theses Program,2001.

It is essential for the managers to make investment on hardware based on the utilization information of the equipment. From December 2014, a pool of hardware and a scheduling and resource sharing system is implemented by one of the software testing sections in Ericsson. To monitor the efficiency of these equipment and the workflow, a model of non-homogeneous M/M/c queue is developed that successfully captures the main aspects of the system. The model is decomposed into arrival, service, failure and each part is estimated. Mixture exponential is estimated with EM algorithm and the impact of scheduling change is also examined. Finally a simulation of workflow is done with Python module and the optimized number of hardware is proposed based on this M/M/c queue system.

On board the aircraft JAS 39 Gripen a measuring system, Data Acquisition System (DAS), is sending sensor data to a server on the ground. In this master thesis, a unified API for distribution and handling of the sensor data is designed and implemented. The work has been carried out at Saab Aeronautics, Linköping during, 2014. During flights with the aircraft the engineers at Saab need to monitor different sensors in the aircraft, including the exact commands of the pilots. All that data is serialized and sent via radio link to a server at Saab. The current data distribution solution includes several clients that need to connect to the server. Each client has its own connection protocol, making the system complex and difficult to maintain. An API is needed in order to make the clients connect in a unified manner. This would also enable future clients to implement the API and start receiving sensor data from the server. The research conducted in the thesis project was centered on the different choices that exist for designing such an API. The question that needed answering was; how can an existing complex system can be replaced by a publish-subscribe system and what the benefits would be in terms of latency and flexibility of the system? The design would have to be flexible enough to support multiple clients. The investigated research question was answered with a design utilizing ZMQ, pthreads and a design pattern. The result is a flexible system that was sufficiently fast for the requirements set at Saab and open to future extensions. The thesis work also included designing a unified API with requirements on latency and functionality. The resulting API was designed using the publish-subscribe design pattern, the network library Zero Message Queue (ZMQ) and the threading library pthreads. The resulting system supports multiple coexisting servers and clients that request sensor data. A new feature is that the clients can start sending calculations performed on samples to other clients. To demonstrate that the solution provides a unified framework, two existing clients and the server were developed with the proposed API. To test the latency requirements, tests were performed in the control room at Saab.

La Barge à queue noire Limosa limosa est un oiseau limicole communément rencontré tout au long de l’année sur le territoire Français. Les individus présents sur la partie ouest de l’Europe sont représentés par deux sous-espèces : la sous-espèce L. l. limosa, dite barge à queue noire « continentale », est principalement observée pendant les phases de migration et en très faibles effectifs reproducteurs sur les marais ouest Atlantique; la sous-espèce L. l. islandica, dite « islandaise », est quant à elle, exclusivement présente en hivernage le long des côtes atlantiques et de la Manche. L’étude menée au cours de ces travaux de thèse porte principalement sur la barge « islandaise » en dehors de la période de reproduction sur les sites d’hivernage le long de la façade atlantique Française. Contrairement à L. l. limosa, la population de L. l. islandica connaît sur l’ensemble de son aire de répartition, une expansion aussi bien en termes d’effectif qu’en nombre de sites fréquentés. La synthèse des effectifs nationaux hivernants montre que la population hivernante en France suit cette même tendance, avec une progression de 1350 à 27000 individus au cours des vingt dernières années. Actuellement, la France accueille environ 30 % de la population sur un nombre de sites grandissant mais néanmoins restreint, principalement représentés par les Réserves Naturelles littorales abritant des vasières intertidales utilisés comme zone d’alimentation. À partir de données biométriques, génétiques ou encore des historiques de vie des oiseaux équipés de bagues couleurs, les périodes de présence des deux populations sur le territoire Français ont pu être mis à jour. De plus, au sein de la sous-espèce islandaise, plusieurs durées d’hivernage en France ont été avancées, pouvant varier de 2 à 8 mois selon les individus. La phénologie des effectifs étudiée sur chacun des sites suggère une utilisation très variée des sites ainsi que de nombreux échanges entre ces sites au cours d’un même hiver. Couramment utilisée dans la compréhension de la distribution des populations d’oiseaux, la disponibilité de la ressource trophique a également été étudiée au regard du régime alimentaire de la Barge queue noire à partir d’échantillonnages de macrofaune, de collecte de fèces mais aussi d’analyses d’isotopes stables. Au cours de l’hiver, à l’échelle des Pertuis Charentais, les barges montrent deux régimes distincts mais néanmoins monospécifiques. Elles s’alimentent de rhizomes de zostères (Zostera noltii) sur les herbiers des vasières de l’Ile de Ré et de bivalves (Macoma balthica) sur les vasières nues. Au cours de l’hiver, il est supposé que la déplétion de ces ressources conduit à une redistribution des effectifs de barges sur de nouvelles zones d’alimentation voire de nouveaux reposoirs. Les deux régimes alimentaires sont majoritairement retrouvés à l’échelle de la distribution nationale des barges. Néanmoins, leurs distributions au sein des sites français dépend des caractéristiques sédimentaires, des interactions intra et interspécifiques, de la disponibilité de reposoirs de marée haute et des dérangements tels que la chasse. Ce travail a permis d’établir de solides connaissances et aboutit à la collecte de données détaillées et complémentaires qui vont permettre de tester les modèles théoriques de distribution spatiale des organismes à l’échelle d’une région de leur aire de distribution
The Black-tailed godwit Limosa limosa is a shorebird species commonly observed in France throughout the year. Two sub-species are dissociated in West European. The so called “continental” Godwit L. l. limosa is observed in France during migration cycles and some pairs breed in marshes on the Atlantic coast; the so called “Icelandic” Godwit winters exclusively along coast of the Western Europe. This present work mainly investigates the wintering ecology of Icelandic–godwit in coastal mudflats of France. Contrarily to the continental sub-species, the whole Icelandic-godwit L. l. islandica population increased quantitatively as long as the number of sites used. In France, national counts pointed out that wintering population follows this trend and have increased from 1350 to 27000 individuals during the last twenty years. This population represents now around 30% of the whole islandica population but individuals stage in large flocks in a very limited number of sites, mainly included in Nature Reserves. From standard biometrics, molecular analyses and resighting data, phenologies of the both sub-species can then be specified for France. Furthermore, this study allowed to define how long the wintering period lasts in France for Icelandic-Godwits, between 2 and 8 months depending on individuals. Phenology at site scale suggested that godwits used several sites throughout the winter. As currently used for understanding the distribution of bird populations, trophic resource availability was studied in regard to the diet of the Black-tailed godwit from macrofauna sampling, droppings collection and stable isotope analyses. At the Pertuis Charentais scale, two feeding behaviors were clearly distinguished: seagrass grazing (Zostera notlii) or bivalve probing (Macoma balthica). Food depletion along the winter is expected to lead to the decrease of local populations, and to the selection of new feeding area or roost. Considering the distribution of the species at the national level, the diets were recorded depending on the mudflats’ characteristics. Even if food distribution is commonly used to understand at first the bird population distribution, our observations point out that, here at a local level, more parameters may influence the wintering distribution such as sediment characteristics, intra and inter-specific interactions, high tide roosts availability and human disturbances as the hunt. This work allowed to establish a solid knowledge and to collect many complementary data to test the distribution theories on the Black-tailed Godwit population wintering in France

Le modèle auto-régressif linéaire (AR) en temps discret et à coefficients aléatoires englobe de nombreuses classes de modèles très utilisés en modélisation statistique. Sous des hypothèses simples, ce modèle a une unique solution stationnaire. Le comportement à l'infini de sa queue a été étudié par H. Kesten, E. LePage puis C. Goldie lorsque les coefficients sont indépendants. Cette thèse étend leurs résultats dans deux directions. Dans une première partie, on étudie le modèle AR scalaire à régime markovien introduit par J. D. Hamilton en économétrie. On obtient un résultat similaire au cas indépendant qui s'étend aussi au temps continu. Dans une deuxième partie, on s'intéresse au modèle multidimensionnel à coefficient indépendants. On étend les résultats existants à une vaste classe de coefficients vérifiant une condition d'irréductibilité et de proximalité. Les techniques utilisées dans les deux parties font appel à la théorie du renouvellement et des opérateurs markoviens.

Cette thèse étudie la modélisation d'événements rares et l'estimation de quantiles extrêmes, à travers différents types de modèles et le choix de ces modèles. La théorie des valeurs extrêmes, et en particulier la méthode des excès (POT, Peaks Over Threshold), permettent une estimation non paramétrique, mais biaisée, des queues de distribution. Nous souhaitons donc utiliser des modèles paramétriques classiques. Cependant, ces modèles étant estimés et sélectionnés par des tests usuels à partir de l'échantillon complet, les résultats sont surtout influencés par les valeurs les plus probables de la variable. Nous proposons deux tests d'adéquation pour la queue de distribution, le test ET (Exponential Tail) et le test GPD (Generalised Pareto Distribution), pour sélectionner, par comparaison avec la méthode POT, les modèles produisant de bonnes estimations de la queue de distribution. Lorsqu'on souhaite reconstituer la loi dont sont issues les observations aussi bien dans la région centrale que dans la région extrême, on applique d'abord à un ensemble de modèles un test usuel (d'adéquation aux valeurs les plus probables), puis un test d'adéquation de la queue de distribution. Si aucune loi n'est acceptée par les deux types de tests, nous proposons une procédure de régularisation bayésienne qui, à partir d'un modèle adapté aux valeurs les plus probables, permet d'améliorer l'adéquation extrême grâce à un avis d'expert sur la queue de distribution. Enfin, si on revient à la méthode POT, il faut en réduire le biais d'estimation, notamment pour l'estimation des quantiles extrêmes. Cette méthode étant fondée sur l'approximation de la loi des excès au-delà d'un seuil par une loi GPD, nous cherchons à mieux en estimer les paramètres. L'inférence bayésienne sur les paramètres de la loi GPD permet de réduire le biais d'estimation des quantiles extrêmes par la méthode POT, en particulier quand on introduit un avis d'expert sur la queue de distribution.

A stochastic model for the dynamics of a limit order book is evaluated and tested on empirical data. Arrival of limit, market and cancellation orders are described in terms of a Markovian queuing system with exponentially distributed occurrences. In this model, several key quantities can be analytically calculated, such as the distribution of times between price moves, price volatility and the probability of an upward price move, all conditional on the state of the order book. We show that the exponential distribution poorly fits the occurrences of order book events and further show that little resemblance exists between the analytical formulas in this model and the empirical data. The log-normal and Weibull distribution are suggested as replacements as they appear to fit the empirical data better.

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The main aim of this work is to develop alternative queuing models to M/ G/l, in which arrivals follow a Poisson process, the total number of customers on the system and the total number of service channels are unknown. Our interest is just to observe the service channel that will offer the maximum or minimum service time. Wherefore, the service distributions are obtained from the composition of the Conwav-Maxwell-Poisson distribution truncated at zero, used to model the number of service channels, with the general distribution to the maximum and minimum service time. Thus, we obtain new distributions for service time, which are called Maximum-Conwav-Maxwell-Poisson-general, denoted by MAXCOMPG distribution, and Minimum-Conwav-Maxwell-Poisson-general, denoted by MINCOMPG distribution, consequently, we obtain the queue models M/MAXCOMPG/1 and M/MINCOMPG/ 1, respectively. As general distributions, we use the distributions exponential, Weibull and Birnbaum Saunders, To illustrate the proposed queue models, a simulation study is done and also real data are used.
Este trabalho tem como objetivo apresentar modelos de filas alternativos ao M/G/l, nos quais as chegadas seguem um processo de Poisson, o número total de usuários no sistema e o número total de canais de atendimento são desconhecidos. Neste caso, observamos apenas o canal de serviço que irá oferecer o máximo ou o mínimo tempo de serviço. Para isto, as distribuições de serviço são obtidas a partir da composição da distribuição Conwav-Maxwell-Poisson truncada no ponto zero, usada para modelar o número de canais de atendimento, com uma distribuição geral para o máximo e o mínimo tempos de serviço. Desta forma, surgem novas distribuições de serviço que são denominadas de Máximo-Conwav-Maxwell-Poisson-geral, denotada por distribuição MAXCOMPG, e Mínimo-Conwav-Maxwell-Poisson-geral, denotada por distribuição MINCOMPG, e, assim, obtemos os modelos de fila M MAXCOMPG 1 e M MINCOMPG 1. Como distribuições gerais usamos as distribuições exponencial, Weibull e Birnbaum Saunders, Para ilustrar os modelos de fila propostos um amplo estudo de simulação é feito e dados reais também são utilizados.

An investigation into the impact of generalised maximum entropy solutions on the study of queues with or without arrival balking and their applications to congestion management in communication networks Keywords: Queues, Balking, Maximum Entropy (ME) Principle, Global Balance (GB), Queue Length Distribution (QLD), Generalised Geometric (GGeo), Generalised Exponential (GE), Generalised Discrete Half Normal (GdHN), Congestion Management, Packet Dropping Policy (PDP) Generalisations to links between discrete least biased (i.e. maximum entropy (ME)) distribution inferences and Markov chains are conjectured towards the performance modelling, analysis and prediction of general, single server queues with or without arrival balking. New ME solutions, namely the generalised discrete Half Normal (GdHN) and truncated GdHN (GdHNT) distributions are characterised, subject to appropriate mean value constraints, for inferences of stationary discrete state probability distributions. Moreover, a closed form global balance (GB) solution is derived for the queue length distribution (QLD) of the M/GE/1/K queue subject to extended Morse balking, characterised by a Poisson prospective arrival process, i.i.d. generalised exponential (GE) service times and finite capacity, K. In this context, based on comprehensive numerical experimentation, the latter GB solution is conjectured to be a special case of the GdHNT ME distribution. ii Owing to the appropriate operational properties of the M/GE/1/K queue subject to extended Morse balking, this queueing system is applied as an ME performance model of Internet Protocol (IP)-based communication network nodes featuring static or dynamic packet dropping congestion management schemes. A performance evaluation study in terms of the model’s delay is carried out. Subsequently, the QLD’s of the GE/GE/1/K censored queue subject to extended Morse balking under three different composite batch balking and batch blocking policies are solved via the technique of GB. Following comprehensive numerical experimentation, the latter QLD’s are also conjectured to be special cases of the GdHNT. Limitations of this work and open problems which have arisen are included after the conclusions

An investigation into the impact of generalised maximum entropy solutions on the study of queues with or without arrival balking and their applications to congestion management in communication networks Keywords: Queues, Balking, Maximum Entropy (ME) Principle, Global Balance (GB), Queue Length Distribution (QLD), Generalised Geometric (GGeo), Generalised Exponential (GE), Generalised Discrete Half Normal (GdHN), Congestion Management, Packet Dropping Policy (PDP) Generalisations to links between discrete least biased (i.e. maximum entropy (ME)) distribution inferences and Markov chains are conjectured towards the performance modelling, analysis and prediction of general, single server queues with or without arrival balking. New ME solutions, namely the generalised discrete Half Normal (GdHN) and truncated GdHN (GdHNT) distributions are characterised, subject to appropriate mean value constraints, for inferences of stationary discrete state probability distributions. Moreover, a closed form global balance (GB) solution is derived for the queue length distribution (QLD) of the M/GE/1/K queue subject to extended Morse balking, characterised by a Poisson prospective arrival process, i.i.d. generalised exponential (GE) service times and finite capacity, K. In this context, based on comprehensive numerical experimentation, the latter GB solution is conjectured to be a special case of the GdHNT ME distribution. ii Owing to the appropriate operational properties of the M/GE/1/K queue subject to extended Morse balking, this queueing system is applied as an ME performance model of Internet Protocol (IP)-based communication network nodes featuring static or dynamic packet dropping congestion management schemes. A performance evaluation study in terms of the model’s delay is carried out. Subsequently, the QLD’s of the GE/GE/1/K censored queue subject to extended Morse balking under three different composite batch balking and batch blocking policies are solved via the technique of GB. Following comprehensive numerical experimentation, the latter QLD’s are also conjectured to be special cases of the GdHNT. Limitations of this work and open problems which have arisen are included after the conclusions.

Aux futurs collisionneurs linéaires et circulaires, la présence d’un halo autour du faisceau est susceptible de fortement limiter les performances, et peut également activer, voire endommager, les composants de l’accélérateur. Le halo doit par conséquent est contrôlé par un système de collimateurs efficace. Pour évaluer l’impact sur les expériences de physique des particules ainsi que les efficacités de collimation, une bonne compréhension des mécanismes physiques générateurs de halo est essentielle, pour par exemple prédire les distributions de probabilité de manière fiable. Pour ce faire, une investigation systématique ont été menée à l’Accelerator Test Facility (ATF) du KEK dans le cadre de cette thèse, d’abord à travers une analyse théorique des principales sources de halo dans ATF, puis moyennant le développement et l’implémentation de diagnostiques dédiés aux mesures du halo, dont les résultat sont ensuite présentés et comparés aux prédictions théoriques. Le halo produit par la diffusion des particules du faisceau sur les noyaux des molécules du gaz résiduel dans la chambre à vide (« Beam Gas Scattering » - BGS) est d’abord estimé analytiquement, avec certaines approximations, puis moyennant une simulation Monte-Carlo. Un nombre considérable de particules de halo BGS est prédit, ainsi qu’une dépendance dans la pression de gaz résiduel. Pour étudier la possible formation d’un halo par le mécanisme de diffusion intra-paquet à grand angle dit de « Touschek » en présence d’une dispersion optique résiduelle, le taux de cette diffusion a été estimé en fonction de plusieurs paramètres faisceau pertinents. Une simulation Monte-Carlo de la diffusion intra-faisceau à petit angle (IBS) et de « Touschek » est aussi en cours de développement. Pour tester les prédictions théoriques, les performances d’un détecteur de halo déjà existant basé sur un capteur diamant ont été améliorées moyennant une technique de repondération qui a permis d’en augmenter la gamme dynamique jusqu’à 10⁵. Afin de disposer d’un instrument complémentaire pour mesurer le halo, un moniteur YAG/OTR a aussi été conçu, construit et installé dans la ligne d’extraction d’ATF. Il a pu être montré que la gamme dynamique et la résolution de ce moniteur YAGOTR sont, respectivement, autour de 10⁵ et inférieure à 10 μm. Grâce aux diagnostiques développés pour mesurer le halo du faisceau d’ATF, les distributions transverses et en énergie ont pu être étudiées. L’accord satisfaisant obtenu entre les prédictions théoriques et les mesures, ainsi qu’une dépendance importante dans la pression de gaz résiduel, ont permis de montrer que la distribution verticale du halo est dominée par le mécanisme BGS. Par contre, la distribution horizontale est bien supérieure aux prédictions BGS, et est par ailleurs asymétrique. L’asymétrie observée peut être en partie reliée à la qualité du champ de l’élément pulsé servant à l’extraction du faisceau d’ATF, ainsi qu’à certaines aberrations dans le transport optique. La distribution de probabilité du halo en fonction de l’énergie a par ailleurs pu être mesurée, grâce à une technique nouvelle d’ajustement de la dispersion optique dans le plan vertical, et a été trouvée compatible qualitativement avec le mécanisme de diffusion « Touschek ». Un scénario plausible de génération du halo dans le plan horizontal a ainsi pu être suggéré
At future linear and circular colliders, beam halo can strongly limit machine performances, cause as well component damage and activation, and should, therefore, be controlled by an efficient collimation system. To evaluate the impact on particle physics experiments and collimation efficiencies, a clear understanding of beam halo formation mechanisms is essential, e.g., to predict halo distribution reliably. For this purpose, systematic investigations have been carried out at the Accelerator Test Facility (ATF) of KEK. In this dissertation, the theoretical analysis of the primary halo sources at ATF and the development of dedicated halo diagnostics are presented. Measurements of beam halo at ATF are also described and compared with the theoretical predictions. Beam halo arising from Beam-Gas Scattering (BGS) in the damping ring was firstly estimated through analytical approximations and a Monte Carlo simulation. A considerable amount of halo particles generated by BGS and the corresponding vacuum dependence have been predicted. To explore the probability of beam halo formation from Touschek scattering in the presence of dispersion, the Touschek scattering rate was estimated with respect to relevant beam parameters. Furthermore, a Monte Carlo simulation of Intra-Beam Scattering (IBS) and Touschek scattering is under development. To probe the theoretical predictions, the performance of an already existing diamond sensor detector was optimized via a data rescaling technique to increase the dynamic range to 1×10⁵. For a complementary diagnostics of beam halo, a YAG/OTR monitor was also designed and installed in the extraction section of ATF2. The dynamic range and resolution of the YAG/OTR monitor have been shown to be around 1×10⁵ and less than 10 μm, respectively. Thanks to the halo monitors developed at ATF2, the transverse halo and momentum tail have been studied. Satisfactory agreement between numerical predictions and measurements as well as a significant vacuum dependence indicate that the BGS process dominates the vertical halo. On the other hand, the horizontal halo appeared to be higher than the prediction from BGS, and moreover asymmetric. The observed asymmetry was shown to be related to the quality of the extraction kicker field and optical aberration. Finally, the momentum tail was for the first time observed by implementing a novel scheme of vertical dispersion adjustment and was found to be qualitatively consistent with the presence of Touschek scattering. A possible scenario for horizontal beam halo formation from Touschek scattering was also suggested

La thèse est composée de trois parties. La première présente un certain nombre de mesures de dépendance extrême. Une application sur les actions et les obligations de 49 pays montre que la théorie des valeurs extrêmes multivariées conduit aux résultats différents de ceux issus du coefficient de corrélation, mais relativement proches de ceux obtenus du rho de Spearman conditionnel multivarié. Cette partie évalue aussi le risque de pertes importantes simultanées. La deuxième partie examine les déterminants des co-mouvements extrêmes entre 5 pays core et 49 pays non core. Les mécanismes de transmission des chocs varient de la période moins récente à la période récente, des pays développés aux pays émergents, des chocs normaux aux chocs extrêmes. La troisième partie étudie le rôle de valeur refuge de l’or sur la période 1986-2012. Les gains positifs extrêmes de l'or peuvent être liés aux pertes extrêmes du S&P. Cependant, ce lien n'est pas toujours valable, il évolue dans le temps et serait conditionné par d'autres facteurs
The thesis consists of three parts. The first part introduces a number of measures of extreme dependency. An application on stock and bond markets of 49 countries shows the multivariate extreme value theory leads to results which are different from those from the correlation coefficient, but relatively close to those obtained from multivariate conditional Spearman's rho. This part also assesses the risk of simultaneous losses. The second part examines the determinants of extreme co-movements between 5 core countries and 49 non-core countries. Transmission mechanisms of shocks vary from less recent to recent period, from developed to emerging markets, from normal to extreme shocks. The third part examines the role of safe haven of gold over the period 1986-2012. Extreme positive gains of gold can be linked to extreme losses of S&P. However, this relationship is not always valid, it evolves over time and could be determined by other factors

碩士
國立交通大學
統計學研究所
94
This thesis is to find the behavior of tail limiting distribution of M/G/1 queue in steady-state. Our method includes embedded Markov chain , and in steady state we could know the period between two consecutive custom departure times are identical distribution , but not independent. We prove the series of period between two consecutive custom departure times are adapted to strong law of large numbers. By using the recursive form we show in this paper that the tail of the probabilities decay geometrically as the number of the customers grow large. Next we extend it to guess the behavior of tail limiting distribution of the general M/G/s Queue.

碩士
國立雲林科技大學
工業工程與管理研究所碩士班
91
We just gain the some Laplace transforms of random variable in queue system, but Laplace transforms cannot be a tool for direct analysis. In order to get the detail control, further need to gain the cumulative distribution functions from Laplace transforms of random variables in queue. Based on this reason , the paper focuses on comparing the resent method such as Harris method and Burr distribution in statistics. Harris method is popular to find out cumulative distribution functions from Laplace transforms of random variables in queue but Burr distribution is just utilized in statistics. So, the goal of the study is to compare the two methods. The subject analyzed includes the waiting time in queue and busy period in M/G/1 system, and the waiting time in queue of the batch in M[K]/G/1 system. Eventually, simulate and verify the Burr and Harris methods to sum up reasonable conclusions.

碩士
國立交通大學
統計學研究所
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Consider a queueing system having two separative parts each with different service rate. The first part of the system is an M/M/n/n queue and the second part is similar to an M/M/m/m queue with the exception that a customer enters the second part of the system only if the first part is full. We use a recursive method to solve the limiting probability distribution of the queueing system. Also, we find the optimal number of servers such that minimizing the loss of the systems.

Minimum cycle mean (MCM) is an important concept in directed graphs. From clock period optimization, timing analysis to layout optimization, minimum cycle mean algorithms have found widespread use in VLSI system design optimization. With transistor size scaling to 10nm and below, complexities and size of the systems have grown rapidly over the last decade. Scalability of the algorithms both in terms of their runtime and memory usage is therefore important.

Among the few classical MCM algorithms, the algorithm by Young, Tarjan, and Orlin (YTO), has been particularly popular. When implemented with a binary heap, the YTO algorithm has the best runtime performance although it has higher asymptotic time complexity than Karp's algorithm. However, as an efficient implementation of YTO relies on data redundancy, its memory usage is higher and could be a prohibitive factor in large size problems. On the other hand, a typical implementation of Karp's algorithm can also be memory hungry. An early termination technique from Hartmann and Orlin (HO) can be directly applied to Karp's algorithm to improve its runtime performance and memory usage. Although not as efficient as YTO in runtime, HO algorithm has much less memory usage than YTO. We propose several improvements to HO algorithm. The proposed algorithm has comparable runtime performance to YTO for circuit graphs and dense random graphs while being better than HO algorithm in memory usage.

Minimum balancing of a directed graph is an application of the minimum cycle mean algorithm. Minimum balance algorithms have been used to optimally distribute slack for mitigating process variation induced timing violation issues in clock network. In a conventional minimum balance algorithm, the principal subroutine is that of finding MCM in a graph. In particular, the minimum balance algorithm iteratively finds the minimum cycle mean and the corresponding minimum-mean cycle, and uses the mean and cycle to update the graph by changing edge weights and reducing the graph size. The iterations terminate when the updated graph is a single node. Studies have shown that the bottleneck of the iterative process is the graph update operation as previous approaches involved updating the entire graph. We propose an improvement to the minimum balance algorithm by performing fewer changes to the edge weights in each iteration, resulting in better efficiency.

We also apply the minimum cycle mean algorithm in latency insensitive system design. Timing violations can occur in high performance communication links in system-on-chips (SoCs) in the late stages of the physical design process. To address the issues, latency insensitive systems (LISs) employ pipelining in the communication channels through insertion of the relay stations. Although the functionality of a LIS is robust with respect to the communication latencies, such insertion can degrade system throughput performance. Earlier studies have shown that the proper sizing of buffer queues after relay station insertion could eliminate such performance loss. However, solving the problem of maximum performance buffer queue sizing requires use of mixed integer linear programming (MILP) of which runtime is not scalable. We formulate the problem as a parameterized graph optimization problem where for every communication channel there is a parameterized edge with buffer counts as the edge weight. We then use minimum cycle mean algorithm to determine from which edges buffers can be removed safely without creating negative cycles. This is done iteratively in the similar style as the minimum balance algorithm. Experimental results suggest that the proposed approach is scalable. Moreover, quality of the solution is observed to be as good as that of the MILP based approach.