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dc.creatorConte, Luiza Chiarelli
dc.date.accessioned2021-09-15T03:30:18Z
dc.date.available2021-09-15T03:30:18Z
dc.date.issued2020-02-28
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22218
dc.description.abstractIn the environmental field, especially in hydrology, several activities require monitoring tools to assist in the process of decision making. Control chart is a statistical process control (SPC) tool that can be used for this purpose. However, one of the assumptions made for its use is the independence between different observations. In some processes, this assumption could not be verified, as in hydrological time series, which reduces the applicability of the usual control charts. A solution for this can be given by monitoring the residuals of a fitted time series model, such as, the Kumaraswamy autoregressive moving averages (KARMA) model, which was recently proposed for modeling double bounded environmental time series. In this context, this work proposes control charts for double bounded and autocorrelated data based on the KARMA model. The results were numerically evaluated using Monte Carlo simulations, by analyzing the average run length (ARL) of the series under control (ARL0) and out of control (ARL1). The performance of the proposed control charts were compared with other methodologies in the literature, under different scenarios. The KARMA control charts outperforms the competitors in several scenarios, presenting the smallest distortions for ARL0 and the best power detection rates under out of control conditions. In a second part of this work, a robust methodology using weighted maximum likelihood estimators is proposed aiming to minimize the effect of outliers, which are typically present in historical hydrological series, in the performance of control charts. The estimators were evaluated with Monte Carlo simulations in terms of specific robustness measures and by comparing the performance of the control charts initially proposed versus the robust approach. It was identified that the robust control charts present better performance in the presence of outliers. Finally, the developed techniques are employed in real monitoring data of hydrological systems and the results are discussed. These control charts proved to be a useful tool for managing water storage, such as the Cantareira System and the reservoir of the Furnas hydroelectric power plant. In 2014, a crisis in the water supply of these systems was reported and the proposed charts were able to identify it. In this way, it is confirmed the potential of the proposed control charts to monitor water reservoir levels.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectGráficos de controlepor
dc.subjectHidrelétrica de Furnaspor
dc.subjectModelo KARMApor
dc.subjectReservatórios de águapor
dc.subjectSistema Cantareirapor
dc.subjectVerossimilhança ponderadapor
dc.subjectControl chartseng
dc.subjectFurnas hydropower planteng
dc.subjectKARMA modeleng
dc.subjectOutlierseng
dc.subjectWater reservoireng
dc.subjectCantareira systemeng
dc.subjectWeighted likelihoodeng
dc.titleGráficos de controle para variáveis ambientais duplamente limitadas e autocorrelacionadaspor
dc.title.alternativeControl charts for double bounded and autocorrelated environmental dataeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoNa área ambiental, em especial na hidrológica, diversas atividades necessitam de ferramentas de monitoramento de variáveis que auxiliem nas tomadas de decisões. Os gráficos de controle são uma ferramenta do controle estatístico de processos (CEP) que podem ser utilizados para esse fim. No entanto, um dos pressupostos assumidos para seu uso é a independência entre as observações. Em alguns processos esse pressuposto pode não se verificar, como é o caso de sé- ries temporais hidrológicas, prejudicando o desempenho dos gráficos de controle usuais. Uma forma de contornar essa situação pode ser dada por meio do monitoramento dos resíduos de um modelo de séries temporais ajustado aos dados de interesse, como, por exemplo, o modelo Kumaraswamy autorregressivo de médias móveis (KARMA), o qual foi proposto recentemente para modelagem de séries temporais ambientais duplamente limitadas. Nesse contexto, este trabalho propõe gráficos de controle para variáveis duplamente limitadas e autocorrelacionadas baseados no modelo KARMA. Os resultados foram avaliados numericamente por simulações de Monte Carlo, analisando o comprimento médio de corrida (average run length - ARL) da série sob controle (ARL0) e fora de controle (ARL1). Comparou-se os desempenhos dos grá- ficos propostos com outras metodologias da literatura, sob diferentes cenários. Os gráficos de controle KARMA se destacaram em quase todos os cenários, apresentando as menores distor- ções de ARL0 e uma taxa de acerto superior ou próxima a dos outros modelos avaliados sob condições fora de controle. Em um segundo momento, é proposta uma metodologia robusta para minimizar o efeito da presença de outliers, comuns em séries históricas hidrológicas, no desempenho dos gráficos de controle, utilizando estimadores de máxima verossimilhança ponderada. Via simulação de Monte Carlo, os estimadores foram avaliados em termos de medidas específicas de robustez e comparado o desempenho dos gráficos de controle inicialmente propostos e a abordagem robusta. Identificou-se que os gráficos de controle robustos apresentam melhor desempenho quando na presença de outliers. Por fim, as técnincas desenvolvidas são utilizadas no monitoramento de séries hidrológicas reais e seus resultados são discutidos. Os gráficos de controle se mostraram uma ferramenta útil para o gerenciamento de sistemas de armazenamento de água, como é o caso do Sistema Cantareira e do reservatório da hidrelétrica de Furnas. Em 2014 foi noticiada uma crise no fornecimento de água nestes sistemas, e os gráficos propostos foram capazes de identificá-la. Desta forma, verifica-se a potencialidade da utilização dos gráficos propostos no monitoramento de níveis em reservatórios de água.por
dc.contributor.advisor1Bayer, Debora Missio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5799733583668443por
dc.contributor.advisor-co1Bayer, Fabio Mariano
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9904863693302949por
dc.contributor.referee1Piccilli, Daniel Gustavo Allasia
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3858010328968944por
dc.contributor.referee2Muller, Fernanda Maria
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3226110093009785por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3411993108426496por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Civilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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