Värmeledningsekvationen beskriver hur temperaturen förändras över tid i materia som genomströmmas av ett värmeflöde. Ekvationen har fått sitt namn efter just denna tillämpning, men dess generaliseringar (subelliptiska paraboliska ekvationer) kan användas för att beskriva många olika förlopp. Marie Frentz har i sina studier intresserat sig för tillämpningar inom finanssektorn.

Om man använder den klassiska modellen för optionsprissättning så ges priset av en Europeisk option av värmeledningsekvationen. Centralt i prissättningsmodeller är volatiliteten, vilken beskriver hur mycket vi kan förvänta oss att aktiepriset kommer att avvika från en trend. Nackdelen med denna modell är att man har en konstant volatilitet och vi vet att aktiepriser fluktuerar mer under vissa perioder och mindre under andra.

Därför har ekonomer och matematiker utvecklat metoder som tar hänsyn till detta, en sådan modell är Hobson-Rogers modell. När en volatilitet som varierar introduceras så förändras ekvationen och blir mer komplicerad. Det är optionskontrakt i Hobson-Rogers modell som Marie Frentz har utvecklat en approximationsmetod för.

– Då det inte är möjligt att beräkna priset exakt måste man bestämma sig för hur stort fel man kan acceptera vid en uppskattning av det korrekta priset. Detta är möjligt att göra med min nya metod, säger Marie Frentz.

Hon utreder också frågor av grundforskningskaraktär i sin avhandling. Bland annat har hon studerat hinderproblemet, som till exempel använts för att beskriva tillväxten hos hjärntumörer och för att modellera istäcket på Antarktis. Hon visar att hinderproblemet för subelliptiska paraboliska ekvationer har en enda lösning och hon visar även på egenskaper som lösningen har.

Detta är något som är av betydelse om man vill lösa problem numeriskt med hjälp av en dator, eftersom man inte kan vara säker på att man hittat den lösning som är relevant för det specifika problem man undersöker om det finns flera olika lösningar (eller ingen lösning!). Här finns mycket forskning att göra innan resultaten är tillämpbara.

Lösningar till hinderproblem kan delas in i två faser; på en del av området kommer lösningen att uppfylla en ekvation, på den andra delen av området kommer lösningen istället att sammanfalla med ett hinder.

– På förhand vet man inte hur de två områdena ser ut och jag skulle vilja undersöka vad som händer med lösningar till hinderproblem i fasövergången. Det är via de resultaten som teorin kan tillämpas i praktiska sammanhang. Till exempel är det optimalt att lösa in amerikanska optioner i fasövergången.
Marie Frentz är uppvuxen i Gällivare. 1997 flyttade hon hemifrån för att läsa vid matematikgymnasiet i Danderyd och 2004 tog hon magisterexamen i matematik vid Umeå Universitet.

Om disputationen:
Fredagen den 24 februari försvarar Marie Frentz, institutionen för matematik och matematisk statistik, sin avhandling med titeln: Topics on subelliptic parabolic equations structured on Hörmander vector fields. Svensk titel: Om subelliptiska paraboliska ekvationer konstruerade med Hörmander-vektorfält.
Disputationen äger rum kl 13.00 i sal MA121, MIT-huset. Fakultetsopponent är Professor Luca Capogna, University of Arkansas, Fayetteville, USA. Disputationen hålls på engelska.

Läs hela eller delar av avhandlingen på:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-51604

För ytterligare information, kontakta gärna:
Marie Frentz
Telefon: 090-786 60 27
E-post: marie.frentz@math.umu.se

Vi går mot en framtid då det blir allt vanligare att fordon kommunicerar med varandra. Men problemet är hur fordonen ska identifiera farliga trafiksituationer och hur sådana system kan göras mer pålitliga. Kristoffer Lidström, som på tisdag lägger fram sin doktorsavhandling på Högskolan i Halmstad, har undersökt hur samarbetet mellan fordon utrustade med trådlös kommunikation kan göras mer tillförlitligt.

Fördelarna med att använda sig av trådlös kommunikation i trafiken är många. Till skillnad från system baserade på sensorer i bilen kan man med trådlös kommunikation kommunicera med bilar längre bort eller med fordon som närmar sig en korsning där sikten är skymd. Målet är att kunna upptäcka trafikfarliga situationer tidigare och på så sätt undvika olyckor.

Det finns dock situationer då kommunikationen mellan fordonen inte fungerar. Kristoffer Lidström presenterar i sin avhandling en form av stödfunktion som i förväg kan upptäcka tillfällen då det blir svårt för fordonen att kommunicera.

– Lösningen kan vara att man i fordonen sparar information om vilka platser det inte går att kommunicera på. På så sätt hjälps bilarna åt att ta fram en bild av var det är svårare eller lättare att kommunicera med varandra, säger Kristoffer Lidström.

Avhandlingen heter ”Situation-Aware Vehicles – Supporting the Next Generation of Cooperative Traffic Systems” och läggs fram vid Örebro universitet men forskningsarbetet har bedrivits vid Högskolan i Halmstad.

För mer information kontakta Kristoffer Lidström på telefon 073-996 68 54
eller Tony Larsson, handledare, och professor inbyggda system, på telefon 035-16 71 68.
 

En nyckelfaktor i omställningen till ett hållbart transportsystem är att flytta över mer av godstransporterna från lastbil till tåg. Men lokalt i städerna kan denna förändring ge ökade miljöproblem – främst på grund av den omlastning från tåg till lastbil som nästan alltid behövs för att godset ska kunna transporteras den sista biten.

Av historiska skäl ligger godstågsterminalerna oftast i närheten av tågstationen för passagarare. En ökning av tåggodset leder till mer lokala luftföroreningar, buller och trängsel på dessa centrala platser. Om man däremot transporterar godset med lastbil hela vägen så kan de negativa effekterna inne i städerna bli mindre, bland annat för att många lastbilar inte ens behöver köra in i stadskärnorna.

Så hur kan man komma tillrätta med denna motsättning mellan global och lokal hållbarhet? Det har Sönke Behrends undersökt i sin avhandling vid Chalmers.

– Lokala politiker och tjänstemän måste ta större hänsyn till järnvägsfrakterna när de stadsplanerar, säger han. Dels för att skapa en bättre stad för invånarna. Dels för att öka järnvägens konkurrenskraft, som idag begränsas av svårtillgängliga godstågsterminaler och låg effektivitet vid omlastningen till lastbil.

I praktiken innebär detta att godstågsterminalerna måste flyttas ut till städernas utkanter. Där kan de få det markutrymme och den infrastruktur som krävs för att skapa effektiva omlastningar, samtidigt som man minskar de lokala miljöeffekterna och flyttar de återstående till en plats där de inte berör så många.

Den här situationen gäller de flesta större europeiska städer. Några exempel är Stockholm, Göteborg och Hannover. I vissa städer, bland annat Göteborg och Hannover, finns det redan långsiktiga planer för att godstågsterminalen ska flyttas från stadskärnan. Men det finns oftast många hinder för en sådan flytt – till exempel kostnaden för ny infrastruktur och lokala protester på den plats där man planerar att den nya terminalen ska ligga.

Förutom att flytta godstågsterminalerna finns det en mängd andra saker som behöver göras för att skapa trevliga stadsmiljöer som samtidigt har effektiva godstransporter. Problemet ligger till stor del i bristande resurser och kunskap hos de lokala beslutsfattarna, enligt Sönke Behrends.

– Stadsplanerarna saknar ofta den logistikkompetens och den helhetssyn som behövs, säger han. De ser de ekonomiska intressena som separata från de sociala och miljömässiga, och har ingen långsiktig strategi för att balansera dessa intressen.

Som en del av avhandlingen har han tagit fram ett ramverk som kan hjälpa stadsplanerare att fatta beslut som leder till ett hållbart transportsystem (se bifogat dokumentet). Det ska tydliggöra den komplexa väv av olika samhällsintressen som påverkas av lokala beslut. Ramverket illustrerar också de fördelar som järnvägsanpassad planering kan ge en stad, vilket kan uppmuntra städer till att inkludera tågfrakter i sina strategier för hållbar utveckling, i stället för att tvinga dem till det.

– Förutom att minska miljöpåverkan och trängsel kan järnvägsanpassad stadsplanering förbättra stadens tillgänglighet i det nationella transportsystemet, säger Sönke Behrends. Det är viktigt för stadens ekonomiska utveckling, eftersom tillgänglighet för hållbara transporter får allt större betydelse i framtiden.

Läs avhandlingen Urban freight transport sustainability – the interaction of urban freight and intermodal transport.

För mer information, kontakta:
Sönke Behrends, Institutionen för teknikens ekonomi och organisation, Chalmers, 031-772 13 23, sonke.behrends@chalmers.se

Avhandlingen beskriver livsstil och kostvanor hos samer och hur en ”traditionell samisk” livsstil påverkar risken att insjukna eller dö i cancer och hjärt-/kärlsjukdom i en norrländsk normalbefolkning. Majorietsbefolkningen studeras alltså i ett minoritetsperspektiv. Studien belyser framför allt kostvanor, fördelning mellan energigivande näringsämnen (kolhydrat, protein och fett) samt konsumtion av kok- och bryggkaffe. Den bygger på redan insamlade data från Västerbottens hälsoundersökningar och MONICA-projektet.

Bakgrunden är att samer i Sverige, till skillnad från de flesta andra urfolk i världen, kan förvänta sig ett lika långt liv som majoritetsbefolkningen och som grupp löper de mindre risk för att drabbas av cancer. Det finns ingen entydig förklaring till denna relativt goda hälsa, men det kan finnas ett samband med ”traditionellt samiska” kostvanor och livsstil.

En intervjustudie med äldre samer fungerar som bakgrund för de andra delstudierna. Den visar överraskande att fet fisk kan ha varit viktigare än renkött för samerna i södra Lappland under tiden från 1930 fram till ca 1960. Det som har hög kulturell betydelse (i det här fallet renkött) behöver alltså inte alltid ha lika stor betydelse i ett objektivt, vetenskapligt perspektiv.

En av delstudierna bygger på en modell för att undersöka hälsoeffekterna av så kallad Medelhavsdiet. Det är första gången någon har studerat betydelsen av ett samiskt kostmönster på detta sätt. Resultatet visar att de västerbottningar som äter den kost som har störst likheter med den traditionellt samiska hade en svagt ökad risk att dö jämfört med de västerbottningar som åt mindre samiskt. Det verkar därför osannolikt att den samiska kosten som sådan kan förklara den relativt goda hälsan hos samer. Fråga är dock mycket svårbesvarad, eftersom kostvanorna kan ha skiljt sig mellan olika samegrupper och över tid. Dessutom äter dagens västerbottningar mycket mindre av vissa livsmedel jämfört med vad samerna gjorde förr, till exempel fet fisk och bär. För sådana livsmedel kan det därför bli extra svårt att påvisa samband.

Lågkolhydratdieter, som har vissa likheter med den ”traditionellt samiska” kosten, är både populära och kontroversiella idag. Deras långtidseffekter för hälsan är till stor del okända. I en delstudie speglas förhållandet mellan kolhydrater och protein i kosten i en poängskala. Högsta poäng fick de som åt minst kolhydrater och mest proteiner. Höga sådana poäng påverkade inte den allmänna risken att dö, eller att dö i cancer eller hjärt-/kärlsjukdom, när statistiken korrigerats med hänsyn till intaget av mättat fett och de vanligaste hälsoriskfaktorerna.

I de sista delstudierna undersöks risken för cancer respektive hjärtinfarkt hos västerbottningar som dricker mer eller mindre kok- och bryggkaffe. De som drack mycket kaffe hade ingen ökad risk för vare sig cancer i allmänhet eller specifikt prostatacancer eller tjocktarmscancer. Resultatet för andra cancertyper visar att de som dricker olika typ av kaffe också kan ha olika risk för skilda cancerformer. I tidigare studier har inga starka samband hittats mellan kaffedrickande i allmänhet och cancer. Denna studie är först med att undersöka hur cancerriskerna ser ut hos människor som dricker olika typer av kaffe. När det gäller hjärtinfarkt, hade män som drack mycket bryggkaffe ökad risk, medan inga entydiga resultat kunde visas bland män som drack mycket kokkaffe.

Delstudierna är i allmänhet s.k. observationsstudier. Det innebär att deltagarna inte följer en bestämd forskningsplan utan lever sina normala liv och sedan jämförs med varandra. Med ett sådant upplägg blir det mycket svårt att ta hänsyn till möjliga faktorer i omgivningen. Därför är det också i princip omöjligt att bevisa direkta samband mellan orsak och verkan. Delstudierna bygger dock på en representativ normalbefolkning där data samlats in från ett stort antal personer (fler än 80 000 unika individer) medan de ännu var friska. När flera sådana studier visar liknande resultat brukar man utgå från att resultaten är sanna eller sannolika.

Lena Maria Nilsson är forskningsassistent och doktorand vid enheten för näringsforskning, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin.
Kontaktuppgifter: tel. 090-785 86 45, mobil 070-375 86 42, E-post lena.nilsson@nutrires.umu.se

Fredagen den 24 februari försvarar Lena Maria Nilsson, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Samisk livsstil och hälsa – epidemiologiska studier i norra Sverige (Engelsk titel: Sami lifestyle and health – epidemiological studies from northern Sweden).

Läs hela eller delar av avhandlingen på
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-51825

ARPA-nätet var ett nät som togs fram inom ett forskningsprojekt på ett antal amerikanska universitet i slutet av 60-talet på beställning av amerikanska försvaret, och brukar kallas för förlagan till internet. Men det är en historieskrivning som bara är till hälften sann, enligt Torsten Cegrell, professor i industriella informations- och styrsystem på KTH.

Torsten Cegrell var anställd på Asea vid denna tid och utvecklade den funktion som hjälper meddelandena att välja väg i nätet, det som kallas routing. En lösning som var en förutsättning för att detta system, men även internet som vi känner det i dag, skulle fungera.

– Hela historien bakom allt det här glömdes dock bort. Men så för tio, femton år sedan kom det något som hette internet. Och då skrivs det i olika sammanhang att allt det här härstammar från ARPA-nätet. Att det är internets grund. Men det är ju faktiskt bara sant till hälften. De har stått för message switching-delen. Men inte för routingdelen, vilken faktiskt är själva grundbulten i dagens internet. Och routingdelen, det är det som idag heter TCP/IP. Det är ju nu standardiserat som ett protokoll, säger Torsten Cegrell.

Faktum är att routing-tekniken från ARPA-nätet användes av Torsten Cegrell och hans kollegor till en början. Men deras routing-metod höll inte. En av finesserna med sådana här kommunikationsnät är att det finns buffertar där meddelandena står i kö och väntar på att skickas vidare, berättar Torsten Cegrell. Det kan jämföras med hur kön i en nätverksskrivare fungerar.

– Och när man har fyllt alla buffertarna då kör man huvudet i taket. Hela systemet kollapsar. Och det hände, visade våra simuleringar. Alltihop rasade ihop, vi fick inte ut något av det. Vi bara fyllde på med information och så snurrade det runt där. Det kallas för ping pong-effekt. Man kommer liksom ingenstans. Och något sådant kunde vi ju inte sälja, säger Torsten Cegrell.

Tillsammans med sina kollegor började han att försöka lösa hur den här routingmekanismen skulle fungera. Till slut lyckats de knäcka problemet och få fram en adaptiv routingmekanism som fungerade fantastiskt bra.

För att skydda idén prövade Asea först att söka patent men det skulle bli alldeles för dyrt, visade det sig. I stället publicerade man resultaten och berättade samtidigt om det för ARPA-nätets forskningsgrupp och speciellt dess forskningsledare professor Leonard Kleinrock på UCLA i Kalifornien.

– När han fick se våra alster och vad vi hade skrivit blev han mäkta imponerad. Jag har fortfarande kvar brev som han har skrivit där han talar om att ”det här har jag faktiskt grunnat på själv, men vi har inte kommit på någon lösning”. De var väldigt intresserade och kände till den där ping pong-problematiken. De hade tydligen sett en del liknande effekter i ARPA-nätet, även om de inte var lika tydliga som de vi såg. Men vårt nät var mycket större så det var säkert därför vi såg det mycket tydligare, säger Torsten Cegrell.

I ett brev till Torsten Cegrell berättar Leonard Kleinrock lite senare att de har tagit Aseas metod och infört den i ARPA-nätet.

Systemet, som i dag kallas för Driftdatanätet, levererades till Statens Vattenfallsverk och var helt satt i drift 1975. Det är exakt samma system som används i dag.

För mer information, kontakta Torsten Cegrell på 0706 – 54 46 10 eller cegrell@ics.kth.se.

Forskningsprojektet, som går under namnet GetHomeSafe och är finansierat av EU, har en budget på 30 miljoner kronor.

Tanken med GetHomeSafe är att verkningslösa förbud och tvingande åtgärder ska ersättas med något som faktiskt fungerar. Forskarna vid KTH och de andra projektdeltagarna ska under de tre år som projektet pågår undersöka, ta fram och utvärdera ett system som avser ge föraren tillgång till bilens system – till exempel stereo och telefon – utan att ge avkall på trafiksäkerheten. Det handlar om att hitta säkra sätt att tillfredställa förares kommunikationsbehov.

– Det är i första hand tre områden av talad interaktion som vi avser att undersöka: hur systemet ska få förarens uppmärksamhet utan att störa, hur man kan variera systemets taltempo och sätt att uttrycka sig, och hur man kan utnyttja sådan variation så att systemet anpassar sig efter körsituationen och efter hur viktigt systemets ärende är, säger Jens Edlund, forskare vid avdelningen Tal, musik och hörsel på KTH.
Det är han och forskarkollegan Joakim Gustafson som axlar KTH:s del i projektet.

– Ett exempel är att vi vill göra systemet känsligt för förarens situation och belastning, så att det bara avbryter med mycket viktiga saker i trängda situationer och sparar mindre viktig information tills bilen står still eller trafiksituationen är trygg. Vi vill också låta systemet fråga föraren om det går bra att tala för tillfället eller om det passar bättre att vänta till senare, säger Jens Edlund.

GetHomeSafe är ett samarbete mellan fem parter: KTH, Daimler, DFKI, IBM och Nuance. KTH har genom avdelningen Tal, musik och hörsel lång erfarenhet av att forska på samtal med talande datorer, designa talad interaktion som är mindre styrd, mer flexibel, och sker mer på användarens villkor.

Forskningen som visar mobiltelefoner och andra kommunikationsenheters påverkan på trafiksäkerheten kommer från Statens väg- och transportforskningsinstitut som under förra året på uppdrag av den svenska regeringen ställde samman en översikt över forskning i ämnet. Rapporten visar bland annat att hands-free inte är säkrare än att hålla telefonen i handen vid samtal, att sms-ande och annat som kräver både händer och ögon har tydlig effekt på trafiksäkerheten, och att förbud mot att skicka och läsa sms under körning inte verkar ha någon effekt.

För mer information, kontakta Jens Edlund på 08 – 790 78 74 eller edlund@speech.kth.se.