identifier: Rodrigue, M. (2013). Conception, développement et évaluation d'un système en ligne d'aide à la décision pour le choix de produits financiers  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La prise de décision en matière de placements financiers peut être difficile. Afin de faire un choix éclairé, l'épargnant doit recueillir et analyser les informations disponibles dans différentes institutions financières soit par lui-même, en allant sur place ou par Internet, ou en ayant recours aux conseillers en placement de ces institutions ou à des conseillers d'agences indépendantes. Or souvent, il a peu de connaissances dans le domaine de l'investissement, il n'a pas les connaissances suffisantes et les outils nécessaires pour bien évaluer les produits de placements offerts sur le marché et les comparer de façon rigoureuse, et il manque de temps pour rechercher les informations pertinentes qui sont à la base de bonnes décisions de placements. Afin de résoudre ces problèmes, nous avons conçu, développé et évalué un prototype de système en ligne d'aide à la décision pour le choix de produits financiers permettant aux petits épargnants de concentrer leurs énergies sur les seuls produits correspondant à leur profil d'investisseur, et de comparer ceux-ci de façon simple et rapide. Le prototype de système a une mission précise: soutenir l'épargnant dans son processus de choix de placements financiers en lui offrant une structure de prise de décision, en lui fournissant des informations sur les termes de finance et les différents types de produits de placements disponibles sur le marché, et en lui présentant les services et produits de placements correspondant à ses besoins. Le projet est découpé en trois grandes phases. Durant la phase d'analyse, nous avons fait une revue de littérature durant laquelle nous avons consulté les guides de l'AMF (Autorité des Marchés Financiers) et la réglementation sur les placements financiers s'appliquant au Québec afin de définir une structure décisionnelle en matière de placement et les éléments cruciaux à considérer pour définir le profil d'investisseur. Nous avons consulté la documentation de l'Institut CFA (Chartered Financial Analyst Institute) et du MIF (Directive concernant les marchés d'instruments financiers) ainsi que des textes académiques, et avons consulté des experts en placement pour approfondir nos connaissances du domaine du placement financier et circonscrire l'étendue du prototype. Ensuite, nous avons analysé 22 systèmes d'aide à la décision dans le domaine du placement provenant de 19 concepteurs locaux et internationaux afin de répertorier et de comparer différentes façons de faire en matière d'utilisation de techniques de définition de profil d'investisseur, et en matière de contenu des questionnaires de définition de profil d'investisseur. Cette phase nous a permis de définir les exigences techniques et fonctionnelles du prototype. Durant la phase de conception, nous avons défini le processus de sélection de produits de placement qui est suivi par le système. Nous avons ensuite conçu et réalisé le prototype de système. Un serveur Apache ainsi qu'un système de gestion de base de données MySQL ont été utilisés pour respectivement héberger le système et développer et gérer la base de données. Celle-ci a été programmée en SQL, le langage associé à MySQL. Trente deux produits financiers, dont huit produits de type obligation, cinq produits de placement à capital garanti (CPG) et 19 produits de type fonds communs de placement (FCP) provenant de quatre institutions financières établies au Québec ont été intégrés à la base de données. La quantité de produits s'élève à 117 si nous comptons les catégories des FCP et les différentes instances des obligations et des CPG. La programmation arrière-plan a été réalisée en PHP, un langage de programmation s'intégrant facilement à MySQL et au serveur Apache grandement utilisé en développement web. Les langages de programmation web, CSS, HTML, JavaScript, ont été utilisés pour créer l'interface, les formulaires et certaines fonctionnalités de validation côté client. Le service développé comprend 10 pages et deux modules principaux, l'outil d'aide à la décision, formé du questionnaire de définition de profil et de la section résultat, et le module de support, offrant des explications et des définitions sur les technicités du système et du monde de l'investissement. Des essais unitaires et fonctionnels ont été réalisés et les correctifs apportés. Nous avons testé la performance et la fiabilité du système et puis évalué la satisfaction de trois experts en placement financier et de 15 utilisateurs finaux. Les tests de performance, consistant à comparer les recommandations du système à celles d'experts en placement financier, ont révélé que 61% des produits financiers proposés par le système correspondent en partie ou en totalité aux recommandations des experts; 26.4 % (inclus dans les 61% mentionnés) correspondent en totalité à ceux des experts. Les tests de fiabilité, consistant à comparer les pairages épargnant/profil d'investisseur proposés par le système à ceux résultant de l'utilisation du questionnaire de définition de profil d'investisseur retrouvé dans le guide de l'AMF, révèlent que 80% des profils d'investissement définis par le système concordent avec les résultats de l'outil du guide de l'AMF. Enfin, l'évaluation par questionnaire du niveau de satisfaction des utilisateurs finaux et des experts révèle que le système permet de mieux comprendre le langage du monde de l'investissement et les enjeux à considérer lors de la prise de décision en placement, et qu'il offre une meilleure vision des placements disponibles correspondant aux profils des épargnants. Les répondants s'entendent pour dire que le système serait utile pour les épargnants. Les commentaires des experts ont permis de cibler certaines améliorations à apporter au processus de placement et au prototype.  ABSTRACT: Small investors are confronted with multiple challenges when it comes to choosing how, with whom and where to invest. The investment process can be time consuming especially for those with basic skills and knowledge on the subject. The specific terminologies related to financial services, the immensity of products and intermediaries, the lack of experience exposing one to possible fraud and the lack of standardized methods are some examples of challenges that an investor might come across during the investment process. The purpose of this research is to develop and test an online experimental decision support system that would both mitigate the risks for small investor by increasing their level of awareness and knowledge and optimizing their decision process by presenting them a clear and complete picture of their investor profile and corresponding financial products. The system supports the investors through a structured investment process leading to a quick overview of the financial products available on the market and their characteristics. The system has a specific mission: to support the investors in their investment process through a structured decision making process that procures information on the terminology of the financial sector and on the different types of products and services corresponding their needs. The system was developed in three phases. During the analysis phase, a literature review was conducted during which we went over the 3 investments guides published by the AMF (Autorité des Marchés Financiers) and the financial policies regulating the financial market in Quebec in order to define a structured investment decision making process and the critical elements to take into account when defining an investor's profile. Documentations published by the CFA Institute (Chartered Financial Analyst Institute) and the MiFID (Markets in Financial Instruments Directive) along with multiple scholarly literatures were consulted to deepen our understanding of the financial domain and to define the parameters of the system. Financial experts were also consulted to help and guide in the development process. Then, 22 similar decision support systems from 19 different creators, both local and international, were analysed in order to benchmark their way of defining investor's profile and the content of their systems. By the end of this phase, the functional and technical requirements of the system were defined allowing the beginning of the next phase. During the design phase, we designed the investment selection process used by the system. Then based on our founding, we built the prototype on an Apache server using MySQL to host the database that was programmed in SQL. 32 products, 19 mutual funds, 8 bonds and 5 investments with guaranteed and variables return (CPG), from 4 different institutions established in Quebec were integrated in the database. Taking into account the different instance of bond and CPG and mutual funds categories, the amount of products populating the database goes up to 117. PHP was used for the backend programming. CSS, HTML and JavaScript were used to build the forms, the interface and for client side validation purposes. In total, 10 web pages separated in 2 modules, the decision support tool and the support module were created. The system functionalities were then tested and corrections were applied before starting the next phase. During the last development phase, we tested the performance and the reliability of the system. The user's satisfaction was also addressed during the tests. 3 experts and 15 final users participated to the tests. The performance tests, which consisted in a comparison of the system's recommendations to those of the experts, revealed that 61% of the recommendation made by the system fit partly or totally those of the experts and that 26.4 % fit totally those of the experts. The reliability test, which consisted in a comparison of the investors/profile pairing functionality of the system to the profile defined by the investor profile definition tool found in the AMF guide, revealed that 80% of the profile defined by the system fit those defined by the AMF tool. Finally, users' satisfaction, collected through surveys, revealed that the system allows them to have a better understanding of the financial world terminology, a better understanding of the elements to take into account during the investment process and a better vision of the financial products available and fitting their profile. The users are unanimous, such system would be useful to guide and inform investors. Experts' comments allowed us to pin point future improvements in both the investment process and the prototype.


identifier: Layouni, R. L. (2013). Terminaison des codes convolutionnels récursifs doublement-orthogonaux  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

type:
Mémoire ou thèse
NonPeerReviewed

abstract: RÉSUMÉ: Le travail de recherche présenté dans ce mémoire est un prolongement des travaux précédemment entamés sur les codes convolutionnels récursifs doublement orthogonaux (RCDO). Ces codes correcteurs d'erreur ont pour objectif de corriger les erreurs se produisant lors de la transmission, dans un canal bruité, de l'information entre une source et un destinataire. À ce jour, ces codes RCDO ont été seulement utilisés dans le contexte d'une transmission en continu et sont uniquement appliqués à des trames de longueurs indéfinies. Cependant, il devient indispensable de considérer le problème lié à la terminaison des codes convolutionnels RCDO lorsque nous envisageons de les utiliser au sein des systèmes de communication basés sur une transmission par paquets tels que WiMax, Ethernet,  LTE, etc. Le problème de la terminaison est un problème ouvert en général pour tous les codes convolutionnels récursifs et consiste à ajouter une séquence de bits spécifique à la fin de la trame de sorte que le codeur RCDO reconverge vers l'état initial. Typiquement, cela implique que tous les éléments de délai composant les registres à décalage du codeur possèdent la valeur zéro à la fin de la transmission. Bien que la terminaison des codes RCDO entraîne une légère perte du taux de codage, des améliorations de protection contre les erreurs à la fin de la trame sont effectuées. Les objectifs de ce mémoire sont multiples. Dans un premier temps, ce travail permet d'étudier et de résoudre le problème de terminaison des codeurs RCDO. Nous avons proposé une nouvelle technique de terminaison capable de trouver les bits de terminaison qui permettent de reconduire le codeur RCDO vers l'état initial toute en assurant une complexité raisonnable associée à la génération de la séquence de terminaison. Cette technique nous a permis de réduire le plus possible la longueur de la séquence de terminaison à environ celle de la mémoire du codeur. À partir de la technique de terminaison proposée, il devient possible de définir les conditions de la terminaison qu'on doit imposer aux connexions du codeur dans le but de générer des codes RCDO terminables. En tenant compte des conditions de terminaison ainsi que des conditions de double orthogonalité, nous avons aussi proposé un nouvel algorithme de recherche capable de construire une architecture efficace des codeurs RCDO multi-registres terminables.  ABSTRACT: This thesis presents an extension of a previous work started on Recursive Convolutional Doubly-Orthogonal (RCDO) codes. These error correcting codes are designed to detect and/or to correct errors caused by the corruptive channel noise during the transmission of data from a source to a destination. So far, RCDO codes were only decoded in a streaming fashion and were only applied to frames of indefinite lengths. However, it is essential to consider the termination for convolutional RCDO codes when used in packet-based communication systems such as WiMax, Ethernet and LTE. The termination problem remains an open and complex problem for all recursive convolutioanl codes and consists of adding a well-defined sequence of tail bits at the end of the frame so that the RCDO encoder can converge to the initial state, usually the all-zero state, which denotes that all the next information and parity bits are zero. Although the termination of RCDO codes causes a small loss of the coding rate, this can facilitate a good error performance over the last bits of a frame. This thesis has several objectives. First of all, this work studies and solves the RCDO encoder termination problem. In fact, for convolutional codes, the feedforward encoders can be terminated by simply injecting a sequence of zeros to their inputs. However, this is not a trivial problem for RCDO encoders due to their particular recursive structure. A termination sequence, whose component depends on the encoder state, can be determined by solving a system of linear equations over GF(2). For that purpose, we propose a novel termination algorithm for generating, with a reasonable complexity, the tail bits that takes the encoder back to a known state. Moreover, this algorithm allows to minimize the length of the termination sequence to approximately the code memory. From the proposed termination algorithm, it becomes possible to define a number of additional conditions, called termination conditions, which must be imposed on the encoder's connexions in order to make the RCDO encoder terminable. Taking into consideration the terminations conditions, along with the code doubly orthogonal conditions, we also propose a new searching algorithm capable of building an efficient architecture of multi shift registers terminable RCDO encoders.


identifier: Farah, R. (2013). Computer Vision Tools for Rodent Monitoring  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les rongeurs sont régulièrement utilisés dans les expériences et la recherche biomédicale. Ceci est dû entre autres aux caractéristiques qu'ils partagent avec les humains, au faible coût et la facilité de leur entretien, et à la brièveté de leur cycle de vie. La recherche sur les rongeurs implique généralement de longues périodes de surveillance et de suivi. Quand cela est fait manuellement, ces tâches sont très fastidieuses et possiblement erronées. Ces tâches impliquent un technicien pour noter la position ou le comportement du rongeur en chaque instant. Des solutions de surveillance et de suivi automatique ont été mises au point pour diminuer la quantité de travail manuel et permettre de plus longues périodes de surveillance. Plusieurs des solutions proposées pour la surveillance automatique des animaux utilisent des capteurs mécaniques. Même si ces solutions ont été couronnées de succès dans leurs tâches prévues, les caméras vidéo sont toujours indispensables pour la validation ultérieure. Pour cette raison, il est logique d'utiliser la vision artificielle comme un moyen de surveiller et de suivre les rongeurs. Dans cette thèse, nous présentons des solutions de vision artificielle à trois problèmes connexes concernant le suivi et l'observation de rongeurs. La première solution consiste en un procédé pour suivre les rongeurs dans un environnement biomédical typique avec des contraintes minimales. La méthode est faite de deux phases. Dans la première phase, une technique de fenêtre glissante fondée sur trois caractéristiques est utilisée pour suivre le rongeur et déterminer sa position approximative dans le cadre. La seconde phase utilise la carte d'arrêts et un système d'impulsions pour ajuster les limites de la fenêtre de suivi aux contours du rongeur. Cette solution présente deux contributions. La première contribution consiste en une nouvelle caractéristique, les histogrammes d'intensité qui se chevauchent. La seconde contribution consiste en un nouveau procédé de segmentation qui utilise une soustraction d'arrière-plan en ligne basée sur les arrêts pour segmenter les bords du rongeur. La précision de suivi de la solution proposée est stable lorsqu'elle est appliquée à des rongeurs de tailles différentes. Il est également montré que la solution permet d'obtenir de meilleurs résultats qu'une méthode de  l'état d'art.  La deuxième solution consiste en un procédé pour détecter et identifier trois comportements chez les rongeurs dans des conditions biomédicales typiques. La solution utilise une méthode basée sur des règles combinée avec un système de classificateur multiple pour détecter et classifier le redressement, l'exploration et l'état statique chez un rongeur. La solution offre deux contributions. La première contribution consiste en une nouvelle méthode pour détecter le comportement des rongeurs en utilisant l'image historique du mouvement. La seconde contribution est une nouvelle règle de fusion pour combiner les estimations de plusieurs classificateurs de machine à vecteur du support. La solution permet d'obtenir un taux de précision de reconnaissance de 87%. Ceci est conforme aux exigences typiques dans la recherche biomédicale. La solution se compare favorablement à d'autres solutions de l'état de l'art. La troisième solution comprend un algorithme de suivi qui a le même comportement apparent et qui maintient la robustesse de l'algorithme de CONDENSATION. L'algorithme de suivi simplifie les opérations et réduit la charge de calcul de l'algorithme de CONDENSATION tandis qu'il maintient une précision de localisation semblable. La solution contribue à un nouveau dispositif pour attribuer les particules, à un certain intervalle de temps, aux particules du pas de temps précédent. Ce système réduit le nombre d'opérations complexes requis par l'algorithme de CONDENSATION classique. La solution contribue également à un procédé pour réduire le nombre moyen de particules générées au niveau de chaque pas de temps, tout en maintenant le même nombre maximal des particules comme dans l'algorithme de CONDENSATION classique. Finalement, la solution atteint une accélération 4,4 × à 12 × par rapport à l'algorithme de CONDENSATION classique, tout en conservant à peu près la même précision de suivi.  ABSTRACT: Rodents are widely used in biomedical experiments and research. This is due to the similar characteristics that they share with humans, to the low cost and ease of their maintenance and to the shortness of their life cycle, among other reasons. Research on rodents usually involves long periods of monitoring and tracking. When done manually, these tasks are very tedious and prone to error.  They involve a technician annotating the location or the behavior of the rodent at each time step. Automatic tracking and monitoring solutions decrease the amount of manual labor and allow for longer monitoring periods. Several solutions have been provided for automatic animal monitoring that use mechanical sensors. Even though these solutions have been successful in their intended tasks, video cameras are still indispensable for later validation. For this reason, it is logical to use computer vision as a means to monitor and track rodents.  In this thesis, we present computer vision solutions to three related problems concerned with rodent tracking and observation. The first solution consists of a method to track rodents in a typical biomedical environment with minimal constraints. The method consists of two phases. In the first phase, a sliding window technique based on three features is used to track the rodent and determine its coarse position in the frame. The second phase uses the edge map and a system of pulses to fit the boundaries of the tracking window to the contour of the rodent. This solution presents two contributions. The first contribution consists of a new feature, the Overlapped Histograms of Intensity (OHI). The second contribution consists of a new segmentation method that uses an online edge-based background subtraction to segment the edges of the rodent. The proposed solution tracking accuracy is stable when applied to rodents with different sizes. It is also shown that the solution achieves better results than a state of the art tracking algorithm. The second solution consists of a method to detect and identify three behaviors in rodents under typical biomedical conditions. The solution uses a rule-based method combined with a Multiple Classifier System (MCS) to detect and classify rearing, exploring and being static. The solution offers two contributions. The first contribution is a new method to detect rodent behavior using the Motion History Image (MHI). The second contribution is a new fusion rule to combine the estimations of several Support Vector Machine (SVM) Classifiers. The solution achieves an 87% recognition accuracy rate. This is compliant with typical requirements in biomedical research. The solution also compares favorably to other state of the art solutions. The third solution comprises a tracking algorithm that has the same apparent behavior and that maintains the robustness of the CONDENSATION algorithm. The tracking algorithm simplifies the operations and reduces the computational load of the CONDENSATION algorithm while conserving similar tracking accuracy. The solution contributes to a new scheme to assign the particles at a certain time step to the particles of the previous time step. This scheme reduces the number of complex operations required by the classic CONDENSATION algorithm. The solution also contributes a method to reduce the average number of particles generated at each time step, while maintaining the same maximum number of particles as in the classic CONDENSATION algorithm. Finally, the solution achieves 4.4× to 12× acceleration when compared to the classical CONDENSATION algorithm, while maintaining roughly the same tracking accuracy.


identifier: Martin, T. (2013). Égalisation adaptative et non invasive de la réponse temps-fréquence d'une petite salle  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Dans le cadre de cette recherche, on s'intéresse au son, à l'environnement dans lequel il se propage, à l'interaction entre l'onde de son et son canal de transmission ainsi qu'aux transformations induites par les composantes d'une chaine audio. Le contexte précis étudié est celui de l'écoute musicale sur haut-parleurs.Pour le milieu dans lequel l'onde se propage, comme pour tout canal de transmission, il existe des fonctions mathématiques permettant de caractériser les transformations induites par le canal sur un signal qui le traverse. Un signal électrique sert de signal d'excitation pour ce canal constitué en l'occurrence d'un amplificateur, d'un haut-parleur et de la salle dans laquelle a lieu l'écoute, qui selon ses caractéristiques, retourne en sortie à la position d'écoute une onde de son altérée. Réponse en fréquence, réponse à l'impulsion, fonction de transfert ; les mathématiques utilisées ne diffèrent en rien de celles servant communément à la caractérisation d'un canal de transmission ou à l'expression des fonctions liant les sorties d'un système linéaire à ses entrées. Naturellement, il y a un but à cet exercice de modélisation : l'obtention de la réponse de la chaine amplificateur/salle/haut-parleur rend possible sa correction. Il est commun dans bien des contextes d'écoute, qu'un filtre soit inséré dans la chaine audio entre la source (exemple : lecteur CD) et le haut-parleur qui transforme le signal électrique en signal acoustique propagé dans la salle. Ce filtre, dit « égalisateur », a pour but de compenser en fréquences l'effet des composantes de la chaine audio et de la salle sur le signal sonore y étant transmis. Ses propriétés découlent de celles de l'amplificateur, du haut-parleur et de la salle. Bien qu'analytiquement rigoureuse, l'approche physique, centrée sur la modélisation physique du haut-parleur et sur l'équation de propagation de l'onde acoustique, est mal adaptée aux salles à géométrie complexe ou changeante au fil du temps. La seconde approche, la modélisation expérimentale, abordée dans ce travail, fait abstraction des propriétés physiques. La chaine amplificateur/haut-parleur/salle y est plutôt vue comme une « boite noire » comprenant entrées et sorties. Le problème étudié est celui de la caractérisation d'un système électro-acoustique ayant comme unique entrée un signal émis à travers un haut-parleur dans une salle, et comme unique sortie le signal capté par un microphone placé à la position d'écoute. L'originalité de ce travail réside non seulement dans la technique développée pour en arriver à cette caractérisation, mais surtout dans les contraintes imposées dans la manière d'y arriver. La majorité des techniques documentées à ce jour font appel à des signaux d'excitation dédiés à la mesure ; des signaux dotés de caractéristiques favorables à la simplification du calcul de réponse impulsionnelle qui en découle. Des signaux connus sont émis à travers un haut-parleur et la réponse à leur excitation est captée à l'aide d'un microphone à la position d'écoute. L'exercice de mesure lui-même pose problème, notamment, lorsqu'un auditoire est présent dans la salle. Aussi, la réponse de la salle peut changer entre le moment de la prise de mesure et l'écoute si la salle est reconfigurée, par exemple un rideau est tiré ou une estrade déplacée. Dans le cas d'une salle de spectacle, le haut-parleur utilisé peut varier selon le contexte. Un recensement des travaux dans lesquels des solutions à ce problème sont suggérées fut effectué. Le principal objectif est de développer une méthode innovatrice permettant de capturer la réponse impulsionnelle de la chaine audio à l'insu de l'auditoire. Pour ce faire, aucun signal dédié à la mesure ne doit être utilisé. La méthode développée permet la capture de la réponse impulsionnelle électro-acoustique en n'exploitant que les signaux musicaux. Le résultat est, un algorithme permettant la modélisation dynamique et en continu de la réponse d'une salle. Un filtre égalisateur numérique à réponse impulsionnelle finie doit être conçu, lui aussi capable de s'adapter dynamiquement au comportement de la salle, même lorsque celui-ci varie au fil du temps. La familiarisation avec des concepts plus avancés de programmation C++ orienté objet étant de mise, une technique permettant d'exploiter des signaux musicaux afin d'obtenir la réponse impulsionnelle et la réponse en fréquence du système fut testée expérimentalement sous forme d'un module VST. L'excitation est procurée par les signaux musicaux émis sur haut-parleurs durant l'écoute. Une moyenne mobile pondérée reconstruit statistiquement, au fil du temps, la réponse de la salle sur toute la plage de fréquences audibles. Dans le but d'en quantifier la performance, la réponse en fréquence obtenue est comparée à celle obtenue par une méthode standard servant de référence. L'erreur quadratique moyenne sert de métrique d'erreur et montre que plus la musique défile, plus la réponse en fréquence obtenue s'apparente à la référence pour un même point d'écoute. Une approche à résolution spectrale variable est utilisée pour construire, par bandes de fréquences, la réponse du filtre découlant de celle de la chaine audio. La réponse en fréquence du système corrigée par le filtre égalisateur est plus plane que celle du système initial. Des techniques explorées dans le cadre de ce travail de recherche ont mené à la publication d'un article scientifique dans une revue à comité de lecture et un article de conférence dans lesquels des méthodes similaires furent exploitées en génie des mines.  ABSTRACT: In this research, we are interested in sound, environment wherein it propagates, the interaction between the sound wave and a transmission channel, and the changes induced by the components of an audio chain. The specific context studied is that of listening to music on loudspeakers. For the environment in which sound wave propagates, like for any transmission channel, there are mathematical functions used to characterize the changes induced by a channel on the signal therethrough. An electric signal serves as a input for a system, in this case consisting of an amplifier, a loudspeaker, and the room where the listening takes place, which according to its characteristics, returns as an output at the listening position, an altered sound wave. Frequency response, impulse response, transfer function, the mathematics used are no different from those used commonly for the characterization of a transmission channel or the expression of the outputs of a linear system to its inputs. Naturally, there is a purpose to this modeling exercise: getting the frequency response of the amplifier/loundspeaker/room chain makes possible its equalization. It is common in many contexts of listening to find a filter inserted into the audio chain between the source (Eg CD player) and the amplifier/loudspeaker that converts the electrical signal to an acoustic signal propagated in the room. This filter, called “equalizer” is intended to compensate the frequency effect of the components of the audio chain and the room on the sound signal that will be transmitted. Properties for designing this filter are derived from those of the audio chain. Although analytically rigorous, physical approach, focusing on physical modeling of the loudspeaker and the propagation equation of the acoustic wave is ill-suited to rooms with complex geometry and changing over time. The second approach, experimental modeling, and therefore that addressed in this work, ignores physical properties. The system audio  chain is rather seen as a “black box” including inputs and outputs. The problem studied is the characterization of an electro-acoustic system as having a single input signal transmitted through a speaker in a room, and a single output signal picked up by a microphone at the listening position. The originality of this work lies not only in the technique developed to arrive at this characterization, but especially in the constraints imposed in order to get there. The majority of technics documented to this date involve using excitation signals dedicated the measure; signals with favorable characteristics to simplify the calculation of the impulse response of the audio chain. Known signals are played through a loudspeaker and the room's response to excitation is captured with a microphone at the listening position. The measurement exercise itself poses problem, especially when there is an audience in the room. Also, the response of the room may change between the time of the measurement and time of listening. If the room is reconfigured for example, a curtain is pulled or the stage moved. In the case of a theater, the speaker used may vary depending on the context. A survey of work in which solutions to this problem are suggested was made. The main objective is to develop an innovative method to capture the impulse response of an audio chain without the knowledge of the audience. To do this, no signal dedicated to the measurement should be used. The developed method allows the capture of the electro-acoustic impulse response exploiting only the music signals when it comes to a concert hall or using a movie sound track when a movie is a movie theater. As a result, an algorithm for modeling dynamicly and continuously the response of a room. A finite impulse response filter acting as a digital equalizer must be designed and also able to dynamically adapt the behavior of  the room, even when it varies over time. Familiarization with more advanced programming concepts of object-oriented C++ being put, a technique to exploit music signals to obtain the impulse response and frequency response of the audio chain was implemented as a VST module and tested experimentally. The excitation is provided by music signals played through speakers. Using a weighted moving average reconstructed statistically over time, the response of the room on the entire audible frequency range is obtained. In order to quantify the performance the frequency response obtained is compared with that obtained by using a standard reference method. The mean square error is used as an error metric and shows that more music scrolls, more the frequency response obtained is similar to the reference one for the same listening position. A multi spectral resolution method is used to build, for diffrent frequency bands, the filter response arising from the inversion of the room/speaker frequency response. The resulting dynamically adapting filter has properties similar to those of the human ear, a significant spectral-resolution in lower frequencies, and high time-resolution at high frequencies. The response corrected by the filter system tends approaching to a pure pulse. Techniques explored in the context of this research led to the publication of a scientific article in a peer reviewed journal and one conference paper in which similar methods were used for mining engineering applications.


identifier: Sioui-Latulippe, O. (2013). Amélioration de la compressibilité d'une nouvelle poudre d'acier à outils pour l'amélioration de la résistance à l'usure à haute température de pièces automobiles  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce projet a pour objectif principal d'améliorer la compressibilité de la poudre TS4 pour 1) en insérer de plus grandes quantités dans les mélanges ou pour 2) obtenir des pièces plus denses. L'hypothèse poursuivie est qu'améliorer la compressibilité de la poudre TS4 permettra d'obtenir des pièces avec de meilleures propriétés mécaniques (notamment la dureté à chaud et la résistance à l'usure). La poudre TS4 est un acier à outils qui a été développé par Philippe Beaulieu [1]. Une pièce fabriquée à partir de la poudre TS4 a un coût de production (matières premières et procédé de mise en œuvre) relativement faible par rapport aux matériaux actuellement utilisés. De plus, Beaulieu a montré que les propriétés mécaniques du mélange conçu avec la poudre TS4 (le mélange LMO) sont meilleures ou similaires à celles d'un mélange industriel normalement utilisé pour l'application visée (siège de soupape). La nouvelle poudre d'acier à outils TS4A7 (935 ± 51HV0.025) est le constituant du mélange industriel LMO qui limite le plus la densité des pièces produites avec ce mélange. Plusieurs techniques ont été testées dans ce travail pour tenter d'améliorer la compressibilité de la poudre TS4A7. Un broyage à faible énergie avec un broyeur à boulets effectué sur la poudre TS4A7 n'a pas eu un effet significatif sur la densité à cru du mélange. La densité à cru du mélange est de 6.79±0.01g/cm³ tandis que celle du mélange contenant la poudre broyée est de 6.82±0.03g/cm³. Un traitement thermique de type recuit a été développé et optimisé (HT45opt) pour réduire la dureté de la poudre TS4A7 et en améliorer la compressibilité. La planification et l'analyse d'expériences a été utilisée pour déterminer le groupe de paramètres de recuit qui optimise la dureté de la poudre et la friabilité du gâteau après recuit. La durée du recuit et l'atmosphère de traitement thermique ont également été prises en compte. Le profil thermique étudié comporte 1) un premier plateau composé d'une température appelée T1 et d'une durée appelée t1, 2) un taux de refroidissement contrôlé appelé ∆ et 3) un second plateau composé d'une température appelée T2 et d'une durée appelée t2. Les valeurs des paramètres du traitement thermique optimisé HT45opt sont les suivantes: T1=1080°C,     t1=1h,     ∆=300°C/h,     T2=720°C,     t2=2h,    atmosphère=argon. La microdureté de la poudre résultant de ce recuit est de 438HV0.025 avec un écart type de 22. Des liens métallurgiques créés entre les particules lors du recuit font en sorte que la poudre libre se comporte comme un solide suite au recuit. Ce solide est appelé gâteau. Le gâteau a été broyé au broyeur à disques pour le transformer en poudre. Les observations ont montré que ce type de broyage ne permet pas de détruire tous les liens métallurgiques créés lors du recuit. Ainsi, suite au broyage, de petites particules (10µm) sont encore « accrochées » à des particules plus grossières (50µm). De plus, le broyage du gâteau augmente la dureté de la poudre. Après broyage à disques, la microdureté de la poudre est de 489HV0.025 avec un écart type de 18. L'effet du recuit sur la compressibilité de mélanges composés de poudre Atomet 1001 et de poudre TS4A7 à l'état recuit ou atomisé a été mesuré. Les résultats ont montré que la densité à cru diminue linéairement lorsque la fraction massique de la poudre TS4A7 recuite augmente. La densité à cru du mélange contenant 20%m de poudre TS4A7 est passée de 6.79 à 7.00g/cm³ lorsque de la poudre recuite a été utilisée. La courbe de tendance calculée avec les résultats a permis de conclure qu'il est possible d'insérer jusqu'à 33%m de poudre TS4A7 recuite pour obtenir une densité à cru similaire à celle obtenue avec un mélange contenant 20%m de poudre TS4A7 à l'état atomisé. Il s'agit d'une augmentation de la teneur en poudre TS4A7 de 65% (20 + 20 * 65% = 33). L'effet du recuit sur la compressibilité de mélanges LMO a également été mesuré. La densité à cru des mélanges contenant 20%m de poudre TS4A7 est passée de 6.70 à 6.98g/cm³ grâce à l'utilisation d'un recuit. La densité à cru du mélange contenant 40%m de poudre TS4A7 recuite (6.67g/cm³) est similaire à celle du mélange qui contient 20%m de poudre TS4A7 atomisée (6.70g/cm³). La résistance à cru du mélange LMO augmente significativement lorsqu'il contient la poudre recuite. Ainsi, la résistance à cru passe de 13.6 MPa pour le mélange contenant la poudre atomisée à 18.9, 23.3 et 18.2 MPa pour les mélanges contenant 20%m, 40%m et 75%m de poudre TS4A7 recuite respectivement. Cette amélioration de la résistance à cru est attribuable à la morphologie des poudres TS4A7 recuites. Le broyage du gâteau de recuit au broyeur à disques ne détruit pas tous les cous. Les petites particules satellites qui restent accrochées aux particules plus grossières peuvent servir de points d'ancrages améliorant ainsi la résistance à cru. L'amélioration de la résistance à cru à l'aide de ce mécanisme est cependant annulée par l'augmentation de la fraction volumique des porosités dans le cas du mélange LMO75HT. Le temps d'écoulement du mélange LMO n'est pas affecté par la poudre recuite. En effet, les mélanges contenant 20%m de poudre atomisée et 20%m de poudre recuite ont la même durée d'écoulement (31sec.). La durée d'écoulement, cependant, augmente lorsque la fraction massique de poudre recuite augmente. En effet, le temps d'écoulement passe de 31sec à 33sec et à 37sec pour les mélanges contenant 20%m, 40%m et 75%m de poudre recuite respectivement. Ainsi, bien que la morphologie de la poudre recuite et broyée au broyeur à disques soit plus irrégulière que celle de la poudre atomisée, une fraction massique de 20%m dans le mélange LMO n'est pas suffisante pour affecter l'écoulement du mélange. Cependant, plus la fraction massique de poudre recuite augmente, plus temps d'écoulement augmente. Suite au frittage (1120°C, 20min, 8%H2/92%N2), le mélange LMO contenant 20%m de poudre TS4A7 recuite est plus dense que celui contenant 20%m de poudre TS4A7 atomisée (6.98 VS 6.83g/cm³). Le mélange LMO contenant 40%m de poudre TS4A7 recuite, cependant, a une densité plus faible que celle du mélange 20%m de poudre TS4A7 à l'état atomisé (6.72 VS 6.83g/cm³). Le mélange LMO contenant 75%m de poudre TS4A7 recuite a une densité de 6.20g/cm³. Malgré ces différences de densité, la dureté est très semblable pour tous les échantillons. En effet, la macrodureté apparente de l'échantillon contenant 20%m de poudre TS4A7 à l'état atomisé est de 65.3HRA. La macrodureté apparente des échantillons contenant la poudre recuite est de 65.6, 66.5 et 66.1HRA pour les échantillons contenant 20%m, 40%m et 75%m de poudre TS4A7 recuite respectivement. Les particules TS4A7 frittées et atomisées ont une microdureté moyenne de 1014HV0.025 tandis que les particules TS4A7 recuites et frittées ont une microdureté moyenne de 923HV0.025. Somme toute, la compressibilité de la poudre TS4 a été améliorée, mais cette amélioration n'a pas eu de répercussion majeure sur la macrodureté apparente des mélanges frittés. L'effet du pourcentage de carbone de la poudre TS4 sur la compressibilité des mélanges LMO a été mesuré. Les poudres utilisées ainsi que leur pourcentage de carbone sont les suivants : TS4A7 – 3.66%C,     TS4C2.70 – 2.70%C,     TS4C1.51 – 1.51%C,     TS4C0.78 – 0.78%C. Les mélanges conçus pour l'étude du pourcentage de carbone contiennent tous 40%m de poudres TS4 à bas carbone. De plus, toutes ces poudres ont été recuites. La densité à cru du mélange LMO contenant 40%m de poudre TS4A7 recuite est de 6.67g/cm³ alors que la densité à cru des mélanges LMO contenant 40%m de poudre TS4C2.70, TS4C1.51 et TS4C0.78 est de 6.90g/cm³, 6.93g/cm³ et 6.87g/cm³ respectivement. Ces résultats montrent que la densité à cru augmente lorsque le pourcentage de carbone diminue, sauf pour le mélange contenant la poudre TS4C0.78 puisque cette poudre contient beaucoup de porosités internes qui font en sorte que sa densité apparente est faible par rapport à celle des autres poudres à bas carbone (2.81 VS 3.44 et 4.02g/cm³).  La densité du mélange LMO40C2.70 reste la même suite au frittage tandis que la densité des mélanges LMO40C1.51 (de 6.93 à 6.86 g/cm³) et LMO40C0.78 (de 6.87 à 6.76g/cm³) diminue suite au frittage. La couche d'oxyde autour des poudres TS4C1.51 et TS4C0.78 empêche un frittage adéquat ce qui explique, au moins en partie, la réduction de la densité. La macrodureté apparente du mélange contenant la poudre TS4C2.70 est la plus élevée (67.4HRA) alors que celle des deux autres sont les plus basses (64.5 et 63.5 HRA). La microdureté des particules TS4C2.70 dans le mélange LMO est de 962HV0.025. Elle est de 895HV0.025 pour la poudre TS4C1.51 et de 832HV0.025 pour la poudre TS4C0.78  ABSTRACT: The general objective of this project is to improve the compressibility of the TS4 powder to1) increase the amount of TS4A7 powder in the mixes or to 2) increase the density of the parts. Improving the compressibility of the TS4 powder should increase the most important mechanical properties of the parts for the aimed application (hot hardness and wear resistance). The TS4 powder is a tool steel that Philippe Beaulieu [1] developed for his Ph.D.. Parts made with this powder help to reduce production costs (raw materials and process) in comparison with competitors materials. Furthermore, Beaulieu showed that the mechanical properties of the parts made with the mix he conceived specifically for the TS4 powder (LMO mix) are better or similar to those of mixes currently used for the same application (valve seat inserts - VSI). The tool steel powder TS4A7 (935 ± 51HV0.025) is the constituent of the LMO mix that limits the density of parts. Many techniques were investigated to improve the compressibility of the TS4A7 powder. The TS4A7 was milled with a low energy ball mill prior to mixing and compacting the powder. This milling step did not have a significant effect on the green density of the mix. The green density obtained for the mix containing the as-atomized TS4A7 powder was 6.79±0.01g/cm³ while that of the mix containing the milled powder was 6.82±0.03g/cm³. An annealing heat treatment was developed and optimized (HT45opt) in order to reduce the hardness of the TS4A7 particles and thus increase their compressibility. Designs of experiments were carried out to determine the group of annealing parameters that optimizes the hardness and the friability of the cake after annealing. The duration of the heat treatment and the nature of the protective gas were also taken into account. The thermal profile consists of 1) a first dwell at temperature T1 and a dwelling time of t1, 2) a controlled cooling rate named ∆ and 3) a second dwell at temperature T2 and a dwelling time of t2. The values of the parameters of the optimized heat treatment are as follow: T1=1080°C,     t1=1h,     ∆=300°C/h,     T2=720°C,     t2=2h,    atmosphere=argon. The microhardness of the annealed powder is 438HV0.025 with a standard deviation of 22. Metallurgical bonds are created between the particles during annealing. These bonds are strong enough to make the particles act like a solid. This solid is called a cake. The cake was milled with a disk mill to transform the cake back into a powder. Observations showed that this milling technique does not eliminate all the bonds created during annealing. Thus, small particles (10µm) are still bonded to the coarser particles (50µm) after milling the cake. Furthermore, milling the cake increases the hardness of the annealed powder. After milling the powder cake, the microhardness of the powder is 489HV0.025 with a standard deviation of 18. The effect of annealing on the compressibility of mixes containing Atomet 1001 and TS4A7 powders was investigated. The results showed that the green density decreases linearly when the amount of TS4A7 powder in the mixes increases. The green density of the mix containing 20%m of TS4A7 powder increased from 6.79 to 7.00g/cm³ using the annealed powder. It was determined that it is possible to insert 33%m of TS4A7 annealed powder in the mix and obtain a green density similar to that of the mix containing 20%m TS4A7 as-atomized powder. This is a 65% increase of the TS4A7 powder content in the mix (20+20*65%=33). The effect of annealing on the LMO mix was also investigated. The green density of mixes containing 20%m TS4A7 powder increased from 6.70 to 6.98g/cm³ using the annealed powder instead of the as-atomized powder. The green density of the mix containing 40%m TS4A7 annealed powder was not significantly smaller than that of the mix containing 20%m as-atomized powder (6.67g/cm³). The green resistance increases significantly when using the annealed powder. It increases from 13.6MPa to 18.8, 23.3, 18.2 MPa for the mixes containing 20%m, 40%m and 75%m TS4A7 annealed powder respectively. The flow of the LMO mix is not significantly affected by the annealed powder. The two mixes containing 20%m TS4A7 powder (as-atomized and annealed) show very similar flowing times (31sec). The flow, however, increases when the amount of TS4A7 powder in the mix increases. Effectively, the flow time increases from 31sec to 33sec and to 37sec for the mixes containing 20%m, 40%m and 75%m annealed powder. After sintering (1120°C, 20min, 8%H2/92%N2), the LMO mix containing 20%m TS4A7 annealed powder has a larger density than that of the mix containing 20%m TS4A7 as-atomized powder (6.98 VS 6.83g/cm³). The density of the mix containing 40%m TS4A7 annealed powder, however, is smaller (6.72g/cm³). Finally, the density of the LMO mix containing 75%m of TS4A7 annealed powder is 6.20g/cm³. Despite these results, the apparent hardness of the sintered samples is very similar for all the mixes. Effectively, the apparent hardness of the sample containing 20%m TS4A7 as-atomized is 65.3HRA while the apparent hardness of the samples containing the annealed powder is 65.6, 66.5 and 66.1HRA for 20%m, 40%m and 75%m annealed powder respectively. The microhardness of the TS4A7 as-atomized and sintered particles in the sintered sample is 1014HV0.025 while that of the TS4A7 annealed and sintered particles is 923HV0.025. The effect of carbon content of the TS4 powder on the compressibility was also investigated. The powders used for this investigation and their carbon content are as follow: TS4A7 – 3.66%C,     TS4C2.70 – 2.70%C,     TS4C1.51 – 1.51%C,     TS4C0.78 – 0.78%C. All the powders were annealed and all the LMO mixes produced with these powders contain 40%m of TS4 powder. The results show that the green density increases when the carbon content decreases except for the mix containing the TS4C0.78 because that powder has a large amount of internal porosities. These internal porosities decrease the apparent density of that powder compared to that of the other low carbon TS4 powders (2.81 VS 3.44 and 4.02g/cm³). The green density of the mix with the TS4A7 annealed powder is 6.67g/cm³ while the green density of the mixes with the TS4C2.70, TS4C1.51 and TS4C0.78 powders is 6.90, 6.93 and 6.87g/cm³ respectively. The density of the mix containing the TS4C2.70 powder does not change after sintering while the density of the two other mixes decreases after sintering (from 6.93 to 6.86 g/cm³ for LMO40C1.51 and from 6.87 to 6.76g/cm³ for LMO40C0.78). An oxide layer surrounding the TS4C1.51 and TS4C0.78 particles prevented an adequate sintering of the mixes containing these powders. The apparent hardness of the sintered sample containing the TS4C2.70 powder is the largest (67.4HRA) while that of the two others are the smallest. The microhardness of the TS4C2.70 particles in the LMO mix is 962HV0.025. To conclude, the compressibility of the TS4 powder was increased, but this increase did not have a significant effect on the apparent hardness of the sintered samples produced with the LMO mixes.


identifier: Maknoon, M. Y. (2013). Scheduling Material Handling in Cross-Docking Terminals  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La manutention au sein des plateformes de distribution est un problème d'ordonnancement. Le transport interne des produits doit en effet être synchronisé avec les arrivées et les départs des camions. Ce problème se retrouve dans toutes les plateformes de distribution où la manipulation des produits est effectuée manuellement par l'opérateur. Dans cette thèse, nous investiguons ce problème d'ordonnancement dans les plateformes de distribution. Nous mettons en relief  les différentes facettes de ce problème et proposons une classification de ses différents sous problèmes. De manière générale, l'objectif est d'éviter les doubles manipulations (déplacer un produit d'un camion vers le stock, puis du stock vers un camion) qui doublent les coûts sans valeur ajoutée. Il faut minimiser ces doubles manipulations en orchestrant les transferts internes et la séquence de chargement/ déchargement des camions. Dans une première partie, nous analysons la structure du problème avec un modèle simplifié n'ayant qu'un quai de réception et un quai d'envois. Nous formalisons les décisions de manipulation interne et développons un algorithme optimal pour déterminer le meilleur plan de transfert de produits lorsque la séquence des camions est connue. Cet algorithme est utilisé comme fonction d'évaluation dans une recherche stochastique pour minimiser les doubles manipulations et optimisant les séquences de chargement/déchargement. Nous présentons ensuite un modèle de programmation linéaire en nombres entiers du problème général (ordonnancement des arrivées et départs de camions et transfert interne des produits). Nous proposons un algorithme de séparation et d'évaluation permettant une résolution efficace du problème. Nous proposons des structures de dominance et quelques inégalités valides permettant d'améliorer les performances de l'algorithme. Cette approche nous permet de résoudre à l'optimum en un temps raisonnable de très gros problèmes. Dans une seconde partie, nous étendons ces modèles au problème général avec plusieurs quais. Nous nous intéressons d'abord au terminal de type satellite où l'ordonnancement des camions d'entrée est connu. Ces plateformes opèrent en deux mouvements différents : l'ordonnancement et chargement pour le transport de nuit et celui pour les livraisons matinales. Nous donnons une représentation mathématique qui permet de résoudre les problèmes de petite taille. Pour ceux de plus grandes ampleurs, nous utilisons une heuristique. Les résultats numériques montrent la validité de cette approche.  Finalement, nous généralisons le type de plateforme (les séquences d'arrivée et de départ sont à déterminer) et développons un nouveau modèle d'ordonnancement plus compact.  Nous utilisons pour les grandes instances une recherche par voisinage. Nous mettons en place des voisinages originaux adaptés à ce type d'ordonnancement.  Mots clés: Transfert de produits, ordonnancement, plateforme de transbordement, recherche stochastique, programmation à nombres entiers, heuristiques, recherche du plus proche voisin.  ABSTRACT: Material handling in cross-dock is a relevant class of scheduling problems in distribution centers in which inner transhipment decisions need to be considered in addition to the processing order of trucks. The problem has applications in distribution centers where operators manually perform internal transhipment. In this dissertation, we investigate the problem of material handling inside cross-docking terminals. The main component of the problem is presented, followed by a classification scheme to express its diversity. Moreover, double handling identifies the main source of deficiencies in transferring operations. The objective is to synchronize the trucks' loading and unloading sequences with internal transferring decisions to minimize excessive product displacement inside the terminal. First, the problem is studied for a conceptual model of the platform with single receiving and shipping doors. We formalize decisions on internal transhipment and develop an algorithm to determine the best transferring plan with restricted orders on processing trucks. This algorithm is employed as an evaluation function in a stochastic search framework to ameliorate the order of processing trucks and reduce the cost of double handling. Then, a mixed integer linear programming formulation of the general problem is introduced. The proposed model determines the joint schedule between processing order of trucks at inbound and outbound doors with an internal transhipment plan. A path branching algorithm is proposed. We present several structural properties and some valid inequalities to enhance the performance of the algorithm. This method could solve fairly large instances within a reasonable time. Second, we extend the developed models and approaches to schedule material handling process for a real platform with multiple doors. In the first installment, we focus on the satellite cross-docks that have limitations on the processing order of trucks at inbound door. These platforms operate in two separate shifts: consolidating pickup freight for overnight shipments and processing received products for early morning deliveries. A mathematical formulation of the problem is presented that can solve small instances with commercial software. In addition, a sequential priority-based heuristic is introduced to tackle the large problems. Numerical results depict the stability of this approach. Finally, in the second instalment, we study the general model with no restriction on the arrival and departure pattern of trucks and formulate a new mathematical model. This model has considerably fewer variables and constraints than the previous one. Moreover, a variable neighborhood search heuristic is developed to tackle real life problems. This method consists of several operators incorporated in a search subroutine to find local optima and a perturbation operator to alter it. The developed method is adopted for three scenarios concerning limitations imposed by the network schedule. The analyzes demonstrate economical savings in the cost of material handling. Keywords:  Material handling; scheduling; cross-dock; stochastic search; Integer programming; heuristic; variable neighborhood search.


identifier: Sanche, S. (2013). Déchloration réductive de lixiviats contaminés aux produits de préservation du bois par filtre réactif  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Un site industriel servant à l'entreposage de bois traité produit un lixiviat contaminé en produits de préservation du bois, soit en arséniate de cuivre chromaté (ACC) et en pentachlorophénol (PCP) associé aux polychlorodibenzodioxines et polychlorodibenzofuranes (PCDD/F). Les PCDD/F sont des polluants persistants parmi les plus toxiques connus. L'objectif du projet était de développer un filtre réactif semi-passif pour traiter ce lixiviat. Pour cette raison un filtre réactif pilote contenant une poudre de fer zéro valent (FZV) pour la déchloration du PCP et des PCDD/F a été utilisé. La caractérisation du matériau réactif (FZV) et du filtre réactif pilote ont constitué les deux premières étapes pour l'atteinte de l'objectif du projet. Ensuite, l'efficacité du filtre réactif pilote à traiter le lixiviat contaminé à l'ACC, au PCP et aux PCDD/F a été vérifiée et comparée à 3 autres filtres réactifs pilotes installés en parallèle sur le même site. La caractérisation du FZV a été effectuée par l'analyse granulométrique au laser de la poudre, une analyse de sa composition par lixiviation et des essais en cuvée sous environnement anaérobie pour vérifier l'effet du FZV sur la déchloration des composés phénoliques chlorés et des PCDD/F hautement chlorés (4 à 8 chlores). Trois solvants ont été testés; eau, eau:éthanol (1:1, v/v) et eau:huile de silicone (1:1, v/v), et le pH initial de 7,7 a été modifié à 10 pour deux essais. Les meilleurs résultats d'enlèvement en PCDD/F ont été rendus par l'essai à l'eau au pH initial non modifié avec plus de 70% d'enlèvement de tous les congénères sauf la tétrachlorodibenzo-p-dioxine en 6,6 jours. Le FZV n'a pas semblé être en cause pour l'enlèvement du PCP selon les essais en cuvée. Enfin, la composition m/m de la poudre de FZV était de 60%(Fe), 30%(Ni) et 5,6%(Cu) et sa granulométrie était de 25 μm.  ABSTRACT: An industrial site used for preserved wood storage produces leachate contaminated with wood preservatives of chromated copper arsenate (CCA) and pentachlorophenol (PCP) which is associated to polychlorodibenzodioxins and polychlorodibenzofurans (PCDD/Fs). PCDD/Fs are persistent pollutants amongst the most toxics pollutants known. The project goal was to develop a semi-passive reactive filter to treat this leachate. For this purpose, a pilot reactive filter was used which contained zero valent iron (ZVI) for the dechlorination of PCP and PCDD/Fs. Characterization of reactive media (ZVI) and pilot reactive filter constituted the two first steps to reach the project objective. Then, the efficiency of the pilot reactive filter to treat CCA, PCP, and PCDD/Fs contaminated leachate was verified and compared with three other pilot reactive filter installed in parallel on the same site. Characterization of ZVI was carried out by a laser particle size measurement of the iron powder, a composition leaching analysis, and anaerobic batch tests to verify the effect of ZVI on dechlorination of chlorinated phenolic compounds and highly chlorinated PCDD/Fs (4 to 8 chlorine). Three solvents were tested; water, water:ethanol (1:1, v/v) and water :silicone oil (1:1, v/v), and the initial pH of 7.7 was modified to 10 for two tests. Water as the only solvent and unchanged initial pH gave the best results with more than 70% of removal of all PCDD/Fs congeners except tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) in 6.6 days. ZVI did not seem involved in the PCP removal according to batch tests results. ZVI's composition w/w was 60%(Fe), 30%(Ni), and 5.6%(Cu) and its mean particle size was 25 μm.


identifier: Guerrouj, L. (2013). Context-Aware Source Code Identifier Splitting and Expansion for Software Maintenance  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La compréhension du code source des programmes logiciels est une étape nécessaire pour plusieurs tâches de compréhension de programmes, retro-ingénierie, ou re-documentation. Dans le code source, les informations textuelles telles que les identifiants et les commentaires représentent une source d'information importante. Le problème d'extraction et d'analyse des informations textuelles utilisées dans les artefacts logiciels n'a été reconnu par la communauté du génie logiciel que récemment. Des méthodes de recherche d'information ont été proposées pour aider les tâches de compréhension de programmes telles que la localisation des concepts et la traçabilité des exigences au code source. Afin de mieux tirer bénéfice des approches basées sur la recherche d'information, le langage utilisé au niveau de tous les artefacts logiciels doit être le même. Ceci est dû au fait que les requêtes de la recherche d'information ne peuvent pas retourner des documents pertinents si le vocabulaire utilisé dans les requêtes contient des mots qui ne figurent pas au niveau du vocabulaire du code source. Malheureusement, le code source contient une proportion élevée de mots qui ne sont pas significatifs, e.g., abréviations, acronymes, ou concaténation de ces types. En effet, le code source utilise un langage différent de celui des autres artefacts logiciels. Cette discordance de vocabulaire provient de l'hypothèse implicite faite par les techniques de recherche de l'information et du traitement de langage naturel qui supposent l'utilisation du même vocabulaire. Ainsi, la normalisation du vocabulaire du code source est un grand défi. La normalisation aligne le vocabulaire utilisé dans le code source des systèmes logiciels avec celui des autres artefacts logiciels. La normalisation consiste à décomposer les identifiants (i.e., noms de classes, méthodes, variables, attributs, paramètres, etc.) en termes et à  étendre ces termes aux concepts (i.e., mots d'un dictionnaire spécifique) correspondants. Dans cette thèse, nous proposons deux contributions à la normalisation avec deux nouvelles approches contextuelles: TIDIER et TRIS. Nous prenons en compte le contexte car nos études expérimentales ont montré l'importance des informations contextuelles pour la normalisation du vocabulaire du code source. En effet, nous avons effectué deux études expérimentales avec des étudiants de baccalauréat, maîtrise et doctorat ainsi que des stagiaires postdoctoraux. Nous avons choisi aléatoirement un ensemble d'identifiants à partir d'un corpus de systèmes écrits en C et nous avons demandé aux participants de les normaliser en utilisant différents niveaux de contexte. En particulier, nous avons considéré un contexte interne qui consiste en le contenu des fonctions, fichiers et systèmes contenant les identifiants ainsi qu'un niveau externe sous forme de documentation externe.  Les résultats montrent l'importance des informations contextuelles pour la normalisation. Ils révèlent également que les fichiers de code source sont plus utiles que les fonctions et que le contexte construit au niveau des systèmes logiciels n'apporte pas plus d'amélioration que celle obtenue avec le  contexte construit au niveau des fichiers. La documentation externe, par contre, aide parfois. En résumé, les résultats confirment notre hypothèse sur l'importance du contexte pour la compréhension de programmes logiciels en général et la normalisation du vocabulaire utilisé dans le code source systèmes logiciels en particulier. Ainsi, nous proposons une approche contextuelle TIDIER, inspirée par les techniques de la reconnaissance de la parole et utilisant le contexte sous forme de dictionnaires spécialisés (i.e., contenant des acronymes, abréviations et termes spécifiques au domaine des système logiciels). TIDIER est plus performante que les approches qui la précédent (i.e., CamelCase et samurai). Spécifiquement, TIDIER atteint 54% de précision en termes de décomposition des identifiants lors de l'utilisation un dictionnaire construit au niveau du système logiciel en question et enrichi par la connaissance du domaine. CamelCase et Samurai atteint seulement 30% et 31% en termes de précision, respectivement. En outre, TIDIER est la première approche qui met en correspondance les termes abrégés avec les concepts qui leurs correspondent avec une précision de 48% pour un ensemble de 73 abréviations. La limitation principale de TIDIER est sa complexité cubique qui nous a motivé à proposer une solution plus rapide mais tout aussi performante, nommée TRIS. TRIS est inspirée par TIDIER, certes elle traite le problème de la normalisation différemment. En effet, elle le considère comme un problème d'optimisation (minimisation) dont le but est de trouver le chemin le plus court (i.e., décomposition et extension optimales) dans un graphe acyclique. En outre, elle utilise la fréquence des termes comme contexte local afin de déterminer la normalisation la plus probable. TRIS est plus performante que CamelCase, Samurai et TIDIER, en termes de précision et de rappel, pour des systèmes logiciels écrits en C et C++. Aussi, elle fait mieux que GenTest de 4% en termes d'exactitude de décomposition d'identifiants. L'amélioration apportée par rapport à GenTest n'est cependant pas statistiquement significative. TRIS utilise une représentation basée sur une arborescence qui réduit considérablement sa complexité et la rend plus efficace en terme de temps de calcul. Ainsi, TRIS produit rapidement une normalisation optimale en utilisant un algorithme ayant une complexité quadratique en la longueur de l'identifiant à normaliser. Ayant développé des approches contextuelles pour la normalisation, nous analysons alors son impact sur deux tâches de maintenance logicielle basées sur la recherche d'information, à savoir, la traçabilité des exigences au code source et la localisation des concepts. Nous étudions l'effet de trois stratégies de normalisation: CamelCase, Samurai et l'oracle sur deux techniques de localisation des concepts. La première est basée sur les informations textuelles seulement, quant à la deuxième, elle combine les informations textuelles et dynamiques (traces d'exécution). Les résultats obtenus confirment que la normalisation améliore les techniques de localisation des concepts basées sur les informations textuelles seulement. Quand l'analyse dynamique est prise en compte, n'importe qu'elle technique de normalisation suffit. Ceci est dû au fait que l'analyse dynamique réduit considérablement l'espace de recherche et donc l'apport de la normalisation n'est pas comparable à celui des informations dynamiques. En résumé, les résultats montrent l'intérêt de développer des techniques de normalisation avancées car elles sont utiles dans des situations où les traces d'exécution ne sont pas disponibles. Nous avons aussi effectué une étude empirique sur l'effet de la  normalisation sur la traçabilité des exigences au code source. Dans cette étude, nous avons analysé l'impact des trois approches de normalisation précitées sur deux techniques de traçabilité. La première utilise une technique d'indexation sémantique latente (LSI) alors que la seconde repose sur un modèle d'espace vectoriel (VSM). Les résultats indiquent que les techniques de normalisation améliorent la précision et le rappel dans quelques cas. Notre analyse qualitative montre aussi que l'impact de la normalisation sur ces deux techniques de traçabilité dépend de la qualité des données étudiées. Finalement, nous pouvons conclure que cette thèse contribue à l'état de l'art sur la normalisation du vocabulaire de code source et l'importance du contexte pour la compréhension de programmes logiciels. En plus, cette thèse contribue à deux domaines de la maintenance logicielle et spécifiquement à la localisation des concepts et à la traçabilité des exigences au code source. Les résultats théoriques et pratiques de cette thèse sont utiles pour les praticiens ainsi que les chercheurs. Nos travaux de recherche futures relatifs à la compréhension de programmes logiciels et la maintenance logicielle consistent en l'évaluation de nos approches sur d'autres systèmes logiciels écrits en d'autres langages de programmation ainsi que l'application de nos approches de normalisation sur d'autres tâches de compréhension de programmes logiciels (e.g., récapitulation de code source). Nous sommes aussi en cours de la préparation d'une deuxième étude sur l'effet du contexte sur la normalisation du vocabulaire de code source en utilisant l'oculométrie afin de mieux analyser les stratégies adoptées par les développeurs lors de l'utilisation des informations contextuelles. Le deuxième volet que nous avons entamé actuellement concerne l'impact des styles des identifiants sur la qualité des systèmes logiciels. En effet, nous sommes entrain d'inférer, en utilisant un modèle statistique (i.e., modèle de Markov cache), les styles des identifiants adoptés par les développeurs dans les systèmes logiciels. Nous sommes également entrain d'étudier l'impact de ces styles sur la qualité des systèmes logiciels. L'idée est de montrer d'abord, si les développeurs utilisent leur propre style de nommage issu de leur propre expérience ou s'ils s'adaptent au projet, i.e., aux conventions de nommage suivies (s'il y en a) et d'analyser, ensuite, les styles d'identifiants (e.g., abréviations ou acronymes) qui mènent à l'introduction de bogues et à la dégradation des attributs de qualité internes, notamment, le couplage et cohésion sémantiques.  ABSTRACT: Understanding source code is a necessary step for many program comprehension, reverse-engineering, or re-documentation tasks. In source code, textual information such as identifiers and comments represent an important source of information. The problem of extracting and analyzing the textual information in software artifacts was recognized by the software engineering research community only recently. Information Retrieval (IR) methods were proposed to support program comprehension tasks, such as feature (or concept) location and traceability link recovery. However, to reap the full benefit of IR-based approaches, the language used across all software artifacts must be the same, because IR queries cannot return relevant documents if the query vocabulary contains words that are not in the source code vocabulary. Unfortunately, source code contains a significant proportion of vocabulary that is not made up of full (meaningful) words, e.g., abbreviations, acronyms, or concatenation of these. In effect, source code uses a different language than other software artifacts. This vocabulary mismatch stems from the implicit assumption of IR and Natural Language Processing (NLP) techniques which assume the use of a single natural-language vocabulary. Therefore, vocabulary normalization is a challenging problem.  Vocabulary normalization aligns the vocabulary found in the source code with that found in other software artifacts. Normalization must both split an identifier into its constituent parts and expand each part into a full dictionary word to match vocabulary in other artifacts. In this thesis, we deal with the challenge of normalizing source code vocabulary by developing two novel context-aware approaches. We use the context because the results of our experimental studies have shown that context is relevant for source code vocabulary normalization. In fact, we conducted two user studies with 63 participants who were asked to split and expand a set of 50 identifiers from a corpus of open-source C programs with the availability of different context levels. In particular, we considered an internal context consisting of the content of functions, source code files, and applications where the identifiers appear and an external context involving external documentation. We reported evidence on the usefulness of contextual information for source code vocabulary normalization. We observed that the source code files are more helpful than just looking at function source code, and that the application-level contextual information does not help any further. The availability of external sources of information (e.g., thesaurus of abbreviations and acronyms) only helps in some circumstances. The obtained results confirm the conjecture that contextual information is useful in program comprehension, including when developers split and expand identifiers to understand them. Thus, we suggest a novel contextual approach for vocabulary normalization, TIDIER. TIDIER is inspired by speech recognition techniques and exploits contextual information in the form of specialized dictionaries (e.g., acronyms, contractions and domain specific terms). TIDIER significantly outperforms its previous approaches (i.e., CamelCase and Samurai which are the approaches that exist before TIDIER). Specifically, TIDIER achieves with a program-level dictionary complemented with domain knowledge, 54% of correct splits, compared to 30% obtained with CamelCase and 31% of correct splits attained using Samurai. Moreover, TIDIER was able to correctly map identifiers' terms to dictionary words with a precision of 48% for a set of 73 abbreviations. The main limitations of TIDIER is its cubic complexity that leads us to propose a fast solution, namely, TRIS. TRIS is inspired by TIDIER, but it deals with the vocabulary normalization problem differently. It maps it to a graph optimization (minimization) problem to find the optimal path (i.e., optimal splitting-expansion) in an acyclic weighted graph. In addition, it uses the relative frequency of source code terms as a local context to determine the most likely identifier splitting-expansion. TRIS significantly outperforms CamelCase and Samurai in terms of precision and recall of splitting, and TIDIER, in terms of identifier expansion precision and recall, with a medium to large effect size, for C and C++ systems. In addition, TRIS shows an improvement of 4%, in terms of identifier splitting correctness, over GenTest (a more recent splitter suggested after TIDIER). The latter improvement is not statistically significant. TRIS uses a tree-based representation that makes it—in addition to being more accurate than other approaches—efficient in terms of computation time. Thus, TRIS produces one optimal split and expansion fast using an identifier processing algorithm having a quadratic complexity in the length of the identifier to split/expand. We also investigate the impact of identifier splitting on two IR-based software maintenance tasks, namely, feature location and traceability recovery. Our study on  feature location analyzes the effect of three identifier splitting strategies: CamelCase, Samurai, and an Oracle on two feature location techniques (FLTs). The first is based on IR while the second relies on the combination of IR and dynamic analysis (i.e., execution traces). The obtained results support our conjecture that when only textual information is available, an improved splitting technique can help improve effectiveness of feature location. The results also show that when both textual and execution information are used, any splitting algorithm will suffice, as FLTs produced equivalent results. In other words, because dynamic information helps pruning the search space considerably, the benefit of an advanced splitting algorithm is comparably smaller than that of the dynamic information; hence the splitting algorithm will have little impact on the final results. Overall, our findings outline potential benefits of creating advanced preprocessing techniques as they can be useful in situations where execution information cannot be easily collected. In addition, we study the impact of identifier splitting on two traceability recovery techniques utilizing the same three identifier splitting strategies that we used in our study on feature location. The first traceability recovery technique uses Latent Semantic Indexing (LSI) while the second is based on Vector Space Model (VSM). The results indicate that advanced splitting techniques help increase the precision and recall of the studied traceability techniques but only in some cases. In addition, our qualitative analysis shows that the impact or improvement brought by such techniques depends on the quality of the studied data. Overall, this thesis contributes to the state-of-the-art on identifier splitting and expansion, context, and their importance for program comprehension. In addition, it contributes to the fields of feature location and traceability recovery. Theoretical and practical findings of this thesis are useful for both practitioners and researchers. Our future research directions in the areas of program comprehension and software maintenance will extend our empirical evaluations to other software systems belonging to other programming languages. In addition, we will apply our source code vocabulary normalization approaches on other program comprehension tasks (e.g., code summarization). We are also preparing a replication of our study on the effect of context on vocabulary normalization using Eye-Tracking to analyze the different strategies adopted by developers when exploring contextual information to perform identifier splitting and expansion. A second research direction that we are currently tackling concerns the impact of identifier style on software quality using mining software repositories. In fact, we are currently inferring the identifier styles used by developers in open-source projects using a statistical model, namely, the Hidden Markov Model (HMM). The aim is to show whether open-source developers adhere to the style of the projects they join and their naming conventions (if any) or they bring their own style. In addition, we want to analyze whether a specific identifier style (e.g., short abbreviations or acronyms) introduces bugs in the systems and whether it impacts internal software quality metrics, in particular, the semantic coupling and cohesion.


identifier: Aliakbar Golkar, M. (2013). Fast Iterative Reconstruction in X-Ray Tomography Using Polar Coordinates  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Notre objectif est de réduire l'espace mémoire nécessaire ainsi que le temps de reconstruction excessif des méthodes itératives en imagerie à rayons X. En général, les méthodes itératives permettent d'obtenir une meilleure qualité de reconstruction que celles obtenues par FBP. Cela est dû à l'utilisation d'un modèle plus précis dans le processus de reconstruction. En effet, le modèle prend en compte le bruit et peut introduire un certain a priori sur l'image à reconstruire. Le problème peut alors être résolu par des techniques d'optimisation. En reconstruction d'images par méthodes itératives, la taille importante de la matrice de projection joue un rôle prédominant dans la mémoire requise par ce type de méthodes. Le temps de reconstruction, quant à lui, est rallongé par le grand nombre d'opérations de projection et rétroprojection. Ces aspects nécessitent une attention particulière lors de reconstructions par approches itératives. L'objectif de cette maîtrise a été de s'attaquer à ces deux aspects en développant une technique efficace de reconstruction d'images médicales. L'hypothèse de rayons X monochromatiques est utilisée et l'invariance en coordonnées polaires des tomographes commerciaux est considérée. En effet, l'utilisation de coordonnées polaire pour représenter l'objet permet d'obtenir une certaine redondance dans les coefficients de la matrice de projection. Celle-ci est parcimonieuse et a une structure bloc-circulante, ce qui mène à une réduction significative de l'espace mémoire nécessaire pour la stocker. Mais ce type de représentation entraîne des questions de qualité de reconstruction ainsi que des questions sur les aspects numériques des méthodes. Ce travail aborde les problèmes soulevés. Comme mentionné plus haut, le temps de reconstruction en tomographie rayons X est essentiellement déterminé par le temps de calcul des opérations de projection et rétroprojection qui sont réalisées à chaque itération. La parallélisation des calculs permet de réduire le temps de reconstruction de manière significative, ceci est abordé ici. De plus, la conception de préconditionneurs adaptés à la fonction objectif entraîne une amélioration de la vitesse de convergence des méthodes itératives. Ce travail consiste en une étude préliminaire sur les performances de reconstruction d'images tomographiques en se basant sur une représentation polaire des objets à imager. Les résultats obtenues dans ce mémoire peuvent être utilisés pour la reconstruction d'images cliniques 3D. Il est aussi possible d'étendre les algorithmes développés ici à un modèle polychromatique et aussi de réduire les artefacts métalliques.  ABSTRACT: We aim at reducing the high memory need and the long reconstruction time of the iterative methods for reconstructing the X-ray tomography images. In general, iterative methods are capable of providing a higher quality reconstructed image compared to those obtained through filtered backprojection. This is because in the iterative methods, a more accurate model is used in the reconstruction process. The model used in this technique accounts for the noise and can incorporate some prior knowledge on the image and therefore can provide images with higher quality compared to those obtained using the filtered backprojection technique. The reconstruction problem can then be solved using optimization techniques. In using iterative methods for image reconstruction, the large size of the projection matrix is the main cause of having high memory need in this method. Moreover, requiring to perform projection and backprojection operations numerous times is the main reason for the long reconstruction time. These problems need to be addressed properly for wider adoption of the iterative approaches in image reconstuction. The work presented herein aims at addressing these problems by developing an efficient technique which makes reconstruction of clinical size images possible. This will be done in a simple framework under the assumption of a monochromatic X-ray source. The objective is fulfilled by considering the fact that the geometry of commercial tomographs is invariant in polar coordinates. Using polar coordinates for representing the object, the coefficients of the projection matrix will be highly redundant. The matrix is also very sparse and has a block-circulant structure. Consequently, using polar coordinates for representing the object leads to a significant decrease in memory requirement. There are some questions associated with this type of representation which include numerical efficiency of the reconstruction process using this type of representation and actual quality of reconstructed image. This work tries to study and address these questions. As already mentioned, reconstruction time of tomography problems is mainly determined by the computation time of projection and backprojection operations that need to be performed at each iteration. The parallel implementation of these operations can reduce the reconstruction time significantly and is addressed here. Moreover, by designing preconditioners tailored to the structure of the objective function a sufficient increase in the convergence speed of iterative methods was achieved. The current work is a preliminary study on the efficiency of using polar coordinates for representing the object and reconstructing the tomography images. The results which have been obtained in this work can now be used for developing the 3D reconstruction of clinical data. We can also use the developed algorithms in this work to expand the current framework to


identifier: Faraji, R. (2013). A Comparison Between Linear Programming and Simulation Models for a Dispacthing System in Open Pit Mines  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Cette recherche est principalement axée sur la planification de la production à très court terme et de l'affectation des camions aux pelles dans une mine à ciel ouvert. Les principales lacunes des modèles existants dans la littérature sont: a) la non considération du temps d'attente et de la file d'attente aux serveurs (pelles et concasseurs), b) la simplification des modèles et la considération d'une quantité limitée de détails dans les modèles, c) la négligence de la nature stochastique du système d'affectation des camions aux pelles, d) le développement des modèles est basé sur l'hypothèse d'une flotte identique (camions et pelles). Les objectifs de cette recherche sont le développement et l'utilisation d'un modèle de simulation de base pour valider la solution du modèle de programmation linéaire (PL) et le développement d'un second modèle de simulation qui représente le système de contrôle en temps réel. L'objectif du second modèle de simulation est la maximisation de la production de minerai tout en prenant en compte les contraintes du modèle de PL. Les deux modèles de simulation sont considérés dans les situations déterministes et stochastiques. Les modèles proposés sont appliqués dans une mine de charbon. Les résultats obtenus à partir de l'exemplaire de base démontrent que le concasseur est le goulot d'étranglement de l'installation. Afin de valider et vérifier les modèles proposés, l'exemplaire de base est modifié pour que les camions et les pelles deviennent à tour de rôle les goulots d'étranglement du système d'exploitation. Lorsqu'on diminue le nombre de camions pour que ceux-ci deviennent le goulot d'étranglement, le résultat du modèle PL est très optimiste et diffère de la réalité. Le modèle de PL ne considère pas le temps d'attente aux serveurs, mais le modèle de simulation de base tient compte de la file d'attente aux concasseurs et aux pelles. En conséquence, dès qu'on a un temps d'attente dans le modèle de simulation, il y a perte de temps ce qui réduit la production de minerai. Le modèle de simulation en temps réel obtient un meilleur résultat que le modèle de simulation de base. La raison de cette différence est due au fait que dans le deuxième modèle de simulation, la destination pour laquelle on estime qu'il y aura un temps d'attente aux pelles sera pénalisée. La quantité de minerai produite est donc plus grande que dans le modèle de simulation de base. Quand le temps de chargement de la pelle est considéré comme un goulot d'étranglement, le résultat du second modèle de simulation produit plus de stérile que la solution du modèle de PL. Étant donné que dans le modèle de PL, l'objectif est de maximiser la production de minerai, il existe plusieurs solutions de même valeur (i.e. même quantité de minerai) mais dont la production de stérile peut fortement varier.  ABSTRACT: This research deals with very short term production plan and truck-shovel hauling system in open pit mines. The main shortcomings of the existing models reviewed in the literature are: a) not considering the waiting time and queue at servers (shovels and crushers), b) simplifying the models and considering a limited amount of details in the models, c) ignoring the stochastic nature of the truck and shovel hauling system, d) developing model based on an homogeneous fleet (trucks and shovels). The objectives of this research are: 1- to develop and apply a basic simulation model considering the queue and waiting time of trucks at shovels and crushers in both deterministic and stochastic situations based on the linear programming (LP) model result. This model validates the result of the LP model and provides the detailed and applicable dispatching plan for an open pit mine, 2- To develop, apply and verify the second simulation model which is the real time control system. This simulation model maximizes the ore production while taking into account the LP constraints. This model imitates the truck shovel haulage system in both deterministic and stochastic situations. The proposed models are applied in a coal open pit mine. The obtained results from the LP and simulation models in our case study demonstrate the fact that the crusher is the bottleneck of the system. Then, in order to validate and verify the proposed models, we created two other scenarios where the fleet of trucks and the shovel's service time are considered respectively as bottleneck of the operational system. When the fleet of trucks is the bottleneck, the result of the LP model is too optimistic and differs from the reality. The LP model does not consider the waiting time at servers while the basic simulation model takes into account the queue at crushers and shovels. As a result, as soon as the waiting time occurs in the simulation model, system is losing time thus the production of ore is lower than the expected. The real time simulation model has better results than the basic simulation model. The reason is that in the second simulation model, the waiting time at shovels will be penalized therefore; this model has a better production level than the basic simulation model. When the shovel loading time is considered as the bottleneck of the system, the result of the second simulation model produces more waste in comparison with LP model solution. Since in the LP model, the objective is to maximize the ore production only, there are an infinite number of solutions which have the same level of ore production but different amounts of extracted waste.