Publikationer från KTH
Not a member yet
57933 research outputs found
Sort by
Kompakt aktuator för DC-brytaranordning
No full textThe shift towards more sustainable technologies in this world has significantly increased a needfor the development of DC switching systems which can be compact and be integrated intothe renewable energy sector. Unlike Alternating Current (AC) systems, DC grids lack natural current zero-crossing, and fault current interruption is particularly challenging. The rapidfault current rise, usually in some milliseconds, demands switching devices with extremely fastswitching action. This thesis presents the design, simulation, and experimental validation of a compact actuationsystem for DC switching apparatus. The proposed proof-of-concept employs a torsion springdriven unlatching mechanism with an optimized counter-rotating gear system to achieve precise,rapid actuation while maintaining a minimized form factor. Multibody dynamic simulationswere conducted using Adams software to predict system behavior, and a full-scale prototypewas developed and tested to evaluate the speed and mechanical functionality. The results demonstrate that the actuator achieves the required angular displacement of both the moving contact and the rotating cylindrical bodies within millisecond time scales. The compact, resettable design offers a promising approach for building more compact and reliableactuation systems, contributing to advances in electrical protection technology for future DC power systemsÖvergången till mer hållbara teknologier i den här världen har betydligt ökat behovet av utveckling av likströmsbrytarsystem som kan vara kompakta och integreras i den förnybara energisektorn. Till skillnad från växelströms (AC) system saknar likströmsnät naturligt nollgenomgångav strömmen, och avbrott av felström är särskilt utmanande. Den snabba ökningen av felström, vanligtvis inom några millisekunder, kräver brytare med extremt snabb brytningsåtgärd. Denna avhandling presenterar design, simulering och experimentell validering av ett kompaktaktiveringssystem för DC-brytare. Den föreslagna proof-of-concept använder en vridfjäderdriven frigörelsemekanism med ett optimerat motroterande växelsystem för att uppnå precis, snabbaktivering samtidigt som en minimerad formfaktor bibehålls. Flerkroppsdynamiska simuleringar genomfördes med hjälp av Adams-programvara för att förutsäga systemets beteende, och enfullskalig prototyp utvecklades och testades för att utvärdera hastighet och mekanisk funktion. Resultaten visar att aktuatorn uppnår den erforderliga vridförflyttningen av både den rörligakontakten och de roterande cylindriska kropparna inom millisekundskalor. Den kompakta, återställbara designen erbjuder en lovande metod för att bygga mer energieffektiva och pålitliga aktiveringssystem, vilket bidrar till framsteg inom elektrisk skyddsteknik för framtida DC kraftsyste
Crime Concentration at Buildings: Nordic Evidence on the Impact of Housing Ownership on Crime
No full textThis study examines the concentration of crime at residential buildings and investigates whether housing ownership has an impact on such a concentration. Using Geographic Information Systems (GIS), police-recorded crime data were geocoded at the building level and combined with socio-demographic and land use variables in Poisson regression models. The results indicate that a small percentage of buildings is responsible for a large proportion of crimes. This pattern persists even after offences are standardised by the number of apartments. Buildings under private housing ownership are generally associated with lower crime levels than those under rental; however, this relationship is not uniform across private housing companies and different types of crime. Findings point to the need for further research into how building-level management practices interact with neighbourhood-wide policing strategies and other micro-level factors, such as a building’s design, location, and accessibility, in shaping crime outcomes.QC 20251205</p
Undersökning av effekterna av additiv tillverkningsinduceradytjämnhet på lokala värmeöverföringsegenskaper
No full textWhen compared to more conventional manufacturing techniques like castingand milling, additive manufacturing has much more potential. It is feasible to create objects with much complicated shapes and structures thanks to the layer-by-layer approach. Since internal cooling channels with higher thermal efficiency can be achieved to increase a gas turbine’s overall efficiency, this feature is very interesting for the production of turbine blades. The relative roughness of an additively manufactured surface is a property that will impact both heat transfer and pressure losses, particularly when Laser Power Bed Fusion method is used on metal powders. With its extremely dispersed spherical-shaped components, its geometry is easily recognizable. For that reason, a more thorough investigation of this type of roughness effects is needed. In this study, three newly developed geometries of three different roughness heights are used to represent this additively manufactured roughness using a random distribution of spheres of the same size at eachplate. The temperature distribution on the rough plates exposed to hot airflow was captured using an infrared camera. A 3D finite element calibration solver was utilized to determine the heat transfer coefficient on the rough plate using the data from the infrared camera, and then converted into Nusselt number, Nu. The tests were carried out at four Reynolds numbers, Re: 10000, 15000, 20000, and 25000. The Nu results were then laterally averaged and compared with previous geometries. It was seen that the Rz6 geometry had the highest averaged Nu of 118, followed by the old In939 geometry, at 109. Other geometries were located in such order: Rz3, Al1, Al2, and Rz1.5 with Nu equalto 90, 86.5, 80, and 70, respectively. Additionally, the fluid dynamics analysis and the overall patterns of Nu distributions was carried out. Along with that, thermal boundary layer tests were conducted using a thermocouple rake, and results were analyzed in relation to ∆θ+. Lastly, a parametric study was performed to try and find correlations of Nu with geometric characteristics ofthe plate. Preliminary relations of Nu with Ra, Rq, and Af /Aw (the ratio of frontal projected area to wetted area) were found.När man jämför additiv tillverkning med mer konventionella tillverkningsmetoder som gjutning och fräsning, har additiv tillverkning betydligt större potential. Tack vare lager-på-lager-metoden är det möjligt att skapa objekt med mycket mer komplexa former och strukturer. Eftersom interna kylkanaler med högre termisk verkningsgrad kan uppnås för att öka en gasturbins totala verkningsgrad, är denna egenskap särskilt intressant för tillverkning av turbinblad. Den relativa råheten hos en additivt tillverkad yta är en egenskap som påverkar både värmeöverföring och tryckförluster, särskilt när Laser Powder Bed Fusion-metoden används på metallpulver. Med sina mycket utspridda sfäriska partiklar är dess geometri lätt att känna igen. Av den anledningen behövs en mer grundlig undersökning av effekterna av denna typ av råhet. I denna studie används tre nyutvecklade geometrier med tre olika råhetshöjder för att representera denna additivt tillverkade råhet, med en slumpmässig fördelning av sfärer av samma storlek på varje platta. Temperaturfördelningen på de råa plattorna som exponerades för het luftström registrerades med en infraröd kamera. En tredimensionell finita-elementkalibreringslösare användes för att bestämma värmeöverföringskoefficienten på den råa plattan med hjälp av data från den infraröda kameran, och denna omvandlades sedan till Nusselt-tal, Nu. Tester utfördes vid fyra Reynolds-tal, Re: 10000, 15000, 20000 och 25000. Nu resultaten medelvärdesbildades sedan i tvärled och jämfördes med tidigare geometrier. Det sågs att geometrin Rz6 hade det högsta medelvärdet av Nu på 118, följt av den äldre geometrin In939 på 109. Övriga geometrier placerades i följande ordning: Rz3, Al1, Al2 och Rz1.5 med Nu lika med 90, 86.5, 80 respektive 70. Dessutom genomfördes en analys av strömningsdynamiken och de övergripande mönstren för Nu-fördelningarna. Därtill utfördes tester av den termiska gränsskiktet med hjälp av en termoelementrake, och resultaten analyserades i relation till ∆θ+. Slutligen gjordes en parametrisk studie för att försöka hitta korrelationer mellan Nu och plattans geometriska egenskaper. Preliminära samband mellan Nu och Ra, Rq samt Af /Aw (förhållandet mellanfrontal projicerad area och vätningsarea) identifierades
Analys and illustration : Wiggling of sleepers during train passage
No full textDetta examensarbete undersöker ett hittills svagt uppmärksammat fenomen inom järnvägstekniken; slipervickning, det vill säga den rotation som kan uppstå när sliprar utsätts för dynamisk belastning vid tågpassager. Arbetet utgår från observationer och tekniska indikationer på att sliprar inte enbart rör sig vertikalt, utan även kan tippa växelvis från sida till sida. Denna rörelse, som inte alltid beaktas i dagens beräkningsmodeller, kan på sikt påverka spårets stabilitet och öka behovet av underhåll.Syftet med arbetet har varit att öka förståelsen för sliperns dynamiska beteende och dess påverkan på ballastens struktur och spårsystemets livslängd. Genom en litteraturstudie har kunskap samlats in från vetenskapliga artiklar, tekniska rapporter och handböcker, med särskilt fokus på lastöverföring, ballastens egenskaper och spänningsfördelning i spåröverbyggnaden.Resultaten visar att rälens nedböjning under tågpassage kan tvinga slipern att rotera lätt i längsled. Denna vickning skapar en rotation hos ballastkornen, vilket kan leda till lokal nedbrytning, sättningar och förändrad spårgeometri. De befintliga teoretiska modellerna tenderar att förenkla detta rörelsemönster, vilket gör att viktiga lokala effekter riskerar att förbises. Arbetet understryker därför vikten av att vidareutveckla förståelse och tillhörande konsekvenser av detta fenomen, särskilt i takt med ökande axellaster, högre hastigheter och fler tågpassager.This thesis investigates a previously underexplored phenomenon in railway engineering, sleepertilting, a form of microrotation that can occur when sleepers are subjected to dynamic loads during train passage. The work is based on observations and technical indications suggesting that sleepers not only move vertically but may also rock side to side. This movement, which is not always accounted for in current computational models, can affect track stability over time and increase maintenance needs.The aim of the study has been to enhance the understanding of the sleeper’s dynamic behaviour and its impact on the ballast structure and the overall longevity of the track system. Through a literature review, knowledge has been gathered from scientific articles, technical reports, and manuals, with particular focus on load transfer, ballast properties, and stress distribution in the track superstructure.The results show that rail deflection under train load can force the sleeper to rotate slightly along its longitudinal axis. This tilting causes an uneven distribution of pressure within the ballast, potentially leading to local degradation, settlements, and changes in track geometry. Existing theoretical models tend to simplify this motion pattern, thereby overlooking critical localized effects. The study emphasizes the need for further understanding of this phenomenon and its consequences, especially in a future of increasing axle loads, higher train speeds, and more frequent traffic
Fluorescence-based fluctuation techniques for molecular, cellular and tissue studies
No full textVarious approaches are used in fluorescence-based biological research to enhance the signal-to-background ratio (SBR). One general approach is to move to NIR wavelengths for excitation, where the background from cellular autofluorescence (AF) is minimal. The use of NIR fluorophores offers several additional advantages, including higher penetration depth and lower phototoxicity from lower photon energy. However, the low sensitivity of standard detectors in the NIR range is a major factor hindering the widespread use of NIR fluorophores. The low quantum yield and shorter lifetime of NIR fluorophores further exacerbate this challenge. Some detectors, like superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs), are designed for improved operation in the NIR range. However, they are associated with significant costs. In Paper II, a dual-channel detection possibility with a single SNSPD was demonstrated to further add to their potential. Lock-in amplification is another commonly used method for enhancing the SBR. However, lock-in detection also amplifies any unintended laser light from scattering or reflection since it is modulated at the same reference frequency. Contributions from scattered laser light can introduce a significant background in tissue imaging where emission filters often cannot easily suppress this background. In Paper III, the nonlinear properties of lanthanide-doped upconversion nanoparticles (UCNPs) were exploited as frequency mixers to generate new frequency components, which could then be filtered out by a Fast Fourier Transform of the emission signal. Moreover, additional low-frequency beating signals could be generated by modulated excitation with more than one base modulation frequency. These results open for background-free imaging based on UCNPs and using low-speed detectors, including cameras. Although the two aforementioned studies focused on the advantages of excitation and detection within the NIR spectral range, thereby aiming to remove AF, the benefits of label-free studies based on AF itself should not be overlooked. The amino acid tyrosine is one of the abundant but dim sources of AF in the human body. Its emission can also contain valuable information about the local environment, particularly via its blinking properties reflecting its photophysical state transitions. This information has remained inaccessible by use of established methods such as fluorescence correlation spectroscopy (FCS). FCS analyses fluorescence intensity fluctuations from brightly fluorescent molecules in low concentrations and requires single-molecule detection (SMD) conditions, making FCS studies of dim tyrosine-containing molecules extremely difficult. Instead, the transient state (TRAST) monitoring technique can be used, allowing the exploration of their photophysics and extraction of related environmental information. TRAST, not requiring SMD conditions, provides the flexibility to be applied to dim samples where low fluorescence intensity signals can be compensated by increasing their concentration. In Paper I, TRAST measurements on tyrosine were demonstrated and applied to follow the conformational state of the tyrosine-containing protein Calmodulin. Exploiting AF is particularly valuable because it offers a label-free option, avoiding perturbations that may follow from fluorophore labeling. Yet, labeling with external fluorophores can also add further information to fluctuation-based methods, such as TRAST and FCS. In Paper IV, studying the co-enzyme Q10 on fluorescein-labeled unilamellar vesicles allowed direct observation of proton exchange kinetics and of proton collecting antenna (PCA) effects of Q10 in the vesicle membrane. In this case, although Q10 is itself dimly AF, PCA effects were better observed through changes in protonation relaxation of the pH-sensitive fluorescein fluorophore label upon variation of the Q10 concentrations in the vesicle membranes.Inom fluorescensbaserad biologisk forskning används olika metoder för att förbättra signal/bakgrundsförhållandet (SBR). Ett allmänt tillvägagångssätt är att övergå till NIR-våglängder för excitation, där bakgrunden från cellulär autofluorescens (AF) är minimal. Användningen av NIR-fluoroforer ger flera ytterligare fördelar, bland annat högre penetrationsdjup och lägre fototoxicitet på grund av lägre fotonenergier. Den låga känsligheten hos standarddetektorer i NIR-området är dock en viktig faktor som hindrar en utbredd användning av NIR-fluoroforer. Det låga kvantutbytet och den kortare livslängden hos NIR-fluoroforer innebär ytterligare utmaningar. Vissa detektorer, t.ex. supraledande, med nanotrådsbaserade enfotondetektorer (SNSPD), är konstruerade för att fungera bättre i NIR-området. De är dock förknippade med betydande kostnader. I Paper II demonstrerades en möjlighet till tvåkanalsdetektering med en enda SNSPD för att ytterligare öka deras potential. Lock-in-förstärkning är en annan vanligt förekommande metod för att förbättra SBR. Lock-in-detektering förstärker dock även oavsiktligt laserljus från spridning eller reflektion eftersom det moduleras med samma referensfrekvens. Bidrag från spritt laserljus kan ge en betydande bakgrund vid vävnadsavbildning där emissionsfilter ofta inte enkelt kan undertrycka denna bakgrund. I Paper III utnyttjades de olinjära egenskaperna hos lantanid-dopade uppkonverteringsnanopartiklar (UCNPs) som frekvensblandare för att generera nya frekvenskomponenter, som sedan kunde filtreras fram genom en snabb Fourier-transformation av emissionssignalen. Dessutom kunde ytterligare lågfrekventa pulssignaler genereras genom modulerad excitation med mer än en basmoduleringsfrekvens. Dessa resultat öppnar för bakgrundsfri avbildning baserad på UCNPs och med hjälp av låghastighetsdetektorer, inkluderande även kameror. Även om de två ovannämnda studierna fokuserade på fördelarna med att excitera och detektera i NIR-spektralområdet och därmed ta bort AF, bör fördelarna med inmärkningsfria studier baserade på AF i sig inte förbises. Aminosyran tyrosin är en av de rikliga men svaga källorna till AF i människokroppen. Dess emissioner kan också innehålla värdefull information om den lokala miljön, särskilt via dess blinkande egenskaper som återspeglar dess fotofysiska tillståndsövergångar. Denna information har förblivit otillgänglig för etablerade metoder som fluorescens korrelationsspektroskopi (FCS). FCS analyserar fluktuationer i fluorescensintensitet från starkt fluorescerande molekyler i låga koncentrationer och kräver SMD-förhållanden (single-molecule detection), vilket gör FCS-studier av svaga tyrosininnehållande molekyler extremt svåra. Istället kan en teknik för att följa transienta tillstånd (TRAST) användas, vilken gör det möjligt att utforska dessa moleculers fotofysik och utvinna relaterad omgivningsinformation. TRAST, som inte kräver SMD-förhållanden, ger flexibiliteten att tillämpas på svagt emitterande prover där signaler med låg fluorescensintensitet kan kompenseras genom att öka deras koncentration. I Paper I demonstrerades TRAST-mätningar på tyrosin, vilka sedan tillämpades för att följa konformationstillståndet hos det tyrosininnehållande proteinet Calmodulin. Att utnyttja AF är särskilt värdefullt eftersom det erbjuder ett märkningsfritt alternativ, där man undviker störningar som kan uppstå till följd av fluoroformärkning. Märkning med externa fluoroforer kan dock också ge ytterligare information till fluktuationsbaserade metoder, som TRAST och FCS. I Paper IV möjliggjorde studier av co-enzymet Q10 på fluoresceinmärkta unilamellära vesiklar direkt observation av protonutbyteskinetik och av PCA-effekter (proton collecting antenna) av Q10 i vesikelmembranet. I det här fallet, även om Q10 i sig är svagt AF, observerades PCA-effekter bättre genom förändringar i protoneringsrelaxationen hos den pH-känsliga fluorescein-fluoroforen vid variation av Q10-koncentrationerna i vesikelmembranen.QC 20240131</p
From ideal vibrations to possible anomalies : Insights from tellurium lifetime measurements and modelling
No full textThe work presented in this thesis explores the structure of tellurium (Te) isotopes throughprecise measurements of nuclear lifetimes. Lifetime measurements offer a way of probing theinner structure of the atomic nucleus through its close connection to transition probabilities andcollectivity. The Te isotopic chain acts as an ideal laboratory for studying collectivity in generaland quadrupole vibrations in particular. However, previous measurements have left key gapswhich hindered further understanding of nuclear collectivity and the evolution of structure bothnear the midshell region and towards the most neutron deficient Te nuclei. This work aims to fill those gaps by providing new lifetime data for both even-A (108Te, 118Te) and odd-A (117Te,119Te) isotopes and interpret them using theoretical models.Two experiments were conducted at the JYFL accelerator laboratory in Jyväskylä, Finland. Excited states in Te isotopes were populated using fusion-evaporation reactions. The RecoilDistance Doppler Shift (RDDS) method was the primary tool used for lifetime measurements. In the case of the very neutron deficient 108Te, Recoil Decay Tagging (RDT) helped in isolating the gamma rays associated with its decay. Lifetimes of the 2+ → 0+ and 4+ → 2+ transitions were measured in 118Te with improved precision. With this reduced uncertainty in the B(E2) values of 118Te, together with new lifetime measurements in the odd-mass nuclei 117Te and 119Te presented in this work, the evolution of the structure in midshell region Te is starting to emerge. In 108Te, a new measurement of the 4+→ 2+ lifetime allowed for the calculation of the B4/2 ratio, an important indicator of collectivity. These results contribute towards resolving the unexplained B4/2 anomaly seen in several isotopes, among them 114Te. Finally, a newly developed Python package for IBM/IBFM calculations ispresented, together with results from applications within the Te chain.QC 20250930</p
Structural design, degradation and condition assessment of cycle paths
No full textA shift in modal share from car driving to cycling has many benefits, e.g., health benefits from increased physical activity and less pollution and congestion. A smooth cycle path surface with sufficient friction is important for cyclist traffic safety, comfort and level of service. Cracks and surface unevenness are frequent maintenance-related deficiencies associated with the degradation of the structure. A purpose of this thesis is to identify degradation factors specific for cycle paths, through a state-of-the-art literature review. The review is complemented by four appended papers. Paper A analyses the stated distress modes and causes reported on Swedish municipal cycle paths with respect to climatic and population data. Paper B evaluates a novel method for condition assessments on cycle paths related to cycling comfort—the Bicycle Measurement Trailer. PaperC proposes alternative deflection bowl parameters for structural evaluation of cycle paths from in-situ falling weight deflectometer and light weight deflectometer measurements. Paper D reports on the results of full-scale testing on instrumented cycle path structures. The main results from the papers indicate that surface roughness and unevenness, longitudinal cracks and edge deformations are the most common distress modes. The main reasons behind this distress are structural interventions, tree roots, frost heave and heavy vehicles. The load-bearing capacity close to the pavement edge and at increased moisture content is reduced. The proposed alternative approaches for cycle path condition assessment were able to assess the surface roughness and evenness, along with the structural condition, for practical applications on the investigated cycle paths. The conclusions of the thesis suggest that the structural design principles for cycle paths in the Swedish structural design manual needs to be updated. Models that better describe the behaviour of thin-surfaced asphalt pavements, especially with respect to climate, should be developed. More studies are recommended to validate the proposed condition assessment approaches.En förflyttning av bilresor till cykeltrafik har många fördelar, t.ex. förbättrad folkhälsa genom ökad fysisk aktivitet och minskade föroreningar och trängsel. En slät yta med adekvat friktion är viktigt för cyklisternas trafiksäkerhet, komfort och framkomlighet. Sprickor och ojämnheter är vanligt förekommande underhållsrelaterade brister som är kopplade till cykelvägens nedbrytning. Ett syfte med den här avhandlingen är att identifiera specifika nedbrytningsfaktorer för cykelvägar. Det görs genom en litteraturgenomgång och fyra vetenskapliga artiklar. Paper A analyserar skador och skadeorsaker, som rapporterats av svenska kommuner, med avseende på klimat och befolkningsdata. Paper B utvärderar en ny metod för tillståndsbedömningar av cykelvägar som beaktar cyklisters komfort—Cykelmätvagnen. Paper C föreslår en uppsättning alternativa deflektions bassängparametrar för hållfasthetsutvärdering av cykelvägar baserat på fältundersökning med fallviktsmätningar. Paper D rapporterar resultat från fullskaligare sponsmätningar på instrumenterade cykelvägskonstruktioner. Huvudresultaten från artiklarna indikerar att lokala ojämnheter, längsgående sprickor och kantdeformationer är de vanligaste skadetyperna. De vanligaste bakomliggande orsakerna uppges vara avgrävningar, trädrötter, tjällyft och tunga fordon. Cykelvägens bärförmåga minskar i närheten av cykelvägskanten och vid ett ökat fuktinehåll i konstruktionen. De föreslagna metoderna för tillståndsbedömning av cykelvägar visade sig kunna bedöma cykelvägytornas textur och jämnhet samt det strukturella tillståndet på ett bra sätt för de undersökta cykelvägarna. Avhandlingens slutsatser poängterar att principerna för dimensionering av cykelvägar enligt Trafikverkets krav eller rekommendationer bör uppdateras. Modeller som bättre beskriver tunna asfaltkonstruktioners beteende bör utvecklas, speciellt när det gäller hur de påverkas av klimatfaktorer. Mer studier behövs för att validera de föreslagna tillstånds bedömningsmetoderna.QC 20250429</p
Where are we heading, and where do we want to go? : Exploring transport system futures, climate targets and new mobility services
No full textThis thesis is written at a time when a considerable gap exists between the current trajectory of the transport system and developments in line with societal goals, such as those set to reduce greenhouse gas emissions. Responding to the challenge, the thesis explores what futures aligned with societal goals can entail. Transport system scenarios fulfilling climate goals are developed and analysed, examining the potential of electrification, biofuels, and vehicle efficiency. The thesis also pays special attention to New MobilityServices (NMS), which enables mobility through vehicle sharing and ridesharing. In addition to developing scenarios where NMS are included, are view explores other studies in which target-fulfilling scenarios have been developed, to understand possible future roles of the services. The thesis also investigates potential contributions from mobility and accessibility services to reduce transport volumes, facilitating a modal shift from car use to alternative transport modes, and enhancing the environmental performance of cars when in use. Potential tensions associated with NMS are also explored, which can be barriers to successful implementation at scale. The thesis contributes to the understanding of what future transport systems achieving climate goals could entail. The results show that a combination of technological advancements and behavioural changes will be necessary. Significant contributions to emissions reductions are expected from, for example, electrification, biofuels, and improvements in vehicle energy efficiency. Despite this, there is still a need to reduce transport volumes from cars, air travel, and freight via road networks to an extent that represents a major break in trends. This is partly due to the insufficient maturity of technological alternatives and the long turnover time of the passenger car fleet, which limits the progress of electrification. It is also due to the fact that biobased raw materials for fuel production are limited resources from both territorial and global perspectives. Moreover, even vehicles with low direct emissions result in significant emissions from lifecycle stages such as the production of vehicles and fuels. It is demonstrated that large vehicle fleets may be challenging to reconcile with climate ambitions concretised through the European emissions trading system. Another contribution of this thesis is an improved understanding of potential futures for NMS. A potential role of NMS in achieving societal targets such as greenhouse gas emissions reductions is concluded. In the developed scenarios, car-sharing plays an important role in ensuring car access when the number of cars decreases. Mechanisms are also identified through which several services can contribute to avoiding transport, shifting from car travel, and improving environmental performance when cars are used. However, negatively contributing mechanisms are also identified, and a challenge arises from the fact that the mechanisms are intertwined in complex relationships and embedded in contexts that have implications for the final impact. In addition, 168 identified tensions presented within a set of ten themes demonstrate challenges to the feasibility of future sustainable transport systems where NMS plays a significant role, which needs to be navigated. The tensions involve public entities, private organisations as well as citizens/users. It is concluded that there is a need to connect individual mechanisms and tensions to cumulative system level impacts and to maintain a systems perspective when investigating the effects of the services.Denna avhandling är skriven i en tid då det finns betydande klyftor mellan den utveckling transportsystemet följer och den som krävs för att uppnå samhällsmål som kraftigt minskade växthusgasutsläpp. Avhandlingen svarar mot denna utmaning genom att undersöka hur framtider i linje med sådanamål kan se ut. Scenarier för transportsystemet som uppfyller klimatmål utvecklas och analyseras, och centrala element som elektrifiering, biobränsle och fordonseffektivisering utforskas. En fördjupad ansats görs också för att förstå möjliga framtider för nya mobilitetstjänster, dvs nya tjänster som möjliggör mobilitet genom delning av fordon och samåkning. Utöver att mobilitetstjänsterna ingår i egenutvecklade scenarier görs en genomgång avandra framtidsorienterade studier med fokus på tjänsternas roll i måluppfyllande framtidsbilder. Avhandlingen undersöker även tjänsternas potentiella roll i att undvika transporter, åstadkomma ett skifte från bilanvändning till andra färdmedel och förbättra miljöprestandan för bilar när de används. Avhandlingen bidrar till förståelsen av vad framtida transportsystem somuppnår klimatmål kan innebära. Resultaten visar att en kombination av teknik och beteendeförändringar kommer att behövas för att uppnå klimatmålen. Betydande bidrag till utsläppsminskningar kommer från bl.a. elektrifiering, biobränslen och ökad fordonsenergieffektivitet. Trots detta finns ett behov av minskade transportvolymer från bilar, flygresor och frakt via vägnätet i en omfattning som motsvarar ett betydande trendbrott. Detta beror delvis på begränsad teknikmognad bland de möjliga alternativen, samt en lång omsättningstid för personbilar som begränsar elektrifieringens framfart. Därtill leder även fordon med låga utsläpp från användarfasen till betydande indirekta utsläpp i samband med bland annat fordons- och energiproduktion. På grund av detta kan stora bilflottor vara svåra att kombinera med klimatambitioner såsom de som specificeras genom det europeiska utsläppshandelssystemet. Det finns även ett resursperspektiv som behöverbeaktas när alternativ till fossila bränslen används i allt högre utsträckning. Både biobränslen och batterimetaller finns i begränsad mängd, och efterfrågasför andra ändamål och i många länder. Denna avhandling bidrar även till förståelsen av potentiella framtider för nya mobilitetstjänster. Avhandlingen visar på en potential bland tjänsterna i att bidra till samhällsmål som lägre växthusgasutsläpp. I de egenutvecklade scenarierna har bildelning en viktig roll för att säkerställa biltillgång när flottans storlek minskar och bidrar till en reducerad efterfrågan på transporter. Vidare identifieras mekanismer genom vilka flera olika tjänster kan bidra tillatt helt undvika transporter, ett skifte från resor med bil till andra färdmedel och till att förbättra miljöprestandan när bilar används. En utmaning uppstår i att positivt och negativt bidragande mekanismerna är tätt sammanflätade ikomplexa relationer och inbäddade i ett sammanhang som präglar effekterna som uppstår. Dessutom identifieras 168 spänningar som hotar realiseringen av hållbara transportsystemframtider där mobilitetstjänster spelar en större roll. Av detta följer behovet av ett systemperspektiv som länkar samman enskilda mekanismer och effekter för att bättre förstå den totala påverkan som tjänsterna kan komma att ha.QC 20250514</p
Approximationsegenskaper Hos Probabilistiska Kretsar.
No full textWe investigate the ability of Sum-Product Networks (SPNs) to approximate any continuous multivariate probability distribution under mild assumptions on both the target distribution and the leafnodes. The quality of the approximation is measured in terms of the Lq-norm for q ∈[1,∞] (with q= ∞ designating the spectrum norm) and the Kullback-Leibler divergence. Moreover, we derive bounds on the approximation errors that provide an overview of the speed of convergence with respect to the number of leaf nodes, which will be validated on various synthetic and real-world datasets. Finally, we apply our findings in the theory of copulas, aiming to bridge these two fieldsby showing that the copula of the approximant converges pointwise to the one of the target.Vi undersöker förmågan hos Sum-Produktnätverk (SPN) att approximera vilken multivariat sannolikhetsfördelning som helst under milda antaganden på både målfördelningen och bladnoderna. Kvaliteten på approximationen mäts i termer av Lq-normen för q ∈[1,∞] (där q= ∞ betecknar spektrumnormen) och Kullback-Leibler-divergens. Dessutom härleder vi gränser för approximationsfelen som ger en översikt över konvergenshastigheten med avseende på antalet bladnoder, vilket kommer att valideras på olika syntetiska dataset. Slutligen tillämpar vi våra fynd inom teorin om kopulor, med målet att bygga broar mellan dessa två fält genom att visa att kopulan för approximanten konvergerar punktvis mot den för målet
Realtidsmodell för prediktiv estimering av axellast
No full textModern automotive systems demand high-fidelity state estimation to ensure control and safety, especially with the rise of autonomous driving and sustainable mobility. In heavy duty vehicles, dominated by inertial and transient dynamics, robust braking architecture is critical. While service brakes are prone to thermal degradation and energy loss, auxiliary braking systems—such as retarders, engine brakes, and regenerative braking—can enhance efficiency and reduce service brake dependency. These systems influence vehicle dynamics through driveline torque inputs, making axle load estimation (normal force in the vertical direction) a critical state for traction and braking control. This thesis introduces a real-time framework for axle load estimation focused on the driven axle under auxiliary braking yet designed to be adaptable to other scenarios. A physics-based half-truck vehicle dynamics model is developed in MATLAB/Simulink, capturing vertical, longitudinal, and pitch motions in the x–z plane. The model is based on five ordinary differential equations (ODEs), takes axle torque as input, and outputs axle normal forces, which are validated against suspension air bellow pressure measurements. Designed with low parameter dependency and computational overhead, the model integrates the nonlinear kinematics of Scania’s air suspension system and is tested across 14 real-world datasets from a Scania 6×2 vehicle, achieving pressure estimation errors below 5% and load estimation within 100 kg per axle. A parametric sensitivity study is performed on key nonlinear model parameters such as air spring stiffness, damping coefficients, and bellow area, to analyze their influence on estimation accuracy and guide the directionality of error correction. To enhance robustness against real-world uncertainties and unmodeled dynamics, a recursive, state-dependent learning algorithm is developed to adapt nonlinear spring stiffness in real time. This heuristic, error-driven algorithm operates in a batch-wise manner, updating stiffness parameters based on the direction and magnitude of pressure estimation errors without requiring external perturbations. Evaluation over extended composite drive cycles shows at least a 10% reduction in estimation error compared to fixed-parameter models. Additionally, the model is discretized and compiled for embedded deployment, supporting future integration into vehicle control units. The outcomes of this work—both the vehicle dynamics model and the learning algorithm—provide a solid foundation for an onboard axle load estimation software prototype, enabling integration with higher-level vehicle systems such as traction control, electronic braking, and active safety functions.Moderna fordonsystem kräver noggrann tillståndsskattning för att säkerställa kontroll och säkerhet, särskilt i takt med utvecklingen av autonom körning och hållbar mobilitet. För tunga fordon, där tröghets- och transienta dynamiska effekter dominerar, är en robust bromsarkitektur avgörande. Medan färdbromsar är känsliga för termisk nedbrytning och energiförluster kan hjälpbromssystem – såsom retardrar, motorbromsning och regenerativ bromsning – öka verkningsgraden och minska beroendet av färdbromsarna. Dessa system påverkar fordonsdynamiken genom drivlinans vridmoment, vilket gör axellastskattning (normalkraft i vertikal riktning) till ett kritiskt tillstånd för dragkrafts- och bromsreglering. I detta examensarbete introduceras ett ramverk för realtids-skattning av axellaster, med fokus på den drivande axeln under hjälpbromsning, men utformat för att kunna anpassas till andra scenarier. En fysikbaserad halvlastbilsmodell för fordonsdynamik utvecklas i MATLAB/Simulink, vilken beskriver vertikala, longitudinella och pitchrörelser i x–z-planet. Modellen baseras på fem ordinära differentialekvationer (ODE), tar axelvridmoment som indata och beräknar normalkrafter på axlarna, vilka valideras mot tryckmätningar i luftbälgarna i fjädringen. Med reducerat parameterberoende och begränsad beräkningsbörda integrerar modellen den icke-linjära kinematiken hos Scanias luftfjädringssystem och testas mot 14 verkliga datamängder från ett Scania 6×2-fordon. Resultaten visar tryckskattningsfel under 5 % och lastskattning med noggrannhet inom 100 kg per axel. En parametrisk känslighetsanalys genomförs för viktiga icke-linjära modellparametrar såsom luftfjä- derstyvhet, dämpningskoefficienter och bälgarea, i syfte att analysera deras inverkan på skattningsnoggrannheten och vägleda riktningen för felkorrigeringen. För att öka robustheten mot osäkerheter och icke-modellerad dynamik utvecklas en rekursiv, tillståndsberoende inlärningsalgoritm som i realtid anpassar den icke-linjära fjäderstyvheten. Denna heuristiska, felstyrda algoritm arbetar batchvis och uppdaterar styvhetsparametrar baserat på riktningen och storleken på tryckskattningsfelen, utan att kräva externa perturbationer. Utvärdering över längre sammansatta körcykler visar minst 10 % reduktion av skattningsfelet jämfört med modeller med fasta parametrar. Vidare diskretiseras modellen och kompileras för inbyggda system, vilket möjliggör framtida integration i fordons styrdon. Resultaten från detta arbete – både fordonsdynamikmodellen och inlärningsalgoritmen – utgör en solid grund för en mjukvaruprototyp för axellastskattning, med potential att integreras i högre nivåers fordonsystem såsom dragkraftsreglering, elektroniska bromssystem och aktiva säkerhetsfunktioner