Top Banner
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’HSW +HULRW:DWW 8QLYHUVLW\ (GLQEXUJK (+$6 )D[ HPDLO NMV\PLQJWRQ#LHHRUJ 6XSHUYLVRU ’U-)6QRZGRQ ’DWH WK ’HFHPEHU
19

,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘...

Oct 02, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,,,,PPPPSSSSOOOOHHHHPPPPHHHHQQQQWWWWDDDDWWWWLLLLRRRRQQQQ RRRRIIII DDDDQQQQ2222SSSSWWWWRRRRHHHHOOOOHHHHFFFFWWWWUUUURRRRQQQQLLLLFFFF 1111HHHHXXXXUUUUDDDDOOOO1111HHHHWWWWZZZZRRRRUUUUNNNN$EVWUDFW7KLV�SURSRVDO�H[DPLQHV� LPSOHPHQWDWLRQ�PHWKRGRORJLHV� IRU�DQ�RSWRHOHFWURQLF�QHXUDO�QHWZRUN�FRPSDULQJ� LW� WR�FXUUHQW�GLJLWDO��DQDORJXH�DQG�K\EULG�V\VWHPV���$IWHU�FDUHIXO�H[DPLQDWLRQ�RI�DYDLODEOH�FRPSRQHQWV��D�FRQFOXVLRQ� LV�PDGH�RQ�WKH� GHVLUHG� FKDUDFWHULVWLFV� RI� DQ\� GHPRQVWUDWRU� DV� ZHOO� DV� WKH� ILQDO� SURMHFW�JRDO�1DPH� .HLWK�-��6\PLQJWRQ5HJLVWUDWLRQ�QXPEHU� �������������&RPSDQ\�$GGUHVV� 3K\VLFV� 'HSW��� +HULRW�:DWW�8QLYHUVLW\�� (GLQEXUJK��(+����$6�� ������������������)D[�� ������������������H�PDLO� NMV\PLQJWRQ#LHH�RUJ6XSHUYLVRU� 'U��-��)��6QRZGRQ'DWH� �WK 'HFHPEHU�����

Page 2: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

� &RQWHQWV �������������������������������� �������������������������������� ������������������� �� 3URSRVDO�2XWOLQH �������������������������������� �������������������������������� ��������� 1HXUDO�6\VWHP�3HUIRUPDQFH �������������������������������� ��������������������� ���� &RQQHFWLRQV�3HU�6HFRQG ������������������������������������������������������������������������� 1HXUDO�1HWZRUN�+DUGZDUH�5HYLHZ ������������������������������������������������������������� $QDORJXH�1HXUDO�1HWZRUNV �������������������������������� �������������������������������� ������������������ ������ 'LJLWDO�1HXUDO�1HWZRUNV �������������������������������� �������������������������������� ������������������������ ������ +\EULG�1HXUDO�1HWZRUNV �������������������������������� �������������������������������� ����������������������� ������ $OWHUQDWLYH�,PSOHPHQWDWLRQV �������������������������������� �������������������������������� ����������������� �� 3URSRVHG�6\VWHP �������������������������������� �������������������������������� ��������� 1HWZRUN�&RQQHFWLYLW\�������������������������������������������������������������������������������� 1HWZRUN�3HUIRUPDQFH������������������������������������������������������������������������������� 3URSRVHG�6\VWHP�3HUIRUPDQFH�������������������������������������������������������������� $YDLODEOH�&RPSRQHQWV �������������������������������� ���������������������������� ����� 9&6(/�$UUD\������������������������������������������������������������������������������������������� 'HWHFWRU�$UUD\ ����������������������������������������������������������������������������������������� 2SWLFV ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 1HXUDO�1HWZRUN�,PSOHPHQWDWLRQ �������������������������������� ������������� ����� $QDORJXH�1HXUDO�1HWZRUNV������������������������������������������������������������������������ $GYDQWDJHV �������������������������������� �������������������������������� �������������������������������� �������� ������� 'LVDGYDQWDJHV �������������������������������� �������������������������������� �������������������������������� ���� ����� 'LJLWDO�1HXUDO�1HWZRUN������������������������������������������������������������������������������� 0LFURSURFHVVRU�$GYDQWDJHV �������������������������������� �������������������������������� ��������������� ������� 0LFURSURFHVVRU�'LVDGYDQWDJHV �������������������������������� �������������������������������� ���������� ����� &RPSRQHQW�,QWHUIDFLQJ ������������������������������������������������������������������������������ 'HWHFWRU�WR�1HXUDO�1HWZRUN �������������������������������� �������������������������������� ���������������� ������� 3&�WR�1HXUDO�1HWZRUN �������������������������������� �������������������������������� ������������������������� ������� 1HXUDO�1HWZRUN�WR�9&6(/ �������������������������������� �������������������������������� ������������������ ��

���� &&&&RRRRQQQQWWWWHHHHQQQQWWWWVVVV

Page 3: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

� &RQFOXVLRQ�������������������������������� �������������������������������� �������������� ��� *ORVVDU\ �������������������������������� �������������������������������� ����������������� ��� %LEOLRJUDSK\�������������������������������� �������������������������������� ������������ ��

Page 4: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

7KLV� SURSRVDO� H[DPLQHV� DQ� RSWLFDO� QHXUDO� QHWZRUN� IRU� VZLWFKLQJ�� VSHFLILFDOO\�WKH� KDUGZDUH� XVHG� WR� VLPXODWH� QHXURQV� DQG� DVVRFLDWHG� SULFH�SHUIRUPDQFH�LVVXHV���,W�SUHVXPHV�IDPLOLDULW\�ZLWK�WKH�VXEMHFW�DUHD�DV�GHVFULEHG�LQ�>�@�7KH� SURSRVHG� LPSOHPHQWDWLRQ� �ILJXUH� ��� ZRXOG� ILW� D� SURFHVVRU� EHWZHHQ�GHWHFWRU� DQG� 9&6(/� DUUD\V� WR� SHUIRUP� WKH� ZRUN� QRUPDOO\� FDUULHG� RXW� E\�DQRWKHU� W\SH� RI� KDUGZDUH� V\VWHP�� � 9DULRXV� DOWHUQDWLYH� V\VWHPV� KDYH� EHHQ�FRQVLGHUHG�DQG�WKRXJKWV�RQ�WKHVH�V\VWHPV�DUH�RXWOLQHG�LQ�FKDSWHU���

7KH�FRPSOH[LW\�LQ�WKLV�SUREOHP�OLHV� LQ�DQ�H[SRQHQWLDO� LQFUHDVH�LQ�WKH�QXPEHU�RI� DGGLWLRQV� UHTXLUHG� WR� SHUIRUP� LQWHUFRQQHFWLRQ� DV� WKH� QHWZRUN� VL]H�� P[Q��JURZV���7KH�YHU\�DUFKLWHFWXUH�RI�WKLV�V\VWHP�WDFNOHV�WKH�SUREOHP�E\�H[HFXWLQJ�VXPPDWLRQ� LQ�DQ�DQDORJXH�PDQQHU�� 2SWLFDO� LQWHUFRQQHFWV�RI�DQ�DSSURSULDWH�LQWHQVLW\�FRQYHUJH�RQWR�D�GHWHFWRU�DVVRFLDWHG�ZLWK�HDFK�QHXURQ��WKH�RXWSXW�RI�ZKLFK�LV�LQKHUHQWO\�SURSRUWLRQDO�WR�WKH�VXP�RI�DOO�LQFLGHQW�OLJKW�PRGLILHG�E\�DQ�DFWLYDWLRQ�IXQFWLRQ�7KH�UHDVRQ�WKDW�D�PLFURSURFHVVRU�VROXWLRQ�ZDV�FRQVLGHUHG�DW�DOO�LV�EHFDXVH�LW�RIIHUV�D�IOH[LELOLW\�QRW�IRXQG�LQ�RWKHU�KDUGZDUH�V\VWHPV��ZKLFK�ZLOO�EH�H[DPLQHG�ODWHU�� � 6FDODELOLW\� LV� DOVR� QRW� D� VHULRXV� SUREOHP� VLQFH� WKH� QXPEHU� RI� QHXUDO�DFWLYDWLRQ� IXQFWLRQV� WR� EH� FDOFXODWHG� VFDOHV� SURSRUWLRQDWHO\� ZLWK� QXPEHU� RI�QHXURQV�LQ�WKH�QHWZRUN��P[Q�

���� 3333UUUURRRRSSSSRRRRVVVVDDDDOOOO 2222XXXXWWWWOOOOLLLLQQQQHHHH

6\VWHP�6HWXS

)LJXUH��7KLV�GLDJUDP�LOOXVWUDWHV�KRZ�D�GLIIUDFWLYH�RSWLF�HOHPHQW��'2(��VHSDUDWHV�OLJKW�IURP�D�VLQJOH�9&6(/�DQG�LWV�FRQVHTXHQW�LPDJLQJ�RQWR�D�GHWHFWRU�DUUD\�

Page 5: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

7KHUH� DUH�PDQ\�ZD\V� RI� FODVVLI\LQJ� D� QHXUDO� QHWZRUN�� DUFKLWHFWXUH�� QHWZRUN�W\SH�� QXPEHU� RI� H[WHUQDO� LQSXWV� DQG� RXWSXWV�� QXPEHU� RI� QHXURQV� HWF�� � 7R�HYDOXDWH� V\VWHP� SHUIRUPDQFH�� WKLV� SURSRVDO� ZLOO� XVH� WKH� &RQQHFWLRQV�3HU�6HFRQG��&36��UDWLQJ�DV�GHILQHG�LQ������E\�0��+ROOHU�>�@���7KLV�UDWLQJ�LV�UHDOO\�RQO\�DSSOLFDEOH�LQ�GLVFUHWH�V\VWHPV������� &&RRQQQQHHFFWWLLRRQQVV��33HHUU��66HHFFRRQQGG1HXUDO� QHWZRUNV� FRQVLVW�RI�D�VHW�RI�LQWHUFRQQHFWHG�QHXUDO� SURFHVVLQJ�HOHPHQWV��QHXURQV��ZKLFK�ZRUN� E\� FDOFXODWLQJ� WKH�VXP� RI� D� VHW� RI� LQSXWV� [LPXOWLSOLHG� E\� D� VHW� RI�VWRUHG� ZHLJKWV� ZL �VHH�ILJXUH� ���� � 7KLV� VXP� LV�WKHQ� PRGLILHG� E\� DQ�DFWLYDWLRQ� IXQFWLRQ� I�[�� WR�JLYH�RXWSXW \���7KH�LQSXWV�WR�D�QHXURQ�DUH�NQRZQ�DV�DUWLILFLDO� V\QDSVHV� DQG�FDOFXODWLRQ�RI� WKH�SURGXFW�RI� RQH� LQSXW� [L DQG� LWV�V\QDSWLF� ZHLJKW� ZL LV�UHIHUUHG� WR� DV� D�FRQQHFWLRQ���7KH�FRQQHFWLRQ�LV�D�EDVLF�XQLW�RI�FRPSXWDWLRQ�LQ�D�QHXUDO�QHWZRUN�DQG� WKH� QXPEHU� RI� FRQQHFWLRQV� SHU� VHFRQG� �&36�� WKDW� LW� FDQ� SHUIRUP� D�PHDVXUHPHQW� RI� SHUIRUPDQFH�� � 7KH� &36� LV� GLUHFWO\� UHODWHG� WR� KRZ� IDVW� D�QHWZRUN�FDQ�SHUIRUP�PDSSLQJV�IURP�LQSXW�WR�RXWSXW������� 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNN ++DDUUGGZZDDUUHH 55HHYYLLHHZZ7KLV� VHFWLRQ� H[DPLQHV� H[LVWLQJ� QHXUDO� QHWZRUN� KDUGZDUH� DQG� UHYLHZV� WKHLU�LPSOHPHQWDWLRQV�DQG�SHUIRUPDQFH���6XFK�LQIRUPDWLRQ�LV�XVHIXO�LQ�WKDW�LW�VHWV�D�SHUIRUPDQFH� WDUJHW� IRU� DQ\� V\VWHP� FRQVWUXFWHG�� )RU� IXUWKHU� LQIRUPDWLRQ� RQ�WKHVH�V\VWHPV�SOHDVH�VHH�>�@ RU�>��@����������� $$QQDDOORRJJXXHH 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNNVV7KH� DQDORJXH� QHXUDO� QHWZRUN� H[SORLWV� SK\VLFDO� SURSHUWLHV� WR� SHUIRUP�RSHUDWLRQV�DQG�WKXV�REWDLQ�KLJK�VSHHGV�DQG�GHQVLWLHV���$�FRPPRQ�RXWSXW�OLQH�FRXOG� VXP� WKH� FXUUHQWV� IURP� VHYHUDO� V\QDSVHV� WR� WKH� QHXURQ� LQSXWV�� � 7KH�

���� 1111HHHHXXXXUUUUDDDDOOOO 6666\\\\VVVVWWWWHHHHPPPP 3333HHHHUUUUIIIIRRRRUUUUPPPPDDDDQQQQFFFFHHHH

6 I�[�

[� Z�Z�Z�

[�

[�

«[L

\

1HXUDO�3URFHVVLQJ�(OHPHQW��1HXURQ�

)LJXUH��'LDJUDP�RI�DQ�DUWLILFLDO�QHXURQ�

Page 6: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

PDMRU SUREOHP�WKRXJK�ZLWK�DQDORJXH�V\VWHPV�LV�FRPSRQHQW�WROHUDQFHV��LW�FDQ�EH�YHU\�GLIILFXOW�WR�FRPSHQVDWH�IRU�YDULDWLRQV�LQ�PDQXIDFWXULQJ�$QDORJXH�1HWZRUN $UFKLWHFWXUH 1HXURQV 6\QDSVHV 5HIV� &36,QWHO�(7$11 ))��0/ �� ����� >�@ �[���7DEOH������������ ''LLJJLLWWDDOO 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNNVV$�GLJLWDO�QHWZRUN�LV�FRPSOHWH�GLJLWDOLVDWLRQ�RI�D�QHXUDO�QHWZRUN��WKH�ZHLJKWV�DUH�VWRUHG� GLJLWDOO\� DQG� DOO� FDOFXODWLRQV� DUH� PDGH� GLJLWDOO\�� � $OWKRXJK� GLJLWDO�VXPPDWLRQ�FDQ�EH�VORZ��HVSHFLDOO\�ZLWK�UHJDUG�WR�V\QDSVHV��LW�LV�DQ�H[WUHPHO\�IOH[LEOH�DQG�D�FRPSDUDWLYHO\�PDWXUH�WHFKQRORJ\�'LJLWDO�1HWZRUN $UFKLWHFWXUH 1HXURQV 6\QDSVHV 5HIV� &361HXUD/RJL[�1/;���� ))��0/ �� 2II�FKLS >�@ ���

+1&�����1$3 6,0'��)3 ����3( ���.�RII�FKLS � ���[���+LWDFKL�:6, 6,0'��+RSILHOG ��� ��. >�@ ���[���,QRYD�1����� 6,0'��,QW� ���3( ���. >�@��>�@ ���[���0&(�07����� ))��0/ � 2II�FKLS >�@ ��[���0LFUR�'HYLFHV�0' ))��0/ ��3( � >��@ ���[���3KLOLSV�/QHXUR�� ))��0/ ���3( �� >��@ ��[���6LHPHQV�0$��� 0DWUL[�RSV� ���3( ��� >��@��>��@��>��@ ���[���

7DEOH������������ ++\\EEUULLGG 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNNVV$� K\EULG� LPSOHPHQWDWLRQ� VXSSRVHGO\� FRPELQHV� WKH� EHVW� RI� ERWK� GLJLWDO� DQG�DQDORJXH�WHFKQLTXHV��DQDORJXH�VXPPDWLRQ�DQG�GLJLWDO�QRLVH�UHVLVWDQFH�+\EULG�1HWZRUN $UFKLWHFWXUH 1HXURQV 6\QDSVHV 5HIV� &36$77�$11$ ))��0/ ������ ���� >��@ ���[���%HOOFRUH�&/11��� %ROW]PDQQ �� ��� >��@ ���[���0HVD�5HVHDUFK�1HXURFODVVLILHU ))��0/ � ��� >��@ ��[���5LFRK�51���� ))��0/ �� ��� >��@ �[���

7DEOH��

Page 7: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

)RU� WKLV� UHDVRQ�� K\EULG� V\VWHPV� UHDFK� WKH� KLJKHVW� SHUIRUPDQFH� OHYHOV� RI� DOO�W\SHV�RI�KDUGZDUH�LPSOHPHQWDWLRQV����[��� &36�KDYLQJ�EHHQ�GHPRQVWUDWHG����������� $$OOWWHHUUQQDDWWLLYYHH ,,PPSSOOHHPPHHQQWWDDWWLLRRQQVV,W� LV� DOVR�SRVVLEOH� WR� LPSOHPHQW�QHXUDO�QHWZRUNV�XVLQJ�RWKHU�PHWKRGV�� �7KLV�XVXDOO\� LQYROYHV� XVLQJ� D� GHGLFDWHG� JHQHULF� SURFHVVRU� �H�J�� 7UDQVSXWHU�� ,QWHO�L����RU�'63��WR�VLPXODWH�WKH�QHWZRUN�DQG�LWV�LQWHUFRQQHFWV�SXUHO\�LQ�VRIWZDUH���1R� H[DPSOHV� DUH� LQFOXGHG� KHUH� EHFDXVH� WKLV� SURSRVDO� LV� H[DPLQLQJ� D�KDUGZDUH� LPSOHPHQWDWLRQ� XVLQJ� RSWLFDO� LQWHUFRQQHFWV� UDWKHU� WKDQ� D� VRIWZDUH�RQH�

Page 8: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

7KLV� VHFWLRQ� FRPSDUHV� WKH� SHUIRUPDQFH� RI� RXU� SURSRVHG� V\VWHP� DJDLQVW�H[LVWLQJ� QHXUDO� QHWZRUNV�E\� FDOFXODWLQJ� LWV�&36� UDWLQJ� LQ� UHODWLRQ� WR� LWHUDWLRQ�IUHTXHQF\�DQG�QHWZRUN�VL]H������� 11HHWWZZRRUUNN &&RRQQQQHHFFWWLLYYLLWW\\3UHVXPLQJ� WKHUH� DUH�HQRXJK� 9&6(/V� DQG�GHWHFWRUV� DYDLODEOH� IRU�HDFK� QHXURQ�� ZKHUH� ERWK�DUUD\V� DUH� RI� VL]H� P�LQSXWV� E\� Q� RXWSXWV�� ZH�KDYH� D� FRQQHFWLRQ�GHQVLW\� FG DV� VKRZQ� LQ�HTXDWLRQ���7KH� UHVXOWLQJ� QXPEHU� RI�FRQQHFWLRQV� DUH� JUDSKHG�LQ� ILJXUH� ��� VKRZLQJ� WKDW�DQ� LQFUHDVH� LQ� QHWZRUN�VL]H�FDQ�LQFUHDVH�WKH�QXPEH������ 11HHWWZZRRUUNN 33HHUUIIRR2QFH� ZH� NQRZ� WKH�QXPEHU� RI�FRQQHFWLRQV�WKHUH�DUH�ZH� FDQ� ZRUN� RXW� WKH�V\VWHP¶V� &36� UDWLQJ�E\� H[DPLQLQJ� LWV�LWHUDWLRQ�VSHHG���1RWH�WKDW�WKLV�LV�QRW�GLUHFWO\�UHODWHG� WR� VROXWLRQV�SHU� VHFRQG� DV�QHWZRUN� FRQYHUJHQFH�UHTXLUHV� PXOWLSOH�LWHUDWLRQV�� � 7KLV�QXPEHU� RI� LWHUDWLRQV�LV� EHOLHYHG� WR� EH�DURXQG� ��� SHU�VROXWLRQ�� � ,I� ZH�

���� 3333UUUURRRRSSSSRRRRVVVVHHHHGGGG 6666\\\\VVVVWWWWHHHHPPPP

1HXUDO�1HWZRUN�&RQQHFWLYLW\

� � QPQPFG uu�� �(TXDWLRQ��

,W�FDQQ[Q�Q

)LJXUH��7KLV�JUDSK�VKRZV�KRZ�WKH�QXPEHU�RI�FRQQHFWLRQV�JURZV�DV�WKH�QXPEHU�RI�LQSXWV�DQG�RXWSXWV�DUH�DOWHUHG�

U RI�LQWHUFRQQHFWLRQV�GUDVWLFDOO\�UUPPDDQQFFHH

1HXUDO�1HWZRUN�3HUIRUPDQFH

)LJXUH���EH�VHHQ�WKDW WKH�&36�UDWLQJ�LQFUHDVHV�UDSLGO\�ZLWK�QHWZRUN�VL]H�Q��Q�LQSXWV�DQG�Q�RXWSXWV�JLYLQJ�HXURQV����7KLV�LQFUHDVH�LV�XQIRUWXQDWHO\�RQO\�OLQHDU�ZKHQ�UHODWHG�WR�LWHUDWLRQV�SHU�VHFRQG�

Page 9: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

PHDVXUH�LWHUDWLRQV�IL LQ�+]�DQG�NHHS�WKH�QHWZRUN��P[Q��VTXDUH��Q[Q��ZH�FDQ�GHULYH�WKH�UHODWLRQVKLS�LQ�HTXDWLRQ�� DQG�ILJXUH���.HHSLQJ� WKH� QHWZRUN� VL]H� VTXDUH� DOORZV� DOO� LQSXWV� WR� EH� FRQQHFWHG� WR� DOO�RXWSXWV� VLPXOWDQHRXVO\�� � ,I� WKHUH� ZHUH� PRUH� LQSXWV� WKDQ� RXWSXWV� WKHQ� D�VLWXDWLRQ�ZRXOG�HYHQWXDOO\�DULVH�ZKHUH�FHUWDLQ�LQSXWV�FDQQRW�EH�FRQQHFWHG�WR�DQ\� RXWSXW� ZKDWVRHYHU� DV� DOO� H[LVWLQJ� RXWSXWV� DUH� EXV\�� � 7KXV� D� VTXDUH�FURVVEDU�VZLWFK�LV�FRQVLGHUHG�WR�EH�RI�RSWLPDO�GHVLJQ������� 33UURRSSRRVVHHGG 66\\VVWWHHPP 33HHUUIIRRUUPPDDQQFFHH:H� FDQ� WKHUHIRUH� GHWHUPLQH� WKH� SHUIRUPDQFH� RI� RXU� GHPRQVWUDWRU� XVLQJ�HTXDWLRQ� ��� � $W� WKH� SUHVHQW� WLPH� RXU� GHPRQVWUDWRU� ZLOO� EH� OLPLWHG� WR� Q ���KRZHYHU�WKH� LWHUDWLRQ�IUHTXHQF\�IL KDV�QRW�EHHQ�GHWHUPLQHG���,W� LV�KRSHG�WKDW�YDOXHV�RI����N+]�XS�WR�SHUKDSV����0+]�ZRXOG�EH�SRVVLEOH�JLYLQJ�&36�UDWLQJV�RI�����0&36�WR�����*&36�UHVSHFWLYHO\���$OWKRXJK�QRW�DV�IDVW�DV�VRPH�QHXUDO�V\VWHPV�LQ�VHFWLRQ����LW�GRHV�FRPSDUH�IDYRXUDEO\�:KDW�ZH�QHHG�WR�UHPHPEHU�LV�WKDW�RXU�QHXUDO�V\VWHP�GHVLJQ�LV�RQO\�SDUWLDOO\�LQWHUFRQQHFWHG���,I�ZH�ZHUH�WR�UHSODFH�WKH�'2(�ZLWK�RQH�ZKLFK�FRQQHFWV�HYHU\�QHXURQ¶V�RXWSXW�ZLWK� WKH� LQSXW�RI� HYHU\�RWKHU� WKHQ� WKH�QHWZRUN¶V�&36� UDWLQJ�ZRXOG�WKHQ�EH�GHWHUPLQHG�E\�HTXDWLRQ���7KLV� ZRXOG� JLYH� D� SHUIRUPDQFH� RI� ���0&36� DW� ���N+]� DQG� ���*36� DW����0+]�� SUHWW\� KLJK� FRQVLGHULQJ� WKHUH� DUH� RQO\� ��� QHXURQV�� � )LQGLQJ� DQ�DSSOLFDWLRQ�IRU�VXFK�D�QHWZRUN�RQ�WKH�RWKHU�KDQG�FRXOG�EH�DZNZDUG�

� � LIQQ&36 uu� ��� (TXDWLRQ��

LIQ&36 u � (TXDWLRQ��

Page 10: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

$W� WKH�FXUUHQW�VWDJH�RI�GHYHORSPHQW�� WKHUH�DUH�RQO\� WZR�FRPSRQHQWV�ZKRVH�FKDUDFWHULVWLFV� DUH� DOUHDG\� NQRZQ�� WKH� GHWHFWRU� DQG� 9&6(/� DUUD\V���7KHUHIRUH��DQ\�RSWLFDO�V\VWHP�PXVW�EH�GHVLJQHG�DURXQG�WKHVH�FRPSRQHQWV������� 99&&66((//$$UUUUDD\\7KH� 9&6(/� DUUD\�VXSSOLHG� LV� VKRZQ� LQ�GHWDLO� LQ� ILJXUH� � DQG�LWV� FKDUDFWHULVWLFV� LQ�ILJXUHV� ��� � DQG� ��� � ,WFDQ� EH� VHHQ� WKDW� WKH�PHDQ� WKUHVKROG�FXUUHQW� LV� ����������P$�� PHDQ�WKUHVKROG�YROWDJH�����������9� DQG� PHDQ�RSWLFDO� RXWSXW� SRZHU��DW� �� P$�� ����������P:���7KH�SRZHU�FRQYHUVLRQ� HIILFLHQF\�DW���P$�LV�����������7KH� HPLVVLRQ�ZDYHOHQJWK� IRU� WKLV�DUUD\� LV� a����QP�ZLWK�D� PD[LPXP� YDULDWLRQ�DFURVV� WKH� DUUD\� RI� 'OPD[ ����QP�� � 7KLV� YDOXH� KDV� EHHQ� GHWHUPLQHG� E\�LQGLYLGXDO� RSHUDWLRQ� RI� HDFK� 9&6(/� DW� �P$�� � 7KH� HPLVVLRQ� ZDYHOHQJWK�

���� $$$$YYYYDDDDLLLLOOOODDDDEEEEOOOOHHHH &&&&RRRRPPPPSSSSRRRRQQQQHHHHQQQQWWWWVVVV

9&6(/�$UUD\

)LJXUH��9&6(/�DUUD\�ZDV�RULJLQDOO\�IDEULFDWHG�E\�&6(0�DV�D�632(&�GHPRQVWUDWRU�

9&6(/�7KUHVKROG�&XUUHQW 9&6(/�7KUHVKROG�9ROWDJH 2SWLFDO�2XWSXW�3RZHU

)LJXUH��7KH�DERYH�YDOXHV�GHPRQVWUDWH�KRZ�VLPLODU�DOO�9&6(/V�LQ�WKH�DUUD\�DUH���6XFK�DQ�DUUD\�UHGXFHV�WKH�DPRXQW�RI�FDOLEUDWLRQ�ZKLFK�QHHGV�WR�EH�GRQH�DQG�WKXV�V\VWHP�FRPSOH[LW\�

Page 11: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

YDULDWLRQ�ZKHQ�9&6(/V�DUH�RSHUDWHG�VLPXOWDQHRXVO\�FDQ�RQO\�EH�GHWHUPLQHG�ODWHU��KRZHYHU�SUHOLPLQDU\�H[SHULPHQWV�ZLWK�D�FRPSDUDEOH�DUUD\��'OPD[ ���QP�IRU� LQGLYLGXDO� 9&6(/� RSHUDWLRQ�� KDV� VKRZQ� WKDW� WKLV� DGGLWLRQDO� ZDYHOHQJWK�YDULDWLRQ�LV�UHODWLYHO\�VPDOO��'OPD[ ���QP�7KH�ELDV�IUHH�PRGXODWLRQ�UHVSRQVH�RI�LQGLYLGXDO�DUUD\�9&6(/V�FDQ�UHDFK�GDWD�UDWHV� RI� ���0%LW�V�15=�ZLWK� D� ���QV� WXUQ�RQ� GHOD\�� �$GGLQJ� D� ELDV� RI� ���9�UHGXFHV�WKH�WXUQ�RQ�GHOD\�WR����QV�WKXV�UHDFKLQJ�GDWD�UDWHV�RI����0%LW�V�ZLWK�HDVH�)RU�IXUWKHU�LQIRUPDWLRQ�RQ�WKH�9&6(/�DUUD\�SOHDVH�VHH�>��@������� ''HHWWHHFFWWRRUU $$UUUUDD\\7ZR� W\SHV� RI� GHWHFWRU� DUUD\�ZHUH� FRQVLGHUHG� IRU� WKLV�SURMHFW�� D� &&'� DUUD\� DQG� D3KRWRGLRGH�GHWHFWRU�DUUD\�8VLQJ�D�&&'�DUUD\�ZRXOG�KDYH�JLYHQ�D�PXFK�KLJKHU�UHVROXWLRQ�WKDQ� D� SKRWRGLRGH� DUUD\�SHUKDSV� DOORZLQJ� LQWHOOLJHQW�DOLJQPHQW� XVLQJ� VLJQDO�SURFHVVLQJ�� � +RZHYHU�� WKH�GLVDGYDQWDJHV�RI�&&'V� LQ� WKLV�LPSOHPHQWDWLRQ� SURYHG� WR� EH�IDU� WRR� UHVWULFWLYH�� D� VKXWWHU� LV�UHTXLUHG�DQG�VHULDO�GDWD�RXWSXW�IURP�WKH�FKLS�JDYH�IUDPH�UDWHV�RI� EHWZHHQ������+]� �XVLQJ� DQ� LQH[SHQVLYH� DUUD\��� � 3L[HO� ELQLQJ�ZRXOG�KDYH�LPSURYHG� WKH� IUDPH� UDWH�EXW� LW� LV� LQIOH[LEOH�DQG�HQDEOHG�FKLSV�DUH�H[SHQVLYH��a���������

3KRWRGLRGH'HWHFWRU�$UUD\

�������� � � � � � � � �������������

9&6(/�(PLVVLRQ�:DYHOHQJWK

)LJXUH��(PLVVLRQ� ZDYHOHQJWK� GLVWULEXWLRQ� DW� D� FRQVWDQW� GULYH� FXUUHQW�, �P$���0D[LPXP�ZDYHOHQJWK�GHYLDWLRQ�'OPD[ ����QP�

9&6(/�&KDUDFWHULVWLFV

)LJXUH��9&6(/�RSWLFDO�RXWSXW�SRZHU�DQG�YROWDJH�GURS�LQ�UHODWLRQ�WR�FXUUHQW�

)LJXUH��7KH�DERYH�SKRWRGLRGH�GHWHFWRU�DUUD\�LV�WR�EH�XVHG�LQ�WKH�FXUUHQW�SURMHFW�

Page 12: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

7KH�SKRWRGLRGH�GHWHFWRU�DUUD\�VKRZQ�LQ�ILJXUH�� �&HQWURQLF���[���HOHPHQW��7�SKRWRGLRGH� DUUD\�� ZDV� FKRVHQ� EHFDXVH� LW� FRXOG� QRW� RQO\� VXSSRUW� KLJK� GDWD�UDWHV��a��QV�UHVSRQVH��EXW�DOO�HOHPHQWV�FRXOG�EH�UHDG�RXW�VLPXOWDQHRXVO\�

)LJXUHV� �� DQG� �� SURYLGH� IXUWKHU� LQIRUPDWLRQ� RQ� IUHTXHQF\� UHVSRQVH� DQG�SDFNDJLQJ�RI� WKH�DUUD\� UHVSHFWLYHO\�� �7DEOH�� H[DPLQHV� WKH�GHWHFWRU�DUUD\� LQ�PRUH�GHWDLO�(OHPHQWV$UHD�PP �:LGWK�PP/HQJWK�PP6HSDUDWLRQ�PP

5HVSRQVLYLW\�$�:�#�a���QP0LQLPXP

5HVSRQVLYLW\$�:�#�a���QP7\SLFDO

'DUN�&XUUHQW�Q$0LQ� 'DUN�&XUUHQW�Q$0D[� &DSDFLWDQFH�S)�0D[��#��9�%DLV&DSDFLWDQFH�S)�0D[��#���9�%DLV6KXQW�5HVLVWDQFH�0LQ��0HJDRKPV6KXQW�5HVLVWDQFH�7\S��0HJDRKPV

��[�� ���� ��� ��� ��� ���� ���� ��� � �� �� � ���7DEOH�������� 22SSWWLLFFVV$OWKRXJK� WKLV� SURSRVDO� GRHV� QRW� FRQVLGHU� WKH� RSWLFDO� V\VWHP� LQ� GHWDLO�� WKH�IROORZLQJ�WZR�SRLQWV�PXVW�EH�NHSW�LQ�PLQGx 'XH� WR� 9&6(/� FKRLFH�� WKH� RSWLFDO� V\VWHP�PXVW� EH� GHVLJQHG� IRU� ���QP�ZLWK�$5�FRDWLQJV�DW�WKLV�ZDYHOHQJWKx 6L]H�LV�D�YHU\�LPSRUWDQW�FRQVLGHUDWLRQ��WKH�VPDOOHU�WKH�EHWWHU���6\VWHP�VL]H�LV�GLUHFWO\�UHODWHG� WR�'2(�ZRUNLQJ�GLVWDQFH�DQG�WKXV� LW�PXVW�FRQYHUJH�DV�DFXWHO\�DV�SRVVLEOH�

�7�3KRWRGLRGH�7\SLFDO6SHFWUDO�5HVSRQVH 'HWHFWRU�3DFNDJH�'LPHQVLRQV�PP��LQFKHV�

����������������������

�����������

������������',$� ������������ ������������72�%277202)�/($'�

������������120��72�&(//�

�����������

����������������������[���

������������0$;�����������

:,1'2:������������',$�

������������0$;

)LJXUH���7KH�ZDYHOHQJWK�DW�ZKLFK�WKH�V\VWHP�RSHUDWHV�LV�FOHDUO\�PDUNHG�LQ�UHG� )LJXUH���7KH�SKRWRGLRGH�GHWHFWRU�DUUD\�LV�SODFHG�LQ�WKH�FHQWUDO�ZLQGRZ���$GPLWWHGO\��WKH�DUUD\�LV�IDLUO\�ODUJH�LQ�FRPSDULVRQ�WR�WKH�9&6(/�DUUD\�

Page 13: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

6LQFH�ZH�DOUHDG\�KDYH�D�SUHGHILQHG�RSWLFDO�VROXWLRQ��ILJXUH�����WKH�RQO\�DVSHFW�ZKLFK�UHPDLQV�XQVSHFLILHG�LV�WKH�QHXUDO�QHWZRUN���7KLV�VHFWLRQ�FRPSDUHV�DQG�FRQWUDVWV�DQDORJXH�DQG�GLJLWDO�VROXWLRQV������� $$QQDDOORRJJXXHH 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNNVV,PSOHPHQWLQJ�DQ�DQDORJXH�VROXWLRQ�ZRXOG�PHDQ�WKDW�WKH�HQWLUH�V\VWHP�ZRXOGEH�FODVVLILHG�DV�DQ�DQDORJXH�RQH���7KH�VLPSOHVW��DQG�FKHDSHVW��VROXWLRQ�ZRXOG�EH� WR� XVH� DQ� RSHUDWLRQDO� DPSOLILHU� ZKLFK� ZRXOG� DFW� DV� WKH� QHXURQV� DV�GHVFULEHG�LQ�>�@���)OH[LELOLW\�FRXOG�DOVR�EH�DGGHG�E\�XVLQJ�FRPSRQHQWV�VXFK�DV�DQ�(3$&��(OHFWULFDOO\�3URJUDPPDEOH�$QDORJXH�&LUFXLW�� IURP�,7&�RU�),362&��)LHOG�3URJUDPPDEOH�6\VWHP�2Q�&KLS������������ $$GGYYDDQQWWDDJJHHVVx 7KH�FRPSRQHQW�GHQVLWLHV�RI�PRVW�DQDORJXH�V\VWHPV�DUH�KLJKHU�WKDQ�WKDW�RI�GLJLWDO�x $QDORJXH�V\VWHPV�FDQ�EH�YHU\�IDVW�x &RVW�LV�YHU\�ORZ�x (DVLO\�LQWHJUDWHG�LQWR�DQ\�VPDUW�SL[HO�LPSOHPHQWDWLRQ����������� ''LLVVDDGGYYDDQQWWDDJJHHVVx &RPSRQHQW� WROHUDQFHV� EHFRPH� FULWLFDO� DQG� LQGHHG� KDYH� DOUHDG\� EHHQ� DSUREOHP�LQ�D�SUHYLRXV�V\VWHP�>�@�x ,QIOH[LEOH�� � 2QFH� GHVLJQHG� DQG� EXLOW� LW� EHFRPHV� KDUG� WR� DOWHU� DQ\�SDUDPHWHUV�� � 7KLV� SUREOHP� FRXOG� SHUKDSV� EH� FLUFXPQDYLJDWHG� E\� XVLQJ�SURJUDPPDEOH�DQDORJXH�FLUFXLWU\�x 1HWZRUN�FRQYHUJHQFH�LV�KLJKO\�GHSHQGHQW�RQ�FRPSRQHQWV�XVHG�x 7ULFN\�WR�GHVLJQ�FRUUHFWO\�x 6LJQDO�WR�QRLVH�UDWLR�FDQ�EH�ORZ������� ''LLJJLLWWDDOO 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNN6LQFH� WKHUH� LV� DOUHDG\� DQ� DQDORJXH� FRPSRQHQW� LQ� WKH� V\VWHP� �ZHLJKW�VXPPDWLRQ��� DGGLQJ� DQ\� GLJLWDO� KDUGZDUH� ZRXOG� FKDQJH� WKH� V\VWHP¶V�FODVVLILFDWLRQ� WR� K\EULG�� � $OWKRXJK� LQWHJUDWLQJ� GLJLWDO� FRPSRQHQWV�PD\�VRXQG�RXW�RI�SODFH��,�EHOLHYH�WKDW�WKH�EHQHILWV�LW�ZLOO�EULQJ�IDU�RXWZHLJK�WKH�GUDZEDFNV���8QIRUWXQDWHO\�� WKH� SUREOHP� ZLWK� DQ\� GLJLWDO� QHXUDO� LPSOHPHQWDWLRQ� LV�FRQYHUVLRQ�IURP�DQDORJXH�WR�GLJLWDO�DW�WKH�LQSXW�DQG�GLJLWDO�WR�DQDORJXH�DW�WKH�RXWSXW�� � 7KLV� FDQ� QRW� RQO\� EH� VORZ� ����0+]� $'&�� ���N+]� '$&�� EXW� YHU\�

���� 1111HHHHXXXXUUUUDDDDOOOO 1111HHHHWWWWZZZZRRRRUUUUNNNN ,,,,PPPPSSSSOOOOHHHHPPPPHHHHQQQQWWWWDDDDWWWWLLLLRRRRQQQQ

Page 14: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

FRVWO\���$IWHU�FDUHIXO�FRQVLGHUDWLRQ��,�EHOLHYH�WKDW�VRPH�VRUW�RI�PLFURSURFHVVRU�VROXWLRQ�LV�YHU\�SURPLVLQJ�,�GR�QRW�EHOLHYH�WKDW�DQ�)3*$�RU�D�GLJLWDO�EXLOGLQJ�EORFN�VROXWLRQ�LV�IHDVLEOH�QRU�VHQVLEOH� VLQFH� VXFK� D� V\VWHP� ZRXOG� EH� DV� FRPSOLFDWHG� DV� DQ\� DQDORJXH�LPSOHPHQWDWLRQ� LI�QRW�PRUH�VR�ZLWKRXW�FXVWRP�FKLS�GHVLJQ�� �$Q\�DGYDQWDJHV�ZKLFK� PD\� KDYH� EHHQ� JDLQHG� IURP� DQDORJXH� WR� GLJLWDO� FRQYHUVLRQ� ZLOO�WKHUHIRUH�EH�QHJDWHG�DQG�LW�ZRXOG�EH�PRUH�SHUWLQHQW�DQG�FRVW�HIILFLHQW�WR�KDYH�GHVLJQHG�LQ�DQDORJXH�IURP�WKH�VWDUW�7KH�SRLQWV�PDGH�EHORZ� LQ�ERWK� VXE�VHFWLRQV������ DQG������ WKXV�DUJXH� IRU�DQG�DJDLQVW�D�PLFURSURFHVVRU�V\VWHP����������� 00LLFFUURRSSUURRFFHHVVVVRRUU $$GGYYDDQQWWDDJJHHVVx 6LPSOLFLW\�� � 0LFURSURFHVVRU� V\VWHPV� DUH� �XVXDOO\�� D� SOXJ�LQ� VROXWLRQ� VR�HOHFWURQLF�GHVLJQ�ZLOO�EH�NHSW�WR�D�PLQLPXP�x )OH[LELOLW\�� � 7KH� QHXURQ� DFWLYDWLRQ� IXQFWLRQ� I�[�� FDQ� EH� UHFRQILJXUHG� WR�DQ\WKLQJ�WKDW�FDQ�EH�FDOFXODWHG�RQ�D�SURFHVVRU�x /RRNXS� WDEOHV� FDQ� EH� XVHG� IRU� V\VWHP� FDOLEUDWLRQ�� � $� &38 FDQ� DGMXVW�9&6(/�RXWSXW�XQWLO�LW�UHDFKHV�SUHGHILQHG�OHYHOV�RQ�WKH�SKRWRGLRGHV���7KLV�FDQ�DOVR�SUHYHQW�VDWXUDWLRQ�RI�WKH�SKRWRGLRGHV��D�VRUW�RI�DFWLYH�FDOLEUDWLRQ�x $OLJQPHQW� FDQ� EH� PDGH� DFWLYH� DV� D� PLFURSURFHVVRU� FDQ� H[DPLQH� OLJKW�LQWHQVLWLHV�IDOOLQJ�RQ�LQGLYLGXDO�GHWHFWRUV�WR�HQVXUH�OLJKW�LV�RQO\�UHDFKLQJ�WKH�FRUUHFW�RQHV���7KH�V\VWHP�LV�QR�ORQJHU�µGXPE¶�x &DQ�UDSLGO\�VLPXODWH�IDLOHG�QHXURQV�DQG�WKH�HIIHFWV�WKH\�ZRXOG�KDYH�RQ�WKH�V\VWHP�x :RUNORDG�FDQ�EH�GLYLGHG�DFURVV�PXOWLSOH�SURFHVVRUV�DOORZLQJ�HDV\�VFDOLQJ��IRUWXQDWHO\� WKH�QXPEHU�RI�FDOFXODWLRQV�SHU� LWHUDWLRQ�LV�GLUHFWO\�SURSRUWLRQDO�WR�WKH�QXPEHU�RI�QHXURQV�WKXV�ZRUNORDG�GRHV�QRW�LQFUHDVH�H[SRQHQWLDOO\�x $� PLFURSURFHVVRU� FDQ� MXGJH� ZKHQ� WKH� QHWZRUN� KDV� FRQYHUJHG� VR� DQ\�UHVXOW�FDQ�EH�RXWSXW�ZKHQ�WKH�V\VWHP�LV�ILQLVKHG�DQG�QRW�DIWHU�D�SUHGHILQHG�WLPH�SHULRG�x 3URRI� RI� SULQFLSOH�� � $� PLFURSURFHVVRU� FRXOG� EH� JLYHQ� PHDVXUHG�FKDUDFWHULVWLFV�IURP�DQRWKHU�SURSRVHG�LPSOHPHQWDWLRQ�DQG�UHSOLFDWH�WKHP�IRU�HYDOXDWLRQ�SXUSRVHV��H�J��D�SURSRVHG�DQDORJXH�LPSOHPHQWDWLRQ����������� 00LLFFUURRSSUURRFFHHVVVVRRUU ''LLVVDDGGYYDDQQWWDDJJHHVVx ([SHQVLYH���&RVW�LV��KRZHYHU��KLJKO\�GHSHQGHQW�RQ�ZKHWKHU�LW�LV�D�WXUQNH\�V\VWHP� ���������� RU� D� V\VWHP� EXLOW� DURXQG� HPEHGGHG� PLFURFRQWUROOHUV��IURP������HDFK��x '$&�FDQ�EH�VORZ�ZLWKRXW�H[SHQVLYH�KDUGZDUH�x 2YHUDOO�V\VWHP�FRXOG�EH�TXLWH�ODUJH�x $Q\�SURRI�RI�SULQFLSOH�LV�RQO\�DV�JRRG�DV�WKH�PRGHO�XVHG�SUHVXPLQJ�GLJLWDO�LV�QRW�JRLQJ�WR�EH�WKH�ILQDO�LPSOHPHQWDWLRQ�

Page 15: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

x -XVW� D� KDUGZDUH� LPSOHPHQWDWLRQ� RI� WKH� VLPXODWLRQ� �LV� WKDW� UHDOO\� D�GLVDGYDQWDJH"��x 0XOWLSOH�SURFHVVRUV�UHTXLUHG�WR�SUHYHQW�ERWWOHQHFNLQJ������� &&RRPPSSRRQQHHQQWW ,,QQWWHHUUIIDDFFLLQQJJ7KHUH� DUH� WKUHH� LQWHUIDFLQJ�SUREOHPV�ZKLFK�QHHG� WR�EH� FDUHIXOO\� FRQVLGHUHG�UHJDUGOHVV�RI�V\VWHP�GHVLJQ����������� ''HHWWHHFFWWRRUU WWRR 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNN,I� DQ� DQDORJXH� QHXUDO� QHWZRUN� LV� LPSOHPHQWHG� WKHQ� WKLV� LV� QRW� DQ� LVVXH���+RZHYHU�� LI� D� LW� LV� GLJLWDO� WKDQ� '�$� FRQYHUVLRQ� RYHU� ��� FKDQQHOV� ZLOO� EH�UHTXLUHG���7KLV�FRXOG�DOVR�EH�SHUIRUPHG�XVLQJ�PXOWLSOH[LQJ�RI�FRPSRQHQWV�EXW�UHVXOWV�LQ�VHULDO�SURFHVVLQJ�RI�SDUDOOHO�GDWD����������� 33&& WWRR 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNN3UHVXPLQJ� WKDW� WKH� V\VWHP� WR�EH�EXLOW�ZLOO� VXSSRUW�PRUH� WKDQ�DFWLYH�LQDFWLYH�LQSXWV�� DQ� DQDORJXH� QHXUDO� QHWZRUN� UHTXLUHV� GLJLWDO� WR� DQDORJXH� FRQYHUVLRQ�IURP�3&��RU�DQ\�RWKHU�FRPSXWHU�� WR�QHWZRUN��SHUKDSV�YLFH�YHUVD� IRU� UHWXUQ��V\VWHP�GHSHQGHQW����$�GLJLWDO�QHWZRUN�ZRXOG�PLQLPLVH�WKLV�SUREOHP�ZLWK�VRPH�PLFURSURFHVVRUV� FDSDEOH� RI� GLUHFW� FRQQHFWLRQ� WR� D� 3&� FRP� SRUW� �QR� H[WUD�KDUGZDUH�QHFHVVDU\������������ 11HHXXUUDDOO 11HHWWZZRRUUNN WWRR 99&&66((//���9&6(/V�QHHG� WR�EH�GULYHQ�E\� WKH�QHXUDO�QHWZRUN�� �$Q�DQDORJXH�QHWZRUN�ZRXOG�QRW�SURYH�GLIILFXOW�WR�LQWHUIDFH�EXW��DJDLQ��D�GLJLWDO�QHWZRUN�ZRXOG� 'LJLWDO�WR�DQDORJXH�FRQYHUVLRQ�ZRXOG�FOHDUO\�EH�UHTXLUHG�ZKLFK� LV�QRW�RQO\�VORZ�DQG�H[SHQVLYH�EXW�FRXOG�UHVXOW�LQ�WKH�PXOWLSOH[LQJ�RI�VHYHUDO�FKDQQHOV�

Page 16: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

7KH�XOWLPDWH�JRDO�RI�WKLV�SURMHFW�LV�WR�FUHDWH�D�IOLS�FKLS�ERQGHG�VROXWLRQ�ZKLFK�FRQWDLQV� 9&6(/� DUUD\�� QHXURQ� HOHFWURQLFV� DQG� GHWHFWRU� DUUD\� LQ� D� IROGHG�V\VWHP�DV�VKRZQ�LQ�ILJXUH����

7KH� UHDO� GHFLGLQJ� IDFWRU� KHUH� LV� FRVW�� � $� PLFURSURFHVVRU� VROXWLRQ� LV�XQGRXEWHGO\�IDU�TXLFNHU�WR�LPSOHPHQW��D�ORW�PRUH�IOH[LEOH�DQG�SHUIHFWO\�SODFHG�WR� H[DPLQH� V\VWHP� QXDQFHV�� KRZHYHU� FRVW� ZHLJKV� KHDYLO\� DJDLQVW� LW���)RUWXQDWHO\�� LW� DOVR� KDV� WKH� DGYDQWDJH� RI� UHXVDELOLW\�� DQ\� V\VWHP�ZKLFK� FDQ�VDPSOH����DQDORJXH�LQSXWV�DQG�RXWSXW����DQDORJXH�YROWDJH�OHYHOV�DIWHU�VLJQDO�SURFHVVLQJ�LV�XQLYHUVDOO\�XVHIXO��HVSHFLDOO\�ZLWK�WKH�DWWDFKHG�VLJQDO�SURFHVVLQJ�FDSDELOLWLHV�,�EHOLHYH�WKDW�LPSOHPHQWLQJ�D�VLPSOH�DQDORJXH�VROXWLRQ�DW�WKLV�VWDJH�ZRXOG�EH�WDNLQJ� D� OHDS� WRZDUGV� D� SURMHFW� JRDO� ZLWKRXW� QHFHVVDULO\� XQGHUVWDQGLQJ� LW�FRPSOHWHO\�� �6LQFH�ZH�DUH�GHVLJQLQJ�D�GHPRQVWUDWRU�� IOH[LELOLW\� LV�RI�XOWLPDWH�LPSRUWDQFH�� WKH� IOH[LELOLW\� WR� DOWHU� QHWZRUN� FRQILJXUDWLRQ�� DFWLYDWLRQ� IXQFWLRQV�DQG� FRPSHQVDWH� IRU� FRPSRQHQW� WROHUDQFHV�� � 'XULQJ� ZULWLQJ�� DQ� DQDORJXH�GHPRQVWUDWRU�ZDV�FRPSOHWHG�DW�%7�/DEV�VR�,�FDQ�RQO\�FRQFOXGH�WKDW�ZH�HLWKHU�H[DPLQH� D� GLVFUHWH� VROXWLRQ� XVLQJ� PLFURSURFHVVRU� KDUGZDUH� RU� WZHDN� WKH�RULJLQDO� �XVLQJ� SURJUDPPDEOH� DQDORJXH� FKLSV� UDWKHU� WKDQ� RS�DPSV�� WR�DGGLWLRQDOO\�VXSSRUW�DQDORJXH�LQSXW�YDOXHV�

���� &&&&RRRRQQQQFFFFOOOOXXXXVVVVLLLLRRRRQQQQ)ROGHG�6\VWHP�3URMHFW�*RDO�

)LJXUH���7KLV�IROGHG�V\VWHP�KDV�GHWHFWRUV��QHXURQV�DQG�9&6(/V�DOO�IDEULFDWHG�RQ�RQH�FRPSRQHQW���7KH�OHQV�V\VWHP�VWLOO�UHPDLQV�WKH�FUXFLDO�VL]H�OLPLWLQJ�IDFWRU��MXVW�KRZ�IDU�LW�FDQ EH�PLQLDWXULVHG�VWLOO�UHPDLQV�XQFOHDU��EXW�LW�DSSHDUV�WR�EH�KLJKO\�GHSHQGHQW�RQ�'2(�ZRUNLQJ�GLVWDQFH�

Page 17: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

$'& $QDORJXH�WR�'LJLWDO�&RQYHUVLRQ$5 $QWL�5HIOHFWLYH%3 %DFN�3URSDJDWLRQ&&' &KDUJH�&RXSOHG�'HYLFH&36 &RQQHFWLRQV�3HU�6HFRQG&6(0 &HQWUH�6XLVVH�G¶(OHFWURQLTXH�HW�GH�0LFURWHFKQLTXH'$& 'LJLWDO�WR�$QDORJXH�&RQYHUVLRQ'2( 'LIIUDFWLYH�2SWLF�(OHPHQW'63 'LJLWDO�6LJQDO�3URFHVVRU(3$& (OHFWULFDOO\�3URJUDPPDEOH�$QDORJXH�&LUFXLW),362& )LHOG�3URJUDPPDEOH�6\VWHP�2Q�&KLS)) )HHG�)RUZDUG)3 )ORDWLQJ�3RLQW)3*$ )XOO\�3URJUDPPDEOH�*DWH�$UUD\0/ 0D[LPXP�/LNHOLKRRG15= 1RQ�5HWXUQ�WR�=HUR3( 3URFHVVLQJ�(OHPHQWV6,0' 6LQJOH�,QVWUXFWLRQ��0XOWLSOH�'DWD632(& 6PDUW�3L[HO�2SWRHOHFWURQLF�&RQQHFWLRQV9&6(/ 9HUWLFDO�&DYLW\�6XUIDFH�(PLWWLQJ�/DVHU

���� ****OOOORRRRVVVVVVVVDDDDUUUU\\\\

Page 18: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

>�@ .��-��6\PLQJWRQ��³2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUNV�IRU�6ZLWFKLQJ´��06F�SURMHFW�GLVVHUWDWLRQ��6W��$QGUHZV�DQG�+HULRW�:DWW�8QLYHUVLW\�������>�@ 0�� $�� +ROOHU�� ³9/6,� ,PSOHPHQWDWLRQV� RI� /HDUQLQJ� DQG� 0HPRU\�6\VWHPV�� $� 5HYLHZ´�� $GYDQFHV� LQ� 1HXUDO� ,QIRUPDWLRQ� 3URFHVVLQJ�6\VWHPV����0RUJDQ�.DXIPDQQ��6DQ�0DWHR��&D�������>�@ &��6��/LQGVH\�DQG�7��/LQGEODG��³5HYLHZ�RI�+DUGZDUH�1HXUDO�1HWZRUNV��$�8VHU¶V�3HUVSHFWLYH´��3K\VLFV�'HSDUWPHQW�� )UHVFDWL��5R\DO�,QVWLWXWH�RI� 7HFKQRORJ\� )UHVFDWLYlJHQ� ���� ���� ��� 6WRFNKROP�� 6ZHGHQ��OLQGVH\#SDUWLFOH�NWK�VH��OLQGEODG#YDQD�SK\VWR�VH�KWWS���PVLD���PVL�VH�aOLQGVH\�HOED�KWPO�HOED�KWPO�KWPO>�@ �����1;�(7$11��'DWD�6KHHW��,QWHO�&RUS���6DQWD�&ODUD��&$�������>�@ 1/;����'DWD�6KHHW�� -XQH� ������1HXURORJL[�� ,QF��� ����&KDUFRW� $Y���6XLWH������6DQ�-RVH��&D�>�@ 0�� *OHVQHU� DQG� :�� 3|FKP�OOHU�� ³1HXURFRPSXWHUV�� $Q� 2YHUYLHZ� RI�1HXUDO�1HWZRUNV�LQ�9/6,´��&KDSPDQ��+DOO��/RQGRQ�������>�@ '�� +DPPHUVWURP�� ³$� 9/6,� $UFKLWHFWXUH� IRU� +LJK�3HUIRUPDQFH�� /RZ�&RVW��2Q�FKLS�/HDUQLQJ´��3URF��,QW��-RLQW�&RQI��RQ�1HXUDO�1HWZRUNV��,,�����������6DQ�'LHJR��&D���-XQH������>�@ $GDSWLYH� 6ROXWLRQV�� ,QF�� ����� 1�:�� &RPSWRQ� 'U��� 6XLWH� �����%HDYHUWRQ��2U��������>�@ 07������ 'DWD� 6KHHW�� 0&(�� $OH[DQGHU� :D\�� 7HZNHVEXU\��*ORXFHVWHUVKLUH�*/���*7%�������>��@ 0'�����'DWD�6KHHW��0LFUR�'HYLFHV�� ���6N\OLQH�'U��� /DNH�0DU\��)O���������0DUFK������>��@ 1��0DXGXLW��0��'XUDQWRQ��-��*REHUW��³/QHXUR������$�3LHFH�RI�+DUGZDUH�/(*2�IRU�%XLOGLQJ�1HXUDO�1HWZRUN�6\VWHPV´��,(((�7UDQV��RQ�1HXUDO�1HWZRUNV��������������0D\������>��@ -��%HLFKWHU��1��%UXHOV��(��0HLVWHU��8��5DPDFKHU�DQG�+��.ODU��³'HVLJQ�RI� *HQHUDO�SXUSRVH� 1HXUDO� 6LJQDO� 3URFHVVRU´�� �QG� ,QW�� &RQI�� RQ�0LFURHOHFWURQLFV� IRU� 1HXUDO� 1HWZRUNV�� ��������� 0�QLFK�� *HUPDQ\�������>��@ 8��5DPDFKHU��³6<1$36(�� $�1HXURFRPSXWHU�WKDW�6\QWKHVLVHV�1HXUDO�$OJRULWKPV� RQ� D� 3DUDOOHO� 6\VWROLF� (QJLQH´�� -RXUQDO� RI� 3DUDOOHO� DQG�'LVWULEXWHG�&RPSXWLQJ�������������������>��@ 6LHPHQV�1L[GRUI�� ,QIRUPDWLRQVV\VWHPH�$*��'���6FL��&RPSXWLQJ��'�������0�QLFK��*HUPDQ\�>��@ 6�� +D\NLQ�� ³1HXUDO� 1HWZRUNV�� $� &RPSUHKHQVLYH� )RXQGDWLRQ´��0DFPLOODQ�&ROOHJH�3XEOLVKLQJ�,QF��������

���� %%%%LLLLEEEEOOOOLLLLRRRRJJJJUUUUDDDDSSSSKKKK\\\\

Page 19: ,, PPP SS OO HH PP HHH QQ WW DD WW LL RR QQ RR II DD QQ …oic.eps.hw.ac.uk/Projects/NOSC/ImpProp/ImpProp.pdf · ,psohphqwdwlrqr i dq 2swrhohfwurqlf 1hxudo1hwzrun ˘ 7khuhduhpdq\zd\vrifodvvli\lqjdqhxudoqhwzrun˛dufklwhfwxuh

,PSOHPHQWDWLRQ�RI�DQ�2SWRHOHFWURQLF�1HXUDO�1HWZRUN

��

>��@ %�� (�� %RVHU�� (�� 6DFNLQJHU�� -�� %URPOH\�� <�� /H&XQ� DQG� /�'�� -DFNHO��³+DUGZDUH� 5HTXLUHPHQWV� IRU� 1HXUDO� 1HWZRUN� 3DWWHUQ� &ODVVLILHUV´��,(((�0LFUR��SS���������)HE�������>��@ -��$OVSHFWRU��7��-D\DNXPDU�DQG�6��/XQD��³([SHULPHQWDO�(YDOXDWLRQ�RI�/HDUQLQJ� LQ� D� 1HXUDO�0LFURV\VWHP´�� $GYDQFHV� LQ� 1HXUDO� ,QIRUPDWLRQ�3URFHVVLQJ� 6\VWHPV� � ��� HG�� -�� 0RRG\� HW� DO��� ��������� 0RUJDQ�.DXIPDQQ�3XEOLVKHUV��6DQ�0DWHR��&D�������>��@ 3��0DVD��.��+RHQ��+��:DOOLQJD��³$����,QSXW�����1DQRVHFRQG�3DWWHUQ�&ODVVLILHU´��3URF��,QW��-RLQW�&RQIHUHQFH�RQ�1HXUDO�1HWZRUNV�,-&11�����2UODQGR��)OD���86$��-XO\������>��@ +��(JXFL��7��)XUDWD��+��+RULJXFKL��6��2WHNL�DQG�7��.LWDJXFKL��³1HXUDO�1HWZRUN� /6,� &KLS� ZLWK� 2Q�FKLS� /HDUQLQJ´�� 3URF�� ,QW�� -RLQW� &RQI�� RQ�1HXUDO�1HWZRUNV�,-&11�����6DQ�'LHJR��&D���-XQH������>��@ +HULRW�:DWW�8QLYHUVLW\��6XSHOHF��8QLYHUVLW\�RI�*ODVJRZ��7ULQLW\�&ROOHJH�DQG� &6(0�� �6XSSO\� RI� �[�� 9&6(/� DUUD\� DV� LQSXW� GHYLFH� IRU�GHPRQVWUDWRU���'HOLYHUDEOH����3URMHFW�1R��������632(&��$SULO������