Browse

You are looking at 71 - 80 of 749 items for :

  • Materials and Applied Sciences x
  • Refine by Access: Content accessible to me x
Clear All

Longer-term seeding effects on epidemic processes: a network approach

A korai fertőzések helyzetének hosszú távú hatásai a járványterjedésre: egy hálózati megközelítés

Scientia et Securitas
Authors: Gergely Ódor, Domonkos Czifra, Júlia Komjáthy, László Lovász, and Márton Karsai

Summary. In this paper we touch upon three phenomena observed in real life as well as in simulations; in one case, we state mathematical results about the appearance of the phenomenon on arbitrary graphs (networks) under rather general conditions. We discuss a phenomenon of critical fluctuations, demonstrating that an epidemic can behave very differently even if it runs on the same network, with the same transmission probabilities and started from the same initial seeds. We explore a connection between the geographic distribution and intensity of the spreading epidemic. We argue that the speed of the spread of an epidemic depends not only on the number of current infections, but also on their geographic distribution over a country. Through the observations of these phenomena we suggest a dependence of the final epidemic size on the geometric position of initial seeds of an epidemic process.

Összefoglalás. A 2020. március és 2021. február közötti hazai COVID–19 járványügyi adatokat felhasználva a járványok geográfiai terjedését kutatjuk. Alapvető modellünk az, hogy a járvány azon emberek között terjed, akik mobilitási mintáik alapján egy városban tartózkodnak, így van esély arra, hogy találkozhatnak egymással. Ezt a hálózatot úgy közelítjük, hogy tekintjük az 1000 fő feletti települések hálózatát (gráfját), ahol a települések közötti élek súlya a közöttük becsült forgalomból, elsősorban ingázásból nyerhető. Az egyes településeken belül feltételezzük, hogy minden ember ugyanakkora valószínűséggel találkozhat. A településeken belül és között átlagolással (meanfield) kapjuk a terjedés paramétereit. Három kérdést tanulmányozunk a cikkben. Az első kettőben többé-kevésbé a várakozásnak megfelelőek az eredmények, a harmadik azonban meglepetéssel szolgált. Mennyire jelezhető előre a járvány lefutása? Szimulációink alapján az R 0 = 1 érték közelében a helyzet némileg a meteorológiai előrejelzésekhez hasonló, azonos hálózaton, azonos kezdeti fertőzésből, azonos paraméterekkel is nagyon eltérő járványgörbék keletkezhetnek. Mennyire befolyásolja a napi fertőzésszámot a járvány elterjedtsége, vagyis az, hogy mennyire oszlik meg a fertőzésszám a lakossággal arányosan az egyes településeken (járásokban, megyékben)? Szimulációink egyértelműen mutatják, hogy a fertőzöttek azonos száma mellett, minél egyenletesebb a fertőzöttek eloszlása az országban, annál nagyobb a napi új fertőzések száma. Egy járvány első, korai esetei (pl. külföldről behozott fertőzés) hogyan befolyásolják a terjedés végkimenetelét, a teljes lefutás alatti megbetegedések számát? A kutatás egyik fontos célja az, hogy megtalálja a kezdeti fertőzöttek azon konfigurációját, amely a legnagyobb járványhoz vezet. Ezzel kapcsolatban egy új jelenséget figyeltünk meg. Az általánosan elfogadott kép szerint, ha a vizsgált betegség egy elszigetelt, alacsony népsűrűségű és nem túl sűrű tömegközlekedési kapcsolattal rendelkező településen jelenik meg először, akkor gyorsan kipusztulhat anélkül, hogy nagyobb járványt okozna. Egészen más lehet a dinamika, ha a betegség egy jól összekapcsolt, sűrűn lakott településről indul, ahol könnyebben túlélhet és terjedhet szét a lakosság többi részére. A kutatás során ezt a feltevést megkérdőjeleztük, és demonstráljuk, hogy az a járvány, ami a városok hálózatának legszorosabban összekapcsolt részéből indul, hosszú távon nem mindig vezet több fertőzötthöz. Ha a betegségnek nagy a fertőzőképessége, akkor egy járvány, ami véletlenszerűen kiválasztott városokból indul, akár nagyobb populációt is megfertőzhet. Eredményeinket magyar mobilitási és járványügyi adatok, szimulációk, illetve matematikai bizonyítások is alátámasztják. A tudományos megállapításaikon túlmenően eredményeink hozzájárulhatnak járvány-előrejelzések és az intervenciós stratégiák jobb megtervezéséhez egy adott országban egy éppen zajló világjárvány idején. Arra világítanak rá, hogy egy járvány korai szakaszában nemcsak a terjedő betegség fertőzési eseteinek számát fontos követni, hanem a fertőzések geográfiai eloszlása is fontos információt hordoz. A most kidolgozott modell ilyen korai megfigyelésekből kiindulva, egy ország populációjának földrajzi szerkezetét, valamint a mobilitási hálózatának hatásait is figyelembe veszi, és már a járvány kezdeti szakaszában segíthet hosszabb távú következtetések levonásában.

Open access

On climate change, hydrological extremes and water security in a globalized world

Klímaváltozás, hidrológiai szélsőségek és vízbiztonság a (egy) globalizált világban

Scientia et Securitas
Author: András Szöllősi-Nagy

Summary. There is growing empirical evidence that the length of the return periods of extreme hydrological events, such as floods and droughts, is decreasing, i.e. the frequency, or the probability of extreme events, is increasing yielding more frequent disasters at both ends of the hydrological spectrum. Furthermore, it is observed that the 100-year flood occurs nowadays every 20 years or so in many parts of the world. Together with the ever-increasing world population these drivers cause a decreased water security. Also, the question of what caused the change in the hydrological cycle that seems to accelerate or intensify is being asked? Some argue that it is basically due to the large planetary cycles, such as the Milanković-Bacsák cycle, while others attribute it to the increasing green house concentration ever since the industrial revolution. However, the acceleration of the hydrological cycle has been observed quite recently at a decadal time scale, which is by orders of magnitude much smaller when compared to geological time scales of the MB-cycle. The hypothesis that is being tested, and has already yielded quite important affirmative answers, is that the intensification of the hydrological cycle is due to anthropogenic changes observable since the industrial revolution. On the one hand, new design methodologies and standards are needed to properly take into account the non-stationarity of hydrological processes as the current design methodologies, such as the concept of T-year design floods, developed under the hypothesis of stationary hydrological processes, is not valid anymore. On the other hand, these global drivers might lead to some serious reductions in water security if not to water conflicts. Both mitigation and adaptation measures are equally needed. It is argued that the re-examination of some of the structural measures, such as the need for more water storage, is necessary at all scales.

Összefoglalás. A cikk a vízbiztonság szempontjából áttekinti a vízgazdálkodás jelenlegi főbb globális kihívásait és a lehetséges megoldások körvonalait, ideértve az ENSZ Fenntartható Fejlesztési Céljait (SDG). A globális népességdinamikai előrejelzések és a várható klímaváltozás tükrében a jelenlegi vízgazdálkodási gyakorlat nem tartható fenn a XXI. században, ami a vízbiztonság csökkenését, illetve súlyos konfliktusok kialakulását eredményezheti. Ezért paradigmaváltás szükséges. A víz a XXI. század egyik legnagyobb, ha nem a legnagyobb kihívása lesz. A XX. századi népességrobbanás következtében – amikor is egy évszázad alatt a Föld népessége 2 milliárdról 6 milliárdra háromszorozódott, miközben a vízkivételek globálisan meghatszorozódtak – az egy főre jutó éves vízkészlet 1975 óta drámain lecsökkent: 12 000 m3/fő/évről a mostani 5000 m3/fő/év vízmennyiségre. A vízkészletek csökkenésére azonban nem lehet olyan lineáris előrejelzést adni, mely szerint a következő 35 éven belül az emberiség „kifut” vízkészletéből, hiszen a hidrológiai ciklus állandóan megújítja a vízkészleteket, ám kétségtelen, hogy további csökkenés várható. Ma a Föld édesvízkészlete épp annyi, mint a holocén klímaoptimum idején volt. Ugyanakkor a felhasználók száma háromszoros exponencialitással növekedett, bár már felismerhetően egy logisztikai görbe felé tart, és a száz év múlva várható 12 milliárdos népesség eléri azt az aszimptotát, ami a fenntarthatóság határa. Azt meghaladva (humán és ökológiai) rendszereink irreverzibilis állapotba kerülnek, és gyorsuló sebességgel az összeesés felé tartanak. A vízkészletek egy főre jutó csökkenése elsősorban a fejlődő országokban jelentősen növelheti a vízkészletekkel kapcsolatos konfliktuspotenciált, mivel a klímaváltozás primer módon a víz által manifesztálódik. A szélsőségek előfordulási valószínűsége várhatóan tovább növekszik, azaz több árvíz várható, ám ugyanakkor az aszályosság mértéke térben és időben is növekedni fog. A távérzékelés és a számítási korlátok voltaképpeni megszűnése azonban új lehetőségeket nyitott a numerikus hidrológiai modellezésben a lokálistól a globális szintig a Big Data algoritmusok, a mesterséges intelligencia és a blokklánc-technológiák alkalmazásával. A digitális technológiák teljesen új lehetőségeket teremtenek. Globális változás és adaptáció szükséges a vízgazdálkodás minden szintjén, az integrált vízgazdálkodástól kezdve az intézményes felépítésen át az oktatásig és kutatásig. A megállapítás egyaránt érvényes a fejlődő és az iparosodott országokra. Különösen érvényes ez Magyarországot illetően, ahol az elmúlt évtizedek a dezintegrált vízgazdálkodási intézmények sajnálatos példáját mutatták.

Open access

Seismic resilience assessment of critical infrastructures – Case study of M1 highway bridges

Kritikus infrastruktúrák szeizmikus ellenálló képesség vizsgálata – Az M1 autópálya hidak esettanulmánya

Scientia et Securitas
Authors: László Gergely Vigh, Dániel Honfi, László Dunai, Ádám Zsarnóczay, József Simon, Máté Dohány, and Zsolt Berki

Summary. Safety and security of critical infrastructure networks is one of today’s top priorities, as they are getting increasingly complex and interdependent. Thus, their potential failure due to unforeseen and extreme events may result in excessive direct and indirect losses. Recently, focus has shifted from protection to resilience, i.e. the ability of a system exposed to a hazard not only to resist, but accommodate to and recover from the hazard effects.

This paper – by the implementation of the IMPROVER technological resilience analysis – demonstrates the seismic technological resilience assessment of a section of M1 Highway in Hungary. Resilience against the community’s tolerances as well as risk-based resilience indicators are evaluated. The results suggest that technological resilience could be improved, thus certain resilience treatment options are highlighted.

Összefoglalás. A kritikus infrastruktúra-hálózatok biztonsága napjaink egyik legfontosabb prioritása, mivel ezek egyre összetettebbek és kölcsönösen függnek egymástól. Így az előre nem látható és szélsőséges események miatti esetleges meghibásodásuk túlzott mértékű közvetlen és közvetett veszteséget eredményezhet. A közelmúltban a hangsúly a védelemről a rezilienciára, rugalmasságra helyeződött át, vagyis a veszélynek kitett rendszer azon képességére, hogy nemcsak ellenálljon, hanem alkalmazkodjon is a veszélyhatásokhoz, és helyreálljon azokból.

Jelen cikk – az IMPROVER technológiai ellenállóképesség-elemzés felhasználásával – az M1-es autópálya egy szakaszának szeizmikus technológiai ellenálló képességének vizsgálatát mutatja be. Az értékelés az IMPROVER keretein belül kifejlesztett, az ISO 31000 kockázatkezelési folyamatába integrálódó ICI-REF keretrendszert (IMPROVER Critical Infrastructure Framework) követi. A keretrendszer különféle módszereket ajánl a kritikus infrastruktúra ellenálló képességének felmérésére.

Elsőként meghatározzuk és számszerűsítjük a vizsgált szakasz szeizmikus veszélyeztetettségét a valószínűségi szeizmikus veszélyeztetettségi analízis segítségével, melynek eredményeképpen a helyszíneknek a spektrális gyorsulás – túllépési valószínűség kapcsolatát mutató veszélyeztetettségi görbéit kapjuk meg. Ezt követően különböző károsodási szintekhez meghatározzuk az érintett hídszerkezetek sérülékenységi görbéit, mely a spektrális gyorsuláshoz tartozó tönkremeneteli valószínűséget mutatja. Az esemény és a károsodás bekövetkezte esetén megváltozó útpálya kapacitás és forgalmi helyzet alapján az áteresztő képesség csökkenése mellett a menetidőtöbblet is számítható, így a közvetlen károk költségei mellett az indirekt költségek is számszerűsíthetőek, és így a bekövetkezési valószínűségekből és a költségekből a kockázatot számítjuk.

Értékeljük a közösség toleranciáival szembeni rezilienciát, valamint a kockázatalapú reziliencia mutatókat. Részletes leírást adunk a forgalomszimulációkat is magában foglaló katasztrófaelhárítási és helyreállítási modellek alkalmazásáról. A cél az, hogy kiszámítsuk a várható felhasználói késések időbeli alakulását a különböző elemzett forgatókönyveknél, és összegezzük az ebből eredő várható költségeket a végső helyreállításig. A reziliencia értékelése két megközelítésen alapul: 1) összehasonlítás a felhasználói toleranciával, és 2) a reziliensség kockázatalapú értékelése. Az eredmények alapján a technológiai reziliensség javítható, melyre több kezelési lehetőséget is felvázolunk. Az autópálya komplex reziliencia-kezelési stratégiáinak kidolgozásakor azonban az IMPROVER-en belül kifejlesztett egyéb módszerek, például a szervezetelemzés (IORA) és a holisztikus önértékelési (CIRI) eszközök eredményeire is támaszkodni szükséges.

Open access

Trustworthy cybersecurity cooperation of Visegrád countries

A visegrádi országok megbízható kiberbiztonsági együttműködése

Scientia et Securitas
Authors: Huu Phuoc Dai Nguyen and Zoltán Rajnai

Summary. In Europe, every country has its national security strategy, particularly in the area of cybersecurity. Furthermore, each nation has its own set of circumstances, powers, technological advancements, and rules. Cooperation and a unified approach can prove difficult. As a consequence, this article examines the cooperation of Visegrád countries and other organizations in the field of cybersecurity from the perspective of cybersecurity experts, as well as the official V4 legal framework and national sources to identify the differences and similarities of Visegrád countries’ strategies. Besides, the authors aimed to uncover solutions on how to maintain their power in the same location and develop the strength of the EU and other organizations.

Összefoglalás. Európában minden országnak megvan a maga nemzeti biztonsági stratégiája, különösen a kiberbiztonság területén. Ezenkívül minden nemzetnek megvannak a saját követelményei, technológiai fejlődései és szabályai. Az együttműködés és az egységes megközelítés nehéznek bizonyulhat. Ebből kifolyólag ez a cikk a visegrádi országok (V4) és más szervezetek kiberbiztonsági együttműködését vizsgálja a kiberbiztonsági szakértők szemszögéből, valamint a hivatalos V4 jogi keretek és nemzeti források segítségével azonosítja a visegrádi országok stratégiáinak különbségeit és hasonlóságait. Emellett a szerzők arra törekedtek, hogy megoldásokat találjanak arra, hogyan tartsák fenn jelentőségüket, és erősítsék az EU és más szervezetek erejét.

Open access

Abstract

Shape memory alloys are smart materials which have remarkable properties that promoted their use in a large variety of innovative applications. In this work, the shape memory effect and superelastic behavior of nickel-titanium helical spring was studied based on the finite element method. The three-dimensional constitutive model proposed by Auricchio has been used through the built-in library of ANSYS® Workbench 2020 R2 to simulate the superelastic effect and one-way shape memory effect which are exhibited by nickel-titanium alloy. Considering the first effect, the associated force-displacement curves were calculated as function of displacement amplitude. The influence of changing isothermal body temperature on the loading-unloading hysteretic response was studied. Convergence of the numerical model was assessed by comparison with experimental data taken from the literature. For the second effect, force-displacement curves that are associated to a complete one-way thermomechanical cycle were evaluated for different configurations of helical springs. Explicit correlations that can be applied for the purpose of helical spring's design were derived.

Open access

Abstract

Composite materials are granted first choice in the present manufacturing scenario due to their compatibility with tolerances up to 0.001 mm and lower weight. The research design works on the composites of the metal matrix, which are used primarily for aeronautical and industrial applications. Metal matrix composites are being used extensively in structural engineering. Silicon carbide and fly shell ash were used as compliance in aluminium alloys for the manufacture of metal matrix composites (LM13). The composite metal matrix is created employing Stir Casting method. When compared to open moulding, closed moulding, and cast polymer moulding, it is a less expensive and more effective method. The composites produced were then examined for mechanical properties, from the results it was found that the presence of ash and ceramic grains can adversely impact the properties of the composites and even make them brittle. It is time to change the mechanical properties of aluminium by creating hybrid composites with double and often triple-reinforced sections. Hybrid composites have greater performance, better tolerance to tear, low density, resistance to corrosion and strong rigidity over metal matrix composites. In this research an Al-Sic-fly ash composite is proposed and the mechanical properties of hardness, tensile strength, corrosion strength, micro structure analysis are investigated.

Open access

Abstract

The aim of the thesis is the geometric design, CAD modelling and TCA of spur gear pairs having normal teeth based on the modification of the pressure angle. The first task is the geometric design and CAD modelling of the gear pairs (5 pairs are designed) where only the pressure angle is modified beside the constancy of the other initial parameters. The second task is to analyse the comparison possibility and the accuracy similarity of the 2D and the 3D models by the Hertz (equivalent) stress analysis. Finally, I give analysis of the maximum equivalent stress, normal stress and contact pressure for each pair while three teeth are rolling down on each other.

Open access

Abstract

This work aimed to evaluate the effect of ethylene treatment on ripening of 1-MCP treated pear after 6 months of cold storage. Pear treated with gaseous 1-MCP at 625–650 ppb for 24 h at 0 °C was stored at 0 °C for 6 months with normal air, and treated groups were exposed to 100 ppm ethylene at 20 °C for 24 h. After that, samples were kept at 0, 10, and 15 °C for 2 weeks. Stiffness, chlorophyll fluorescence, ethylene and CO2 production of fruit were investigated during 2 weeks. Application of ethylene resumed the ripening of pear after long term storage. The results showed that fruit treated with ethylene achieved more homogeneous surface colour in comparison with non ethylene treated pears. In addition, the ethylene and carbon dioxide production of ethylene treated pears had higher values than that of control. The ethylene treatment could accelerate the softening of pear. Temperature also has significant effect on ripening during storage. This study found that ethylene treatment could accelerate the normal ripening of 1-MCP treated pears.

Open access

The potential of the Visegrad Cooperation (V4) for the safe restarting of tourism in the region following the COVID-19 epidemic

A Visegrádi Együttműködésben (V4) rejlő potenciál a régió turizmusának Covid-19 járványt követő biztonságos újraindításában

Scientia et Securitas
Authors: Gábor Michalkó, József Németh, Panna Tokodi, Tamás Kamal Abboud, and Zoltán Birkner

Summary. The paradisiac boom that tourism meant for nation states came to an abrupt end by the spring of 2020, due to the emergence of a globally spread pathogen. Integrations across nation states have all played a role in addressing the epidemic and mitigating its negative effects on tourism. The most important aim of this study is to explore the extent to which V4 countries can build on each other’s tourist flows during the Covid-19 relaunch. After a thorough elaboration of the literature, the number of bednights was analysed using the tourism statistical databases of the World Tourism Organization (UNWTO), EuroStat and the European Travel Commission (ETC). The countries belonging to the Visegrád Cooperation are in a privileged position, as they had meaningful and safe tourism traffic with each other even before the epidemic, so all market participants have significant experience of “friendly” tourism in the region.

Összefoglalás. A turizmus 2010 óta töretlen globális konjunktúrája 2020 tavaszán a COVID–19 világjárvány miatt megszakadt és a legoptimistább becslések szerint sem tér egyhamar vissza. A járványhelyzet kezelésében és a turizmusra gyakorolt negatív hatásainak enyhítésében a nemzetállamok feletti integrációk, a különböző regionális együttműködések, valamint a kormányközi megállapodások egyaránt szerepet játszottak. A Visegrádi Együttműködés (V4), a kelet-közép-európai régió együttműködését, gazdasági-társadalmi felzárkózását elősegítő, 1991-ben létrehozott integráció kiemelt figyelmet szentel a COVID–19 járvány gazdasági-társadalmi következményeinek kooperatív orvoslására, kitüntetetten a biztonságos turistaáramlás feltételeinek megteremtésére. A jelen tanulmány célja kettős, egyrészt annak feltárása, hogy a V4 országok a COVID–19 járványt követő újraindítás során milyen mértékben építhetnek az egymás között megvalósuló turistaáramlásokra, másrészt a turizmusbiztonság és a geopolitika határmezsgyéjén húzódó elméleti tudás bővítése. Ennek érdekében a szakirodalom, valamint a téma napi szinten változó aktualitásaira való tekintettel a szaksajtó feldolgozását követően a World Tourism Organization (UNWTO), az EuroStat és a European Travel Commission (ETC) turizmusstatisztikai adatbázisának felhasználásával elemezzük az érintett országokban realizálódó vendégéjszakák számát és a kölcsönös vendégforgalomban rejlő kibontakozási potenciált. A V4 országok együttműködése már a járványt megelőzően is a gazdaságfejlesztés területén bontakozott ki a legintenzívebben, így a normalitáshoz való visszatérés során is várható, hogy a tagállamok kihasználják a kelet-közép-európai integrációban rejlő előnyöket. A COVID–19 járvány miatt súlyos válságba került turizmus a gazdaságfejlesztés azon területe, ahol a Visegrádi Együttműködés több évtizedes tapasztalatokkal és eredményekkel rendelkezik, így a földrajzi és kulturális közelség, az országok közötti turistaforgalom rendszerváltás előtti időkre visszanyúló tradíciói, a turisztikai szolgáltatások kedvező ár-érték aránya tekinthetők azon versenyelőnyöknek, amelyekre az újraindítás eredményesen építhető. A közelséget akár a távolság, akár az idő dimenziójában értékeljük a V4 országok feltétlenül profitálhatnak a közelség nyújtotta előnyökből. A térség közbiztonsága kielégítő, a V4 országok állampolgárai – a „helyismeretük” okán is – a kevésbé veszélyeztetett utazók közé tartoznak. A kereskedelmi szálláshelyeken töltött vendégéjszakák 2019. évi mutatóit figyelembe véve kölcsönös érdeklődés mutatkozik egymás országainak turisztikai desztinációi és attrakciói iránt, amely potenciálra a normalitásba való visszatérés során, illetve azt követően is biztosan építhet a térség.

Open access