Zugl.: Cottbus, Techn. University, Diss., 2005.

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2002.

Dans la plupart des applications de robotique, un système de vision apporte une amélioration significative de la perception de l’environnement. La vision panoramique est particulièrement intéressante car elle rend possible une perception omnidirectionnelle. Elle est cependant rarement utilisée en pratique à cause des limitations technologiques découlant des méthodes la permettant. La grande majorité de ces méthodes associent des caméras, des miroirs, des grands angles et des systèmes rotatifs ensembles pour créer des champs de vision élargis. Les principaux défauts de ces méthodes sont les importantes distorsions des images et l’hétérogénéité de la résolution. Certaines autres méthodes permettant des résolutions homogènes, prodiguent un flot de données très important qui est difficile à traiter en temps réel et sont soit trop lents soit manquent de précision. Pour résoudre ces problèmes, nous proposons la réalisation d’une caméra panoramique intelligente qui présente plusieurs améliorations technologiques par rapport aux autres caméras linéaires rotatives. Cette caméra capture des panoramas cylindriques homogènes avec une résolution de 6600 × 2048 pixels. La synchronisation de la capture avec la position angulaire est possible grâce à une plateforme rotative de précision. Nous proposons aussi une solution au problème que pose le gros flot de données avec l’implémentation d’un extracteur de primitives qui sélectionne uniquement les primitives invariantes des images pour donner un système panoramique de vision qui ne transmet que les données pertinentes. Le système a été modélisé et une méthode de calibrage spécifiquement conçue pour les systèmes cylindriques rotatifs est présentée. Enfin, une application de localisation et de reconstruction 3D est décrite pour montrer une utilisation pratique dans une application de type Simultaneous Localization And Mapping ( SLAM ). / In most robotic applications, vision systems can significantly improve the perception of the environment. The panoramic view has particular attractions because it allows omnidirectional perception. However, it is rarely used because the methods that provide panoramic views also have significant drawbacks. Most of these omnidirectional vision systems involve the combination of a matrix camera and a mirror, rotating matrix cameras or a wide angle lens. The major drawbacks of this type of sensors are in the great distortions of the images and the heterogeneity of the resolution. Some other methods, while providing homogeneous resolutions, also provide a huge data flow that is difficult to process in real time and are either too slow or lacking in precision. To address these problems, we propose a smart panoramic vision system that presents technological improvements over rotating linear sensor methods. It allows homogeneous 360 degree cylindrical imaging with a resolution of 6600 × 2048 pixels and a precision turntable to synchronize position with acquisition. We also propose a solution to the bandwidth problem with the implementation of a feature etractor that selects only the invariant feaures of the image in such a way that the camera produces a panoramic view at high speed while delivering only relevant information. A general geometric model has been developped has been developped to describe the image formation process and a caligration method specially designed for this kind of sensor is presented. Finally, localisation and structure from motion experiments are described to show a practical use of the system in SLAM applications.

Nous proposons un nouveau schéma d’échantillonnage non uniforme périodique appelé Système d’Échantillonnage Non Uniforme en Radio Intelligente (SENURI). Notre schéma détecte la localisation spectrale des bandes actives dans la bande totale échantillonnée afin de réduire la fréquence moyenne d’échantillonnage, le nombre d’échantillons prélevé et par conséquent la consommation d’énergie au niveau du traitement numérique. La fréquence moyenne d’échantillonnage du SENURI dépend uniquement du nombre de bandes contenues dans le signal d’entrée x(t). Il est nettement plus performant, en termes d’erreur quadratique, qu’une architecture classique d’échantillonnage non uniforme périodique constituée de p branches, lorsque le spectre de x(t) change dynamiquement. / In this work we consider the problem of designing an effective sampling scheme for sparse multi-band signals. Based on previous results on periodic non-uniform sampling (Multi-Coset) and using the well known Non-Uniform Fourier Transform through Bartlett’s method for Power Spectral Density estimation, we propose a new sampling scheme named the Dynamic Single Branch Non-uniform Sampler (DSB-NUS). The idea of the proposed scheme is to reduce the average sampling frequency, the number of samples collected, and consequently the power consumption of the Analog to Digital Converter (ADC). In addition to that our proposed method detects the location of the bands in order to adapt the sampling rate. In this thesis, we show through simulation results that compared to existing multi-coset based samplers, our proposed sampler provides superior performance, both in terms of sampling rate and energy consumption. It is notconstrained by the inflexibility of hardware circuitry and is easily reconfigurable. We also show the effect of the false detection of active bands on the average sampling rate of our new adaptive non-uniform sub-Nyquist sampler scheme.

La thèse aborde le problème de la détection d’un signal dans une bande de fréquences donnée sans aucune connaissance à priori sur la source (détection aveugle) dans le contexte de la radio intelligente. Le détecteur proposé dans la thèse est basé sur l’estimation des valeurs propres de la matrice de corrélation du signal reçu. A partir de ces valeurs propres, plusieurs critères ont été développés théoriquement (Standard Condition Number, Scaled Largest Eigenvalue, Largest Eigenvalue) en prenant pour hypothèse majeure un nombre fini d’éléments, contrairement aux hypothèses courantes de la théorie des matrices aléatoires qui considère un comportement asymptotique de ces critères. Les paramètres clés des détecteurs ont été formulés mathématiquement (probabilité de fausse alarme, densité de probabilité) et une correspondance avec la densité GEV a été explicitée. Enfin, ce travail a été étendu au cas multi-antennes (MIMO) pour les détecteurs SLE et SCN. / In Cognitive Radio, Spectrum Sensing (SS) is the task of obtaining awareness about the spectrum usage. Mainly it concerns two scenarios of detection: (i) detecting the absence of the Primary User (PU) in a licensed spectrum in order to use it and (ii) detecting the presence of the PU to avoid interference. Several SS techniques were proposed in the literature. Among these, Eigenvalue Based Detector (EBD) has been proposed as a precious totally-blind detector that exploits the spacial diversity, overcome noise uncertainty challenges and performs adequately even in low SNR conditions. The first part of this study concerns the Standard Condition Number (SCN) detector and the Scaled Largest Eigenvalue (SLE) detector. We derived exact expressions for the Probability Density Function (PDF) and the Cumulative Distribution Function (CDF) of the SCN using results from finite Random Matrix Theory; In addition, we derived exact expressions for the moments of the SCN and we proposed a new approximation based on the Generalized Extreme Value (GEV) distribution. Moreover, using results from the asymptotic RMT we further provided a simple forms for the central moments of the SCN and we end up with a simple and accurate expression for the CDF, PDF, Probability of False-Alarm, Probability of Detection, of Miss-Detection and the decision threshold that could be computed and hence provide a dynamic SCN detector that could dynamically change the threshold value depending on target performance and environmental conditions. The second part of this study concerns the massive MIMO technology and how to exploit the large number of antennas for SS and CRs. Two antenna exploitation scenarios are studied: (i) Full antenna exploitation and (ii) Partial antenna exploitation in which we have two options: (i) Fixed use or (ii) Dynamic use of the antennas. We considered the Largest Eigenvalue (LE) detector if noise power is perfectly known and the SCN and SLE detectors when noise uncertainty exists.

Les matériaux électrochromiques organiques ont été un domaine de recherche novateur au cours des dernières décennies. Ces composés qui répondent à un potentiel appliqué par un changement de couleur sont dits électrochromes. Leur intérêt est principalement dû à leur synthèse facile, à haut rendement et à leur aspect écologique par rapport à leurs homologues inorganiques. En règle générale, ces composés ne changent de couleur qu’avec un potentiel appliqué. Développer des composés qui changent à la fois leur couleur et leur fluorescence avec un potentiel appliqué pour une utilisation dans des dispositifs électrofluorescents reste un défi majeur. Dans cette étude, une série de composés contenant de la triphénylamine (TPA) et du benzothiadiazole (BZT) ont été évalués. Ils ont été couplés à différents groupes terminaux pour moduler les propriétés photophysiques et électrochimiques. Ces composés ont été entièrement caractérisés par spectroscopie d'absorption, spectroscopie de fluorescence, voltammétrie cyclique, spectroélectrochimie et diffraction des rayons X. Cela nous a permis d'examiner l'influence de leur structure sur les propriétés. Cela nous a également permis d'identifier les composés d'intérêt idéaux pour une utilisation dans des appareils fonctionnels. Les dispositifs contenant du TPA et du BZT sont idéalement employée pour la fabrication de « fenêtre intelligente ». Cela est dû à l'activité électrochimique du TPA ainsi qu'à la fluorescence à l'état solide du noyau BZT. Pour améliorer encore les propriétés des dispositifs, un système passif était le but ultime. Cela contraste avec les dispositifs actifs où un potentiel doit être appliqué en continu pour que la couleur induite soit cohérente. Dans ce but, des couches cathodiques ont été préparées et étudiées dans un dispositif et leur utilisation comme réservoir d'ions dans un dispositif électrochromique / électrofluorescent passif a été testée. Les résultats préliminaires ont montré que les dérivés d'anthraquinone avaient des propriétés idéales pour les couches cathodiques. / Organic electrochromic materials have been a hot area of research during the past decades. These compounds that respond to an applied potential with a color change are said to be electrochromic. Their interest is mainly because of the easy synthesis, convenient mass production, and eco-friendly preparation compared to their inorganic counterparts. Typically, these compounds change only their color with an applied potential. To develop compounds that change both their color and their fluorescence with a potential applied for use in electrofluorescent devices remains a major challenge. In this study, a series of compounds containing triphenylamine (TPA) and benzothiadiazole (BZT) were evaluated. They were coupled with different end groups to tune the photophysical and electrochemical properties. These compounds were fully characterized by absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, cyclic voltammetry, spectroelectrochemistry, and X-ray diffraction along with other techniques. This allowed us to examine the influence of their structure on the properties. It also allowed us to identify the ideal compounds of interest for use in functioning devices. The devices containing TPA and BZT are ideally ‘smart window’ applications. This is due to the electrochemical activity by TPA as well as the solid state fluorescence of the BZT core. To further improve the properties of devices, a passive device was the ultimate goal. This is in contrast to active devices where a potential must be applied continuously for the induced color to be consistent. Towards this goal, cathodic layers were prepared and investigated in a device and their use as an ion reservoir in a passive electrochromic / electrofluorescent device was tested. Preliminary results, showed that anthraquinone derivatives had ideal properties for the cathodic layers.

Les objectifs principaux de cette thèse sont d'identifier les défis et stratégies afin de mettre en œuvre des solutions de Résilience et de Smart Water Management au niveau des politiques et sur le terrain pour une gestion efficace de l'eau. Au cours de la prochaine décennie, plus de 4 milliard de personnes dans le monde vivront dans des zones de pénurie d'eau, et plus des deux tiers de la population mondiale seront confrontés à des conditions de stress hydrique. Cette pénurie d'eau future nécessite une action immédiate sur le développement des ressources, la réduction de la demande et une plus grande efficacité dans le traitement et la transmission. En outre, la gestion future des risques d'inondation nécessite des mesures immédiates dans les domaines de l'évaluation des risques, des systèmes de défense et d'atténuation, des systèmes de prévision et d'alerte, et des mesures institutionnelles et de gouvernance. Avec les impacts du changement climatique, les événements extrêmes seront plus fréquents et sévères. En conséquence, il est nécessaire d'adopter des stratégies alternatives plutôt qu’une approche traditionnelle « prédire et prévenir », qui se concentre principalement sur la réduction de la probabilité d'apparition de perturbations; ce type d'approche a souvent conduit à une construction extensive de digues de protection, à des protections contre les inondations et à d'autres solutions structurelles le long des rivières et des plaines inondables, créant un faux sentiment de sécurité qui augmente la vulnérabilité aux conséquences d'éventuelles inondations. La première moitié de la thèse explore diverses applications des stratégies de résilience aux inondations et les solutions disponibles qui sont et qui peuvent être mises en œuvre pour atténuer les impacts des inondations. L'efficacité des solutions de résilience aux inondations est également examinée, grâce à des simulations hydrologiques hydrauliques d'une étude de cas réelle en Corée du Sud. À partir de cette analyse, des conseils et des stratégies sont développées : la gestion intelligente de l'eau s’avère être un outil permettant la mise en œuvre de solutions de résilience aux inondations, et offrant d’importantes synergies avec les concepts de résilience aux inondations. La seconde moitié de la thèse explore le concept de Smart Water Management et examine les technologies nécessaires à sa mise en œuvre, ainsi que les défis et limites de ces technologies. Des études de cas sur des projets réussis de mise en œuvre de gestion intelligente de l’eau sont étudiées et utilisées pour valider l'orientation et les plans d'action pour la mise en œuvre de gestion intelligente de l’eau. De plus, un cadre de mise en œuvre du système d’eau intelligent pour une ville urbaine est proposé, comprenant le système de demande en eau et le système d'approvisionnement en eau, ainsi qu'un indicateur de détection de fuites pour le système d'approvisionnement en eau. Enfin, on examine l'importance des connexions intelligentes entre les différents domaines d'une ville intelligente avec le système d'eau intelligent et comment ces connexions se produisent dans le système d'eau intelligent. / The key aims of this thesis are to identify the challenges and strategies for implementing Flood Resilience and Smart Water Management (SWM) solutions at both the policy and field level to for efficient water management. In the next decade, more than 4 billion people worldwide will be living in areas of water scarcity and more than two thirds of the world’s population will face water-stressed conditions. This future water shortage requires immediate action on development of resources, reduction of demand and higher efficiency in treatment and transmission. In addition, future flood risk management requires immediate action in risk assessment, defence and alleviation systems, forecasting and warning systems and institutional and governance measures. And with the climate change impacts, extreme events will be more frequent and severe. As a result, there is a necessity to adopt alternative strategies rather than the traditional predict-and-prevent approach which mainly focuses on reducing the probability of occurrence of disturbances; where this type of approach often led to an extensive construction of protection dykes, flood defences and other structural solutions along river channels and floodplains, creating a false sense of safety, which increases the vulnerability to the consequences of possible floods. The first half of the thesis explores the various applications of flood resilience strategies and the available solutions that are and can be implemented to mitigate flood impacts. It also examines the effectiveness of flood resilience solutions through hydrological hydraulic simulations of a real case study in South Korea. From the analysis, recommendations and strategies are developed where it is found that Smart Water Management is an enabler for the implementation for Flood Resilience solutions and has great synergy with Flood Resilience concepts. The second half of the thesis explores the concept of Smart Water Management and discusses the technologies required for the implementation and their challenges and limitations. Successful case studies of smart water solution implementations are investigated and used to validate the direction and action plans for the implementation of smart water solutions. In addition, a framework for the implementation of Smart Water System for an urban city, which includes the water demand system and water supply system, as well as a leakage detection indicator for water supply system are proposed. Finally, it discusses the importance of smart city connections between the different domains of a smart city with the smart water system and how these connections occur within the smart water system.

Das Arbeitsumfeld und die Arbeitsabläufe im Operationssaal werden durch die Einführung neuer technischer Systeme zunehmend komplexer. Dies resultiert in einem erhöhten Aufwand für Konfiguration und Informationssuche und kann den Arbeitsprozess des Chirurgen langwieriger und fehleranfälliger gestalten. Ein situationsangepasstes Verhalten der technischen Systeme kann zur Reduktion dieses zusätzlichen Arbeitsaufwands führen. Chirurgische Arbeitsprozesse sind jedoch durch eine hohe Varianz und schwer quantifizierbare Einflüsse, wie z.B. Patientenanatomie und -pathologie, gekennzeichnet. Im Rahmen der Dissertation werden die Workflowmanagementkonzepte auf die Anforderungen in der Chirurgie angepasst und damit ein Beitrag zur Weiterentwicklung des Operationssaals zu einer kooperativen technischen Arbeitsumgebung geleistet. Informationen über den aktuellen Verwendungskontext eines Medizingerätes, insbesondere über den chirurgischen Arbeitsprozess, sind für die Implementierung von intelligentem Verhalten technischer Systeme erforderlich. Im Fokus der Dissertation stehen dabei drei relevante Aufgabenbereiche für die Umsetzung situationsbezogener Konfiguration der technischen OP-Umgebung: Die formale Modellierung chirurgischer Arbeitsabläufe und ihrer Varianz, die intraoperative Verarbeitung von Prozessinformationen und, basierend darauf, die Implementierung geeigneter Assistenzfunktionen für den Chirurgen und das OP-Personal. Zur Umsetzung eines situationsangepassten Systemverhaltens von Medizingeräten wird ein Workflowinformationssystem (WIS) konzipiert und implementiert. Das WIS stellt prozessbezogene Informationen taxonomisch strukturiert im OP-Netzwerk bereit. Im Rahmen der Arbeit werden basierend darauf Implementierungsstrategien für eine regelbasierte Adaption von Medizingeräten vorgeschlagen. Die entwickel\ten Modellformen und Algorithmen werden anhand klinischer Anwendungsfälle aus der Augen-, der HNO- und der Neurochirurgie mit insgesamt rund zweihundert Aufzeichnungen chirurgischer Prozesse evaluiert. Außerdem werden exemplarische Anwendungen der entwickelten Technologien in Szenarien aus der HNO-Chirurgie im Rahmen eines realitätsnahen Demonstrators umgesetzt. Die Dissertation kombiniert und adaptiert Methoden aus den Bereichen maschinelles Lernen, Workflowmanagement und wissensbasierte Systeme, um Strategien zur Implementierung von workflow-gestützten Mehrwertfunktionen in vernetzten Operationssälen aufzuzeigen. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf der formalen Repräsentation chirurgischer Abläufe und ihrer Varianzen sowie der Realisierung von regelbasiertem, situationsabhängigem Systemverhalten unter Berücksichtigung des erforderlichen Risiko\-managements für Medizingeräte.:1 Introduction 1 1.1 Scopes and aims . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Background 7 2.1 Today's operating rooms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Digital operating rooms and integration infrastructures . . . . . . . . . . 10 2.3 Workflows and process modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.2 Business process modeling approaches . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.3 Workflows in the surgical domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.4 Surgical workflow recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 Knowledge-based systems and context-awareness . . . . . . . . . . . . . 20 2.5 Clinical use cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5.1 Eye cataract surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5.2 Functional Endoscopic Sinus Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5.3 Lumbar discectomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.5.4 Intracranial tumor removal procedures . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.6 Positioning of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3 Modeling of surgical procedures 31 3.1 General modeling approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.1.1 Requirements of modeling and intraoperative tracking of surgical procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.1.2 Multi-perspective workflow modeling . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.2 Process instance models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3 Generalized surgical process models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.1 State-transition models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.3.2 Surgical Workflow Trace Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.3.3 Adaptive Trace Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.4 Abstract surgical process models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.4.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4.2 Modeling method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4.3 Technical resource usage modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.5 Discussion on modeling of surgical procedures . . . . . . . . . . . . . . . 54 4 Intraoperative processing and contextual information 57 4.1 Modeling of surgical situations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.1.1 Model network processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.1.2 Evaluation of the situation classification . . . . . . . . . . . . . . 59 4.1.3 Discussion of situation classification . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.2 Prediction of forthcoming work steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.2.1 Process projection in graph-based models . . . . . . . . . . . . . 68 4.2.2 Evaluation of projection results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.3 Additional information entities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.3.1 Surgical procedure meta information . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.3.2 Prediction of remaining intervention time . . . . . . . . . . . . . 77 4.4 Surgical process context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5 Framework for workflow-driven surgical assistance 91 5.1 Design of workflow-driven assistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.1.1 System environment and requirements . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.1.2 Risk management considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 5.1.3 Distributed assistance functionalities . . . . . . . . . . . . . . . . 94 5.2 Workflow Information System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 5.2.1 Conceptualization of a Workflow Information System . . . . . . . 96 5.2.2 System design and implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.2.3 Discussion of the Workflow Information System concept . . . . . 101 5.3 Rule-based automation of OR configuration . . . . . . . . . . . . . . . . 102 5.3.1 Infrastructure and interaction patterns . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.3.2 Representation of rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.3.3 OR configuration profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 6 Demonstration applications 109 6.1 Process-related data analysis tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 6.2 Example clinical use case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.2.1 Simulated procedures in the demonstrator . . . . . . . . . . . . . 111 6.2.2 Demonstration setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.3 Workflow recognition under laboratory conditions . . . . . . . . . . . . . 113 6.4 Implemented assistance functionalities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6.4.1 Information presentation and documentation support . . . . . . . 118 6.4.2 Context-aware adaptation of OR equipment . . . . . . . . . . . . 125 6.5 Distributed context-aware automation in an integrated surgical working environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 6.5.1 Validation of the context-aware applications . . . . . . . . . . . . 131 6.5.2 Example assisted surgical procedure . . . . . . . . . . . . . . . . 139 7 Conclusion and Outlook 143 7.1 Modeling of surgical procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 7.2 Intraoperative processing and contextual information . . . . . . . . . . . 145 7.3 Context-aware assistance technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Fahrer von motorisierten Zweirädern (MZR) sind im Straßenverkehr besonders gefährdet. Die UDV hat in mehreren Projekten das Unfallgeschehen von MZR untersucht und dabei festgestellt, dass die technischen Möglichkeiten, Mofa-, Moped- und Motorradunfälle zu verhindern oder abzuschwächen, bislang sehr begrenzt sind. Deshalb hat die UDV untersucht, welche zukünftigen technischen Entwicklungen sich positiv auf das Unfallgeschehen auswirken könnten. In der Fachwelt wird in diesem Zusammenhang von Intelligenten Verkehrssystemen (IVS), Intelligent Transport Systems (ITS) oder auch Vehicle-to-X (V2X) Systemen gesprochen. Darunter versteht man alle Systeme der Informations- und Kommunikationstechnologie im Straßenverkehrssektor, die einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Umweltleistung, der Effizienz und der Straßenverkehrssicherheit leisten. Im Rahmen dieser Untersuchung werden darunter intelligente Sicherheitssysteme verstanden, die u. a. mit der Umwelt Informationen austauschen können, um die Sicherheit von MZR zu erhöhen. MZR sind hier alle Arten von motorisierten Zweirädern, vom Mofa über das Moped bis zum Motorrad. Hierzu werden ausgehend vom Unfallgeschehen der amtlichen Statistik die Unfälle mittels der Unfalldatenbank der Versicherer detailliert auf ihre Schwerpunkte hin analysiert. In einem nächsten Schritt werden denkbare intelligente Sicherheitssysteme definiert und den Unfallschwerpunkten per Einzelfalluntersuchung zugeordnet. Abschließend erfolgt eine Bewertung der vielversprechendsten Systeme für MZR. Stellt man die Getötetenstatistik nach Wahl des Verkehrsmittels aus den Jahren 1996 und 2016 gegenüber (Abb. 1), so wird klar, dass der Anteil der getöteten MZRNutzer um nahezu 70 % stieg. Bei den getöteten Pkw- Nutzern hat sich der Anteil im gleichen Zeitraum um etwa 15 Prozentpunkte verringert. Betrachtet man die absolute Anzahl der Getöteten beider Gruppen, so kann man bei den Pkw-Nutzern einen Rückgang von 73 % verzeichnen, während bei MZR-Nutzern ein Rückgang von nur 38 % registriert werden kann. Abb.

L’autonomicité - la capacité des systèmes à se gérer eux-mêmes - est une qualité nécessaire pour parvenir à contrôler des systèmes complexes, c’est à dire des systèmes ouverts, à grande échelle, dynamiques, composés de sous-systèmes tiers hétérogènes et suivant de multiples objectifs, éventuellement en conflit. Dans cette thèse, nous cherchons à fournir des supports génériques et réutilisables pour la conception de tels systèmes autonomiques complexes. Nous proposons une formalisation des objectifs de gestion, une architecture générique pour la conception de systèmes autonomiques multi-objectifs et adaptables, et des organisations génériques pour l’intégration de tels systèmes autonomiques. Nous appliquons nôtre approche au cas d’utilisation des réseaux électriques intelligents, qui sont un parfait exemple de complexité. Nous présentons une plateforme de simulation que nous avons développée et via laquelle nous illustrons nôtre approche, au travers de plusieurs scénarios de simulation. / Autonomic features, i.e. the capability of systems to manage themselves, are necessary to control complex systems, i.e. systems that are open, large scale, dynamic, comprise heterogeneous third-party sub-systems and follow multiple, sometimes conflicting objectives. In this thesis, we aim to provide generic reusable supports for designing complex autonomic systems. We propose a formalisation of management objectives, a generic architecture for designingadaptable multi-objective autonomic systems, and generic organisations integrating such autonomic systems.We apply our approach to the concrete case of smart micro-grids which is a relevant example of such complexity. We present a simulation platform we developped and illustrate our approach via several simulation scenarios.