Mit steigendem Anteil Erneuerbarer Energien im Stromnetz können auch Akteure auf der Verbrauchsseite einen Beitrag zur notwendigen Flexibilität im Energiesystem leisten. Die vorliegende Studie stellt hierzu einen systematischen Ansatz zur Priorisierung von kommunalen Flexibilitätspotentialen vor. Weiterhin wird der Ansatz für die Landeshauptstadt Dresden exemplarisch angewendet. In der Analyse werden in Dresden insb. die Bäder und Sportstätten sowie die Lebensmittelversorgung als vielversprechende Flexibilitätspotentiale identifiziert. Weiterhin wird festgestellt, dass in Dresden bereits wesentliche Flexibilitätspotentiale u.a. mit dem Innovationskraftwerk Reick und der modernen Fernwärmeversorgung durch die Kombination einer GuD-Anlage sowie eines Elektrodenheizkessels inkl. Speicher realisiert sind. Im Rahmen einer Fallstudie wird das Flexibilitätspotential der Sportstätten und Bäder im Detail weiter untersucht und festgestellt, dass die Hebung des Potentials nicht nur einen wichtigen Beitrag zur Flexibilisierung der Nachfrage in Dresden leisten kann, sondern darüber hinaus auch wirtschaftlich vorteilhaft ist.:Abbildungen VI Tabellen VII Abkürzungen VIII 1 Zusammenfassung 1 2 Einleitung 3 3 Überblick zu Dresden 5 3.1 Energieverbrauch der Stadt Dresden 6 3.2 Segmentierung der Energieverbraucher 8 3.3 Exkurs: Projektvorstellung WindNODE 10 4 Methodischer Ansatz zur Bewertung von Flexibilitätspotentialen 12 4.1 Bewertung von Flexibilitätspotentialen mittels des Analysewerkzeuges 12 4.2 Technologiespezifische Bewertungskriterien 13 4.3 Standortbezogene Bewertungskriterien 17 4.4 fSegmentierung von Flexibilitätspotenzialen 19 5 Flexibilitätspotentiale in Dresden 20 5.1 Segmente und identifizierte Einrichtungen 20 5.2 Gewichtung der Bewertungskriterien 20 5.3 Priorisierung möglicher Flexbilitätspotentiale und Ergebnisse 21 5.4 Kriterienstabilität der priorisierten Flexibilitätspotentiale 22 5.5 Bereits umgesetzte Flexibilitätspotentiale 24 5.6 Handlungsempfehlungen für die Stadt Dresden 26 6 Fallstudie – Energiegrobkonzept für die EnergieVerbund Arena 28 6.1 Vorstellung der EnergieVerbund Arena 28 6.2 Entwicklung eines Energiegrobkonzeptes für die EnergieVerbund Arena 31 6.3 Wirtschaftlichkeit des Energiegrobkonzeptes 33 7 Literaturverzeichnis 36

In Lübeck fand 2010 eine Bürgerkonferenz zum Thema Priorisierung im Gesundheitswesen statt. 20 Bürger unterschiedlichen Alters und mit heterogenen Bildungshintergründen informierten sich über das Thema Priorisierung im Gesundheitswesen, diskutierten ihre Überzeugungen und Erfahrungen und verfassten am Ende ein gemeinsames Votum. Priorisierung im Gesundheitswesen war bei den Bürgern definiert als ein Gedankenkonstrukt darüber, welche Werte und Kriterien in der medizinischen Versorgung als wirklich wichtig empfunden werden, und welche weniger wichtig erscheinen. Aus diesen Überlegungen können Rangfolgen medizinischer Interventionen und Therapien erarbeitet werden. Diese Konferenz betreffend beantwortet diese Arbeit die Forschungsfragen, ob Bürger in der Lage sind ein solch komplexes Thema wie Priorisierung im Gesundheitswesen sinnvoll und weiterführend zu diskutieren, zu welchen inhaltlichen Ergebnissen sie dabei kommen und welche Bedeutung diese Ergebnisse für die Gesamtdebatte haben können. Die Lübecker Bürger haben einen gelungenen Diskurs geführt, was in dieser Arbeit anhand von Kriterien des Diskursethikers Jürgen Habermas herausgearbeitet wird. Mit dieser Methode eine Bürgerkonferenz zu analysieren wurde dabei innerhalb dieser Arbeit ein neuer Weg beschritten. Außerdem wird bezüglich der inhaltlichen Diskussion gezeigt, welche wichtige Bedeutung der Bürgerdiskurs für die Gesamtdebatte hat. Die Bürger haben einzelne neue Aspekte angesprochen, aber vor allem zeigt sich in der Analyse, dass die Lübecker Bürger einen Schwerpunkt bei Werten und Kriterien setzen, die das einzelne Individuum betreffen. Der Vergleich der inhaltlichen Ergebnisse der Lübecker Bürgerkonferenz mit den inhaltlichen Ergebnissen einer kanadischen citizens jury zu diesem Themenkomplex zeigt viele Parallelen und gibt damit den Hinweis darauf, dass ein länderübergreifender gemeinsamer Bürgerwille besteht.

Hintergrund: Die Berlin Fat Mouse Inzuchtlinie (BFMI) ist ein Modell für Adipositas und das metabolische Syndrom. Diese Studie zielte darauf ab, genetische Varianten zu identifizieren, die mit dem gestörten Glukosestoffwechsel assoziiert sind, indem die fettleibigen Linien BFMI861-S1 und BFMI861-S2 verwendet wurden, die genetisch eng verwandt sind, sich aber in mehreren Merkmalen unterscheiden. BFMI861-S1 ist insulinresistent und speichert ektopisches Fett in der Leber, während BFMI861-S2 insulinsensitiv ist. Methoden: Die QTL-Analyse wurde in zwei fortgeschrittenen Intercross-Linien (AIL) in der Generation durchgeführt. Eine AIL wurde aus der Kreuzung BFMI861-S1 x BFMI861-S2 und die zweite AIL aus der Kreuzung BFMI861-S1 x BFMI861-B6N erhalten. Für beide AILs wurden Phänotypen über 25 bzw. 20 Wochen gesammelt. Zur Priorisierung von positionellen Kandidatengenen wurden Gesamtgenomsequenzierung und Genexpressionsdaten der Elternlinien verwendet. Ergebnisse: Für den AIL BFMI861-S1 x BFMI861-S2 wurden überlappende QTL für das Gonadenfettgewebegewicht und die Blutglukosekonzentration auf Chromosom (Chr) 3 (95,8–100,1 Mb) und für das Gonadenfettgewebegewicht, Lebergewicht und Blut nachgewiesen Glukosekonzentration auf Chr 17 (9,5–26,1 Mb). Für die AIL BFMI861-S1 x BFMI861-B6N zeigte ein hochsignifikanter QTL auf Chromosom (Chr) 1 (157–168 Mb) einen Zusammenhang mit dem Lebergewicht. Ein QTL für das Körpergewicht nach 20 Wochen wurde auf Chr 3 (34,1 – 40 Mb) gefunden, der sich mit einem QTL für das scAT-Gewicht überlappte. In einem multiplen QTL-Mapping-Ansatz wurde ein zusätzliches QTL, das das Körpergewicht bei 16 Wochen beeinflusste, auf Chr 6 (9,5–26,1 Mb) identifiziert. Schlussfolgerungen: Die QTL-Kartierung zusammen mit einem detaillierten Priorisierungsansatz ermöglichte es uns, Kandidatengene zu identifizieren, die mit Merkmalen des metabolischen Syndroms in beiden AILs assoziiert sind. / Background: The Berlin Fat Mouse Inbred line (BFMI) is a model for obesity and the metabolic syndrome. This study aimed to identify genetic variants associated with the impaired glucose metabolism using the obese lines BFMI861-S1 and BFMI861-S2, which are genetically closely related, but differ in several traits. BFMI861-S1 is insulin resistant and stores ectopic fat in the liver, whereas BFMI861-S2 is insulin sensitive. Methods: QTL-analysis was performed in two advanced intercross lines (AIL) in generation. One AIL obtained from the cross BFMI861-S1 x BFMI861-S2 and the second AIL from the cross BFMI861-S1 x BFMI861-B6N. For both AILs phenotypes were collected over 25 and 20 weeks, respectively. For prioritization of positional candidate genes whole genome sequencing and gene expression data of the parental lines were used. Results: For the AIL BFMI861-S1 x BFMI861-S2 overlapping QTL for gonadal adipose tissue weight and blood glucose concentration were detected on chromosome (Chr) 3 (95.8-100.1 Mb), and for gonadal adipose tissue weight, liver weight, and blood glucose concentration on Chr 17 (9.5-26.1 Mb). For the AIL BFMI861-S1 x BFMI861-B6N one highly significant QTL on chromosome (Chr) 1 (157–168 Mb) showed an association with liver weight. A QTL for body weight at 20 weeks was found on Chr 3 (34.1 – 40 Mb) overlapping with a QTL for scAT weight. In a multiple QTL mapping approach, an additional QTL affecting body weight at 16 weeks was identified on Chr 6 (9.5-26.1 Mb). Conclusions: QTL mapping together with a detailed prioritization approach allowed us to identify candidate genes associated with traits of the metabolic syndrome in both AILs.

Der weltweit steigende Bedarf an Energie und natürlichen Ressourcen, insbesondere an fossilen Brennstoffen und seltenen Metallen, sowie die angestrebte Reduktion des CO2-Ausstoßes führen zu steigenden Preisen für Energie und Rohstoffe. Der Energie- und Ressourcenbedarf muss daher neben der Funktionalität und den Kosten eines technischen Produkts in Planungs- und Entwicklungsprozesse einbezogen werden. Für eine Minimierung des Energie- und Ressourcenbedarfs sind insbesondere die frühen Phasen der Produktentwicklung von großem Interesse, da in diesen Phasen die wesentlichen Eigenschaften eines Produkts für den gesamten Lebenszyklus zu großen Teilen festgelegt werden. Durch die Forderung nach kürzeren Markteinführungszeiten bei gleichzeitigem Anstieg der Komplexität technischer Produkte ist der Einsatz von Softwaresystemen zur Unterstützung der Planungs- und Entwicklungsprozesse unabdingbar. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Realisierung von Methoden und Verfahren zur softwaretechnischen Unterstützung ausgewählter Abläufe der Produktentwicklung. Die gewählten Abläufe sind die Ausarbeitung von Anforderungsspezifikationen für technische Produkte, die Priorisierung von Anforderungen sowie die Analyse und Bewertung des Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen. Der Schwerpunkt der Methoden und Verfahren liegt einerseits auf der Strukturierung und Koordinierung der Zusammenarbeit von Domänenexperten in den ausgewählten Abläufen der Produktentwicklung und andererseits auf der Erweiterung der Abläufe um Energie- und Ressourcenbetrachtungen. Die softwaretechnische Unterstützung der gewählten Abläufe ermöglicht es, die Komplexität der zu entwickelnden Produkte beherrschbar zu machen und den manuellen Aufwand der Domänenexperten in den Abläufen zu verringern.

Der weltweit steigende Bedarf an Energie und natürlichen Ressourcen, insbesondere an fossilen Brennstoffen und seltenen Metallen, sowie die angestrebte Reduktion des CO2-Ausstoßes führen zu steigenden Preisen für Energie und Rohstoffe. Der Energie- und Ressourcenbedarf muss daher neben der Funktionalität und den Kosten eines technischen Produkts in Planungs- und Entwicklungsprozesse einbezogen werden. Für eine Minimierung des Energie- und Ressourcenbedarfs sind insbesondere die frühen Phasen der Produktentwicklung von großem Interesse, da in diesen Phasen die wesentlichen Eigenschaften eines Produkts für den gesamten Lebenszyklus zu großen Teilen festgelegt werden. Durch die Forderung nach kürzeren Markteinführungszeiten bei gleichzeitigem Anstieg der Komplexität technischer Produkte ist der Einsatz von Softwaresystemen zur Unterstützung der Planungs- und Entwicklungsprozesse unabdingbar. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Realisierung von Methoden und Verfahren zur softwaretechnischen Unterstützung ausgewählter Abläufe der Produktentwicklung. Die gewählten Abläufe sind die Ausarbeitung von Anforderungsspezifikationen für technische Produkte, die Priorisierung von Anforderungen sowie die Analyse und Bewertung des Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen. Der Schwerpunkt der Methoden und Verfahren liegt einerseits auf der Strukturierung und Koordinierung der Zusammenarbeit von Domänenexperten in den ausgewählten Abläufen der Produktentwicklung und andererseits auf der Erweiterung der Abläufe um Energie- und Ressourcenbetrachtungen. Die softwaretechnische Unterstützung der gewählten Abläufe ermöglicht es, die Komplexität der zu entwickelnden Produkte beherrschbar zu machen und den manuellen Aufwand der Domänenexperten in den Abläufen zu verringern.

Public transport prioritization is used at signalized intersections to reduce travel times and increase the attractiveness of public transport. In the future, analog communication technologies for public transport prioritization are soon to be replaced by the promising vehicle-to-everything (V2X) technology. This abstract presents a holistic approach using V2X communication in public transport prioritization for an automated vehicle. In order to take full advantage of the V2X technology, this means to V2X-enable the traffic infrastructure and change the way of communication as well as the traffic light control. The approach was implemented and tested under real-life conditions at the research intersection Tostmannplatz in Braunschweig.

Die Bewegungs-kontrollstrategien kontextabhängig und abhängig von unterschiedlichen Kriterien ausgewählt werden. Einerseits ist die Stabilität in den Bewegungszuständen wie der Fortbewegung ausschlaggebend für die ungestörte Ausführung bestimmter Handlungen und erfordert eine effektive Steuerung durch das zentrale Nervensystem. Andererseits wird die Bewegungsstrategieauswahl durch das zentrale Nervensystem dadurch bestimmt, dass die Energiekosten minimiert werden soll. Beide Konzepte (d.h. die Aufrechterhaltung der Stabilität und die Energiekostenminimierung) spielen eine fundamentale Rolle bei der Frage, warum sich Menschen so bewegen, wie sie es tun. Unklar ist dabei allerdings, auf welche Weise das zentrale Nervensystem beide Prinzipien gegeneinander gewichtet. In den letzten 20 Jahren haben uns wissenschaftliche Konzepte wie die Chaostheorie oder die Theorie komplexer Systeme eine neue Herangehensweise an diese Fragen ermöglicht. Diese Arbeit untersucht die dynamische Stabilität menschlicher Fortbewegung mit Hilfe des Konzepts der Ljapunowanalyse. Als erstes wird eine methodologische Untersuchung der Verlässlichkeit des maximalen Ljapunowexponenten beim Gehen und Laufen durchgeführt (Kapitel 2). Danach wird verglichen zwischen dem Laufen unter normalen Umständen und dem darauffolgenden Laufen ohne Schuhe, wobei letzteres eine Abnahme der Stabilität nach dem Übergang zu den neuen Umständen zur Folge hat (Kapitel 3). In der letzten Untersuchung wurde ein unterschiedlich langes Training zur Verbesserung der Laufenergetik durchgeführt, in einer Gruppe nur über einen kurzen und in einer anderen Gruppe über einen etwas längeren Zeitraum (Kapitel 4). Die Ergebnisse zeigen, dass Bewegungskontrollfehler für die Energiekosten beim Laufen eine Rolle spielen können, und legen somit eine flexible Priorisierung der Bewegungskontrolle nahe. / Motor control strategies are chosen in a context dependent manner, based on different criteria. On the one hand stability in dynamic conditions such as locomotion, is crucial to uninterrupted task execution and requires effective regulation by the central nervous system. On the other, minimization of the energetic cost of transport is instrumental in choosing the locomotion strategy by the central nervous system. Both these concepts, (i.e. maintaining stability and optimization of energetic cost of locomotion) have a fundamental role on how and why humans move in the way they do. However, how the human central nervous system prioritizes between the different goals is unknown. In the last 20 years, ideas from scientific paradigms such as chaos theory and complex systems have given us novel tools to approach these questions. The current thesis examines the dynamic stability during human locomotion under such an approach using the concept of Lyapunov analysis. At first a methodological examination of the reliability of the maximum Lyapunov exponent in walking and running has been conducted (chapter 2). Afterwards, an examination between the habitual running condition and after removal of footwear was conducted, exhibiting a decrease in stability following the acute transition to the new condition (chapter 3). In the last study, a training intervention aiming at improvements in running energetics was performed using a short-term and a long-term intervention group (chapter 4). The results evidence that motor control errors can have a role in the energy cost of running and thus, a flexible prioritization of the motor control output.

Industrie-4.0 bringt eine wachsende Nachfrage an Netzwerkprotokollen mit sich, die es erlauben, Informationen vom Produktionsprozess einzelner Maschinen zu erfassen und verfügbar zu machen. Drahtlose Übertragung erfüllt hierbei die für industrielle Anwendungen benötigte Flexibilität, kann in herausfordernden Industrieumgebungen aber nicht immer zeitnahe und zuverlässige Übertragung gewährleisten. Die Beiträge dieser Arbeit behandeln schwerpunktmäßig Protokollentwurf und Protokollevaluation für industrielle Anwendungsfälle. Zunächst identifizieren wir Anforderungen für den industriellen Anwendungsfall und leiten daraus konkrete Entwufskriterien ab, die Protokolle erfüllen sollten. Anschließend schlagen wir Protokollmechanismen vor, die jene Entwurfskriterien für unterschiedliche Arten von Protokollen umsetzen, und die in verschiedenem Maße kompatibel zu existierenden Netzwerken und existierender Hardware sind: Wir zeigen, wie anwendungsfallspezifische Priorisierung von Netzwerkdaten dabei hilft, zuverlässige Übertragung auch unter starken Störeinflüssen zu gewährleisten, indem zunächst eine akkurate Vorschau von Prozessinformationen übertragen wird. Für deren Fehler leiten wir präziser Schranken her. Ferner zeigen wir, dass die Fairness zwischen einzelnen Maschinen durch Veränderung von Warteschlangen verbessert werden kann, wobei hier ein Teil der Algorithmen von Knoten innerhalb des Netzwerks durchgeführt wird. Ferner zeigen wir, wie Network-Coding zu unserem Anwendungsfall beitragen kann, indem wir spezialisierte Kodierungs- und Dekodierungsverfahren einführen. Zuletzt stellen wir eine neuartige Softwarearchitektur und Evaluationstechnik vor, die es erlaubt, potentiell proprietäre Protokollimplementierungen innerhalb moderner diskreter Ereignissimulatoren zu verwenden. Wir zeigen, dass unser vorgeschlagener Ansatz ausreichend performant für praktische Anwendungen ist und, darüber hinaus, die Validität von Evaluationsergebnissen gegenüber existierenden Ansätzen verbessert. / As smart factory trends gain momentum, there is a growing need for robust information transmission protocols that make available sensor information gathered by individual machines. Wireless transmission provides the required flexibility for industry adoption but poses challenges for timely and reliable information delivery in challenging industrial environments. This work focuses on to protocol design and evaluation aspects for industrial applications. We first introduce the industrial use case, identify requirements and derive concrete design principles that protocols should implement. We then propose mechanisms that implement these principles for different types of protocols, which retain compatibility with existing networks and hardware to varying degrees: we show that use-case tailored prioritization at the source is a powerful tool to implement robustness against challenged connectivity by conveying an accurate preview of information from the production process. We also derive precise bounds for the quality of that preview. Moving parts of the computational work into the network, we show that reordering queues in accordance with our prioritization scheme improves fairness among machines. We also demonstrate that network coding can benefit our use case by introducing specialized encoding and decoding mechanisms. Last, we propose a novel architecture and evaluation techniques that allows incorporating possibly proprietary networking protocol implementations with modern discrete event network simulators, rendering, among others, the adaption of protocols to specific industrial use cases more cost efficient. We demonstrate that our approach provides sufficient performance and improves the validity of evaluation results over the state of the art.