The dissertation thesis deals mainly with determining of the duration that driver needs to assess the situation behind his vehicle at manoeuvers of turning and overtaking, based on the measurements made in real road traffic. These are common and frequent driving manoeuvers, which the driver performs while driving the vehicle in regular road traffic. For their safe execution the driver needs to have sufficient amount of information about the situation around the vehicle and especially behind the vehicle. This information can driver usually gain from devices for indirect vision, most often rear view mirrors. The time thus defined, suitable e.g for the needs of forensic engineering applications for the analysis of road accidents, has not been studied in detail yet. For the purpose of its determination, therefore, an extensive analysis of the current state of problematics related to the indirect vision from the vehicle was carried out. There were formulated influences on the time duration and with this related characteristics of humans as a part of the driver-vehicle-environment system in the thesis. The characteristics of human perception were investigated and the problematics of reaction time was discussed. Existing research focused on the duration of rear view mirrors glances was analyzed and possible methods of its measurement in detail were presented by author. Based on this, an experiment was designed and realized, the time necessary for rear view mirror glances was defined by the author. The results enable to quantify the time that the driver needs for assessing the situation behind the vehicle in connection of turning, overtaking and other driving manoeuvers when the driver needs to change the driving direction. The conclusions showed that the time needed to evaluate the situation behind the vehicle by means of the rear-view mirrors does not normally exceed duration 1 second.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in Experiment und Theorie mit Laser-Plasma beschleunigten Elektronen und optischen Undulatoren zur Erzeugung von brillianter Synchrotronstrahlung. Zum ersten Mal wird experimentell nachgewießen, dass laserbeschleunigte Elektronenpulse kürzer als 30 fs sind. Ferner werden solche Elektronenpulse erstmalig in einem Demonstrationsexperiment durch einen magnetischen Undulator als Synchrotronstrahlenquelle genutzt. Aufbauend auf diesen experimentellen Erkenntnissen, sowie umfangreichen numerischen Simulationen zur Thomsonstreuung, werden die theoretischen Grundlagen einer neuartigen Interaktionsgeometrie für Laser-Materie Wechselwirkungen entwickelt. Diese neue, in der Anwendbarkeit sehr allgemeine Methode basiert auf raum-zeitlicher Laserpulsformung durch nichtlineare Winkeldispersion wie diese durch VLS- (varied-line spacing) Gitter erzeugt werden kann und hat den Vorteil nicht durch die Fokussierbarkeit des Lasers (Rayleighlänge) begrenzt zu sein. Zusammen mit laserbeschleunigten Elektronen ermöglicht dieser traveling-wave Thomson scattering (TWTS) benannte Ansatz neuartige, nur auf optischer Technologie basierende Synchrotronstrahlenquellen mit Zentimeter bis Meter langen optische Undulatoren. Die hierbei mit existierenden Lasern erzielbaren Brillianzen übersteigen diese bestehender Thomsonquellen-Designs um 2-3 Größenordnungen. Die hier vorgestellten Ergebnisse weisen weit über die Grenzen der vorliegenden Arbeit hinaus. Die Möglichkeit Laser als Teilchenbeschleuniger und auch optischen Undulator zu verwenden führt zu bauartbedingt sehr kompakten und energieeffizienten Synchrotronstrahlungsquellen. Die hieraus resultierende monochromatische Strahlung hoher Brillianz in einem Wellenlängenbereich von extremen ultraviolett (EUV) zu harten Röntgenstrahlen ist für die Grundlagenforschung, medizinische Anwendungen, Material- und Lebenswissenschaften von fundamentaler Bedeutung und wird maßgeblich zu einer neuen Generation ultrakurzer Strahlungsquellen und freien Elektronenlasern (FELs) beitragen. / This thesis investigates the use of high-power lasers for synchrotron radiation sources with high brilliance, from the EUV to the hard X-ray spectral range. Hereby lasers accelerate electrons by laser-wakefield acceleration (LWFA), act as optical undulators, or both. Experimental evidence shows for the first time that LWFA electron bunches are shorter than the driving laser and have a length scale comparable to the plasma wavelength. Furthermore, a first proof of principle experiment demonstrates that LWFA electrons can be exploited to generate undulator radiation. Building upon these experimental findings, as well as extensive numerical simulations of Thomson scattering, the theoretical foundations of a novel interaction geometry for laser-matter interaction are developed. This new method is very general and when tailored towards relativistically moving targets not being limited by the focusability (Rayleigh length) of the laser, while it does not require a waveguide. In a theoretical investigation of Thomson scattering, the optical analogue of undulator radiation, the limits of Thomson sources in scaling towards higher peak brilliances are highlighted. This leads to a novel method for generating brilliant, highly tunable X-ray sources, which is highly energy efficient by circumventing the laser Rayleigh limit through a novel traveling-wave Thomson scattering (TWTS) geometry. This new method suggests increases in X-ray photon yields of 2-3 orders of magnitudes using existing lasers and a way towards efficient, optical undulators to drive a free-electron laser. The results presented here extend far beyond the scope of this work. The possibility to use lasers as particle accelerators, as well as optical undulators, leads to very compact and energy efficient synchrotron sources. The resulting monoenergetic radiation of high brilliance in a range from extreme ultraviolet (EUV) to hard X-ray radiation is of fundamental importance for basic research, medical applications, material and life sciences and is going to significantly contribute to a new generation of radiation sources and free-electron lasers (FELs).

Die verkehrliche Kapazitätsplanung ist für ÖPNV-Unternehmen ein wichtiger Geschäftsprozess. Die Planungsergebnisse entscheiden maßgeblich über den Einsatz kostenträchtiger Ressourcen und über den Erfolg der ÖPNV-Dienstleistung am Verkehrsmarkt. Trotz dieser Bedeutung beschränkt sich die Planung bisher noch weitgehend auf die Umsetzung von Aufgabenträgervorgaben und vernachlässigt ergänzende Anforderungen der Kunden und Unternehmen. Die vorliegende Arbeit ermittelt die Anforderungen aller relevanten Anspruchsgruppen und benennt Umsetzungsdefizite der heutigen Planungspraxis. Diese Defizite bilden die Grundlage für die Entwicklung einer neuen, anforderungsorientierten Planungsmethodik. Für diese Methodik wird die Qualität des Platzangebotes aus der Perspektive der Kunden definiert und ermittelt. Aus Kundensicht stellt dabei eine uneingeschränkte Sitzplatzverfügbarkeit das höchste Qualitätsniveau dar, während die zulässige Mindestqualität von der kundenseitigen Akzeptanzgrenze für Qualitätsverluste durch Sitzplatzmangel bestimmt wird. Unter Anwendung anerkannter Regeln der Risikobewertung werden zur Bestimmung dieser Qualitätsverluste die Risikoparameter ‚Stehdichte‘, ‚Stehdauer‘ und ‚Stehplatzwahrscheinlichkeit‘ für sämtliche Linienabschnitte und alle Kundenfahrten einer Fahrplanfahrt ermittelt. Dies geschieht auf der Grundlage realisierter Fahrten in Form von haltestellenbasierten Quelle/Ziel-Matrizen. Dem dynamischen Charakter der Risikoparameter im Fahrtverlauf folgend zeigen die Rechenergebnisse stark variierende Qualitätsverluste und liefern so ein transparentes Bild der von den Kunden erlebten Platzqualität. Damit ermöglichen sie die Ermittlung spezifischer Qualitätsniveaus für jede Quelle/Ziel-Gruppe der Matrix und, sofern im elektronischen Fahrgeldmanagementsystem eine Zuordnung von Fahrten zu Kunden erfolgt, auch für unterschiedliche Marktsegmente. Aus den detaillierten Ergebnissen lassen sich zielgerichtete Angebotsmaßnahmen ableiten, deren Realisierung eine bessere Erfüllung der Anforderungen der relevanten Anspruchsgruppen verspricht und Ansätze für ein stärker marktorientiertes Vorgehen bei der Angebotsgestaltung liefert.:Abbildungsverzeichnis VI Verzeichnis der Abkürzungen und Glossar XI Verzeichnis der Formelzeichen und Symbole XIII 1. Einleitung, Zielsetzung und Aufbau der Arbeit 1 2. Status Quo der verkehrlichen Kapazitätsplanung im ÖPNV 5 2.1. Verkehrliche und betriebliche Kapazitätsplanung 5 2.2. Ziele der verkehrlichen Kapazitätsplanung 7 2.3. Ermittlung der Platznachfrage 7 2.3.1. Manuelle Zählungen 8 2.3.2. Automatische Zählungen 9 2.3.3. Auswertung von Vertriebsdaten 9 2.3.4. Fahrgastbefragungen 10 2.3.5. Sonstige Erhebungsmethoden 10 2.4. Ergebnisse der Nachfrageerhebung 10 2.4.1. Verteilung und Schwankungen der Platznachfrage im Netz 10 2.4.2. Stochastische Nachfrageschwankungen 14 2.5. Einfluss der Erhebungsmethoden auf die Durchführung des Planungsprozesses 16 2.6. Ermittlung des Platzangebotes 17 2.6.1. Platzangebotes eines Fahrzeugs 18 2.6.2. Sitzplätze eines Fahrzeugs 18 2.6.3. Stehplätze eines Fahrzeugs 19 2.6.3.1. Ermittlung der Stehplatzfläche eines Fahrzeugs 19 2.6.3.2. Ermittlung der zulässigen Stehdichte im Fahrzeug 19 2.6.4. Sitzplatzanteil eines Fahrzeugs 21 2.6.5. Platzangebot eines Zeitintervalls 23 2.6.6. Vergleich von Platzangebot und Platznachfrage für ein Zeitintervall 24 2.7. Berücksichtigung von Schwankungen der Nachfrage 25 2.8. Begrenzung der Stehdauer der Fahrgäste 28 2.9. Prüfung der Ergebnisse und Anpassung des Platzangebotes 29 2.10. Auswirkung qualitätsbezogener Festlegungen auf das Planungsergebnis 30 2.11. Praxis der verkehrlichen Kapazitätsplanung in Verkehrsunternehmen 34 3. Anforderungen an die verkehrliche Kapazitätsplanung im ÖPNV 39 3.1. Bestimmung der Anspruchsgruppen 39 3.2. Struktur des Planungsprozesses 40 3.3. Anforderungen der Kunden 45 3.3.1. Anforderungen aus der Wahrnehmung von Dienstleistungsqualität 45 3.3.1.1. Anforderungen aus der Diskonfirmationstheorie 46 3.3.1.2. Anforderungen aus der Bildung von Erwartungen 47 3.3.1.3. Anforderungen aus der Wahrnehmung der Leistung 50 3.3.1.4. Anforderungen aus der Einteilung in Zufriedenheitsfaktoren 51 3.3.1.5. Anforderungen aus Einflüssen auf die Kundenzufriedenheit 53 3.3.1.5.1. Assimilations-Kontrast-Theorie 54 3.3.1.5.2. Attributionstheorie 54 3.3.1.5.3. Gerechtigkeitstheorie 55 3.3.1.5.4. Theorie des wahrgenommenen Risikos 56 3.3.1.5.5. Sitzplatz- und Stehflächenmangel als funktionales Risiko 58 3.3.2. Anforderungen der Kunden aus Kundenbefragungen 63 3.3.2.1. Befragungen zur Bevorzugung von Sitzplätzen 64 3.3.2.2. Untersuchungen zur Akzeptanz von Stehdichte 69 3.3.2.3. Untersuchungen zur Akzeptanz von Stehdauer 73 3.3.2.4. Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Stehdichte und Stehdauer 79 3.4. Anforderungen des Unternehmens 82 3.4.1. Anforderungen aus dem Leistungsaustausch am Markt 83 3.4.2. Anforderungen aus den Besonderheiten von Dienstleistungen 88 3.4.2.1. Anforderungen aus der Immaterialität/Intangibilität von Dienstleistungen 89 3.4.2.2. Anforderungen aus der Nichtlagerbarkeit/Nichttransportfähigkeit von Dienstleistungen 90 3.4.2.3. Anforderungen aus der Integration des externen Faktors von Dienstleistungen 90 3.4.2.4. Anforderungen aus der Heterogenität/Individualität von Dienstleistungen 92 3.4.2.5. Zusammenfassung der Anforderungen aus den Besonderheiten von Dienstleistungen 92 3.4.3. Anforderungen aus den Unternehmenszielen 93 3.4.3.1. Anforderungen aus den Marketingstrategien des Unternehmens 96 3.4.3.1.1. Anforderungen aus der Marktfeldstrategie 98 3.4.3.1.2. Anforderungen aus der Marktsegmentierungsstrategie 99 3.4.3.1.3. Anforderungen aus der auf die Abnehmer gerichteten Strategie 103 3.4.4. Anforderungen aus den Modellen der Dienstleistungsqualität 105 3.4.4.1. Anforderungen aus dem GAP-Modell 107 3.4.4.2. Anforderungen aus dem Dienstleistungsqualitätsmodell von Grönroos 110 3.4.4.3. Anforderungen aus dem Dienstleistungsqualitätsmodell von Meyer/Mattmüller 111 3.4.4.4. Anforderungen aus dem Dynamischen Prozessmodell von Boulding/Kalra/Staelin/Zeithaml 112 3.4.4.5. Anforderungen aus dem Beziehungs-Qualitätsmodell von Liljander/Strandvik 113 3.4.4.6. Anforderungen aus dem Qualitativen Zufriedenheitsmodell von Stauss/Neuhaus 115 3.4.5. Anforderungen aus dem operativen Qualitätsmanagement 115 3.4.5.1. Anforderungen aus der Qualitätsplanung 116 3.4.5.2. Anforderungen aus der Qualitätslenkung 117 3.4.5.3. Anforderungen aus der Qualitätsprüfung 118 3.4.5.4. Anforderungen der DIN EN 13816 2002 zur Messung der Dienstleistungsqualität 122 3.4.5.5. Anforderungen aus der Qualitätsmanagementdarlegung 126 3.4.6. Anforderungen aus dem Prozessmanagement 127 3.4.7. Anforderungen an die Erbringung von Kompatibilitätsnachweisen 129 3.5. Anforderungen des Aufgabenträgers 129 3.6. Defizite bei der Erfüllung von Anforderungen durch den Status quo der verkehrlichen Kapazitätsplanung 132 4. Differenzierungsmodell für eine anforderungsorientierte verkehrliche Kapazitätsplanung im ÖPNV 138 4.1. Entwicklungslinien einer anforderungsorientierten Kapazitätsplanung 138 4.2. Entwicklungsschritte des Differenzierungsmodells 140 4.2.1. Stärkung der Nachfrageorientierung 140 4.2.2. Stärkung der Qualitätsorientierung 141 4.2.3. Stärkung der Marktorientierung 143 4.2.4. Stärkung der Kostenorientierung 144 4.3. Methodische Verbesserung der Prozesselemente 145 4.3.1. Arbeitsgrundlagen des Planungsprozesses 146 4.3.2. Prozesselement Planungsvorgaben 146 4.3.3. Prozesselement Nachfrage 146 4.3.4. Prozesselement Angebot 148 4.3.5. Prozesselement Messverfahren 148 4.3.5.1. Definition der zu messenden Platzqualität 150 4.3.5.2. Erläuterungen zur Messung der Platzqualität 152 4.3.5.3. Messung der Risikoparameter für Platzqualität 155 4.3.5.4. Ermittlung der Qualitätsverluste und der Platzqualität 158 4.3.5.5. Variation des Qualitätsziels im Hinblick auf Marktsegmente 162 4.3.6. Prozesselement Ermittlung der Planungsergebnisse 165 4.3.6.1. Ermittlung qualitätsbezogener Kennzahlen 165 4.3.6.2. Ermittlung von Kennzahlen zu Ressourceneinsatz, Betriebsleistung und Kosten 166 4.3.7. Prozesselement Prüfung 166 4.3.7.1. Prüfung der Konformität mit den Unternehmenszielen 167 4.3.7.2. Prüfung der Konformität mit Anforderungen des Aufgabenträgers 167 4.3.8. Prozesselement Veränderung 169 5. Anwendung des Differenzierungsmodells 171 5.1. Gestaltung des Anwendungsbeispiels 171 5.1.1. Festlegungen zur Infrastruktur 171 5.1.2. Festlegungen zum Fahrbetrieb 172 5.1.3. Festlegungen zum Platzangebot 173 5.1.4. Festlegungen zur Platznachfrage 173 5.1.5 Festlegungen zur Platzqualität 174 5.2. Ergebnisse der anwendungsorientierten Planung 175 5.2.1. Standardergebnisse 175 5.2.2. Relevante Einflüsse 182 5.2.2.1. Bemessungsnachfrage 182 5.2.2.2. Platzangebot 183 5.2.2.3. Taktverdichtung 184 5.2.2.4. Qualitätsziel 186 5.2.2.5. Sitzplatzanteil des Fahrzeugs 187 5.2.2.6. Beförderungsgeschwindigkeit 187 5.2.2.7. Fahrgastwechsel 188 5.2.3. Anforderungsorientierung 189 5.2.3.1. Verbesserung der Nachfrageorientierung 190 5.2.3.2. Stärkung der Qualitätsorientierung 190 5.2.3.3. Implementierung der Marktorientierung 191 5.2.3.4. Stärkung der Kostenorientierung 192 6. Fazit und Ausblick 195 Quellenverzeichnis 199 Verzeichnis der Anhänge 208 Anhang A: Befragung größerer Verkehrsunternehmen zur Praxis der verkehrliche Kapazitätsplanung im schienengebundenen ÖPNV 208 Anhang B: Befragung der Fahrgäste zum Sitzplatzwunsch und zur Fahrtdauer 211 Anhang C: Befragung der U-Bahn-Fahrgäste zum Sitzplatzbedarf im Zusammenhang mit der Beschäftigung während der Fahrt sowie mit dem Alter und dem Geschlecht 214 Anhang D: Befragung der U-Bahn-Fahrgäste zur akzeptierten Stehdauer im Zusammenhang mit der Stehplatzdichte sowie mit dem Alter und dem Geschlecht 216 Anhang E: Befragung der U-Bahn-Fahrgäste der Linie U3 zum Sitzplatzwunsch und zur akzeptierten Stehdauer im Zusammenhang mit der während der Befragung vorgefundenen Stehplatzdichte 217 / Transport related capacity planning constitutes an important business process for public transport companies. Respective results have a crucial impact on the allocation of costly resources and on public transport services. Despite this significance, planning is mostly limited to implementing standards put forth by authorities thereby neglecting to address complementary customer and corporate needs. The paper determines relevant stakeholder requirements and depicts implementation deficits of current planning methods. Furthermore, these deficiencies allow for laying the foundation to develop a new requirement based planning methodology. Against this backdrop the quality of available space from a customer perspective is defined and derived. Moreover, from the aforementioned perspective the ample provision of available space is brought to focus while bearing a minimal customer based quality threshold - determined by loss of seating capacity - in mind. By applying all renowned standards pertaining to risk assessment relevant parameters such as standing density, - duration and -probability are determined for all customer related trips of a schedule. The aforementioned approach is based on realized trips in relation to an underlying stop-oriented origin-destination-matrix. Following dynamic characteristics of risk parameters en route the calculation results depict a stark variation in outcome as to loss of quality. Hence, a vivid picture attributed to customer`s perceived seating quality emerges. In so far as an electronic fare management system is in place specific quality levels with regard to an underlying origin-destination-matrix based on assigned customer trips can be derived while also taking various market segments into consideration. Emphasis is laid upon a market-oriented approach bringing to focus enhanced services. Moreover, detailed results allow for deriving concise measures, which in turn improve compliance pertaining to relevant stakeholder requirements.:Abbildungsverzeichnis VI Verzeichnis der Abkürzungen und Glossar XI Verzeichnis der Formelzeichen und Symbole XIII 1. Einleitung, Zielsetzung und Aufbau der Arbeit 1 2. Status Quo der verkehrlichen Kapazitätsplanung im ÖPNV 5 2.1. Verkehrliche und betriebliche Kapazitätsplanung 5 2.2. Ziele der verkehrlichen Kapazitätsplanung 7 2.3. Ermittlung der Platznachfrage 7 2.3.1. Manuelle Zählungen 8 2.3.2. Automatische Zählungen 9 2.3.3. Auswertung von Vertriebsdaten 9 2.3.4. Fahrgastbefragungen 10 2.3.5. Sonstige Erhebungsmethoden 10 2.4. Ergebnisse der Nachfrageerhebung 10 2.4.1. Verteilung und Schwankungen der Platznachfrage im Netz 10 2.4.2. Stochastische Nachfrageschwankungen 14 2.5. Einfluss der Erhebungsmethoden auf die Durchführung des Planungsprozesses 16 2.6. Ermittlung des Platzangebotes 17 2.6.1. Platzangebotes eines Fahrzeugs 18 2.6.2. Sitzplätze eines Fahrzeugs 18 2.6.3. Stehplätze eines Fahrzeugs 19 2.6.3.1. Ermittlung der Stehplatzfläche eines Fahrzeugs 19 2.6.3.2. Ermittlung der zulässigen Stehdichte im Fahrzeug 19 2.6.4. Sitzplatzanteil eines Fahrzeugs 21 2.6.5. Platzangebot eines Zeitintervalls 23 2.6.6. Vergleich von Platzangebot und Platznachfrage für ein Zeitintervall 24 2.7. Berücksichtigung von Schwankungen der Nachfrage 25 2.8. Begrenzung der Stehdauer der Fahrgäste 28 2.9. Prüfung der Ergebnisse und Anpassung des Platzangebotes 29 2.10. Auswirkung qualitätsbezogener Festlegungen auf das Planungsergebnis 30 2.11. Praxis der verkehrlichen Kapazitätsplanung in Verkehrsunternehmen 34 3. Anforderungen an die verkehrliche Kapazitätsplanung im ÖPNV 39 3.1. Bestimmung der Anspruchsgruppen 39 3.2. Struktur des Planungsprozesses 40 3.3. Anforderungen der Kunden 45 3.3.1. Anforderungen aus der Wahrnehmung von Dienstleistungsqualität 45 3.3.1.1. Anforderungen aus der Diskonfirmationstheorie 46 3.3.1.2. Anforderungen aus der Bildung von Erwartungen 47 3.3.1.3. Anforderungen aus der Wahrnehmung der Leistung 50 3.3.1.4. Anforderungen aus der Einteilung in Zufriedenheitsfaktoren 51 3.3.1.5. Anforderungen aus Einflüssen auf die Kundenzufriedenheit 53 3.3.1.5.1. Assimilations-Kontrast-Theorie 54 3.3.1.5.2. Attributionstheorie 54 3.3.1.5.3. Gerechtigkeitstheorie 55 3.3.1.5.4. Theorie des wahrgenommenen Risikos 56 3.3.1.5.5. Sitzplatz- und Stehflächenmangel als funktionales Risiko 58 3.3.2. Anforderungen der Kunden aus Kundenbefragungen 63 3.3.2.1. Befragungen zur Bevorzugung von Sitzplätzen 64 3.3.2.2. Untersuchungen zur Akzeptanz von Stehdichte 69 3.3.2.3. Untersuchungen zur Akzeptanz von Stehdauer 73 3.3.2.4. Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Stehdichte und Stehdauer 79 3.4. Anforderungen des Unternehmens 82 3.4.1. Anforderungen aus dem Leistungsaustausch am Markt 83 3.4.2. Anforderungen aus den Besonderheiten von Dienstleistungen 88 3.4.2.1. Anforderungen aus der Immaterialität/Intangibilität von Dienstleistungen 89 3.4.2.2. Anforderungen aus der Nichtlagerbarkeit/Nichttransportfähigkeit von Dienstleistungen 90 3.4.2.3. Anforderungen aus der Integration des externen Faktors von Dienstleistungen 90 3.4.2.4. Anforderungen aus der Heterogenität/Individualität von Dienstleistungen 92 3.4.2.5. Zusammenfassung der Anforderungen aus den Besonderheiten von Dienstleistungen 92 3.4.3. Anforderungen aus den Unternehmenszielen 93 3.4.3.1. Anforderungen aus den Marketingstrategien des Unternehmens 96 3.4.3.1.1. Anforderungen aus der Marktfeldstrategie 98 3.4.3.1.2. Anforderungen aus der Marktsegmentierungsstrategie 99 3.4.3.1.3. Anforderungen aus der auf die Abnehmer gerichteten Strategie 103 3.4.4. Anforderungen aus den Modellen der Dienstleistungsqualität 105 3.4.4.1. Anforderungen aus dem GAP-Modell 107 3.4.4.2. Anforderungen aus dem Dienstleistungsqualitätsmodell von Grönroos 110 3.4.4.3. Anforderungen aus dem Dienstleistungsqualitätsmodell von Meyer/Mattmüller 111 3.4.4.4. Anforderungen aus dem Dynamischen Prozessmodell von Boulding/Kalra/Staelin/Zeithaml 112 3.4.4.5. Anforderungen aus dem Beziehungs-Qualitätsmodell von Liljander/Strandvik 113 3.4.4.6. Anforderungen aus dem Qualitativen Zufriedenheitsmodell von Stauss/Neuhaus 115 3.4.5. Anforderungen aus dem operativen Qualitätsmanagement 115 3.4.5.1. Anforderungen aus der Qualitätsplanung 116 3.4.5.2. Anforderungen aus der Qualitätslenkung 117 3.4.5.3. Anforderungen aus der Qualitätsprüfung 118 3.4.5.4. Anforderungen der DIN EN 13816 2002 zur Messung der Dienstleistungsqualität 122 3.4.5.5. Anforderungen aus der Qualitätsmanagementdarlegung 126 3.4.6. Anforderungen aus dem Prozessmanagement 127 3.4.7. Anforderungen an die Erbringung von Kompatibilitätsnachweisen 129 3.5. Anforderungen des Aufgabenträgers 129 3.6. Defizite bei der Erfüllung von Anforderungen durch den Status quo der verkehrlichen Kapazitätsplanung 132 4. Differenzierungsmodell für eine anforderungsorientierte verkehrliche Kapazitätsplanung im ÖPNV 138 4.1. Entwicklungslinien einer anforderungsorientierten Kapazitätsplanung 138 4.2. Entwicklungsschritte des Differenzierungsmodells 140 4.2.1. Stärkung der Nachfrageorientierung 140 4.2.2. Stärkung der Qualitätsorientierung 141 4.2.3. Stärkung der Marktorientierung 143 4.2.4. Stärkung der Kostenorientierung 144 4.3. Methodische Verbesserung der Prozesselemente 145 4.3.1. Arbeitsgrundlagen des Planungsprozesses 146 4.3.2. Prozesselement Planungsvorgaben 146 4.3.3. Prozesselement Nachfrage 146 4.3.4. Prozesselement Angebot 148 4.3.5. Prozesselement Messverfahren 148 4.3.5.1. Definition der zu messenden Platzqualität 150 4.3.5.2. Erläuterungen zur Messung der Platzqualität 152 4.3.5.3. Messung der Risikoparameter für Platzqualität 155 4.3.5.4. Ermittlung der Qualitätsverluste und der Platzqualität 158 4.3.5.5. Variation des Qualitätsziels im Hinblick auf Marktsegmente 162 4.3.6. Prozesselement Ermittlung der Planungsergebnisse 165 4.3.6.1. Ermittlung qualitätsbezogener Kennzahlen 165 4.3.6.2. Ermittlung von Kennzahlen zu Ressourceneinsatz, Betriebsleistung und Kosten 166 4.3.7. Prozesselement Prüfung 166 4.3.7.1. Prüfung der Konformität mit den Unternehmenszielen 167 4.3.7.2. Prüfung der Konformität mit Anforderungen des Aufgabenträgers 167 4.3.8. Prozesselement Veränderung 169 5. Anwendung des Differenzierungsmodells 171 5.1. Gestaltung des Anwendungsbeispiels 171 5.1.1. Festlegungen zur Infrastruktur 171 5.1.2. Festlegungen zum Fahrbetrieb 172 5.1.3. Festlegungen zum Platzangebot 173 5.1.4. Festlegungen zur Platznachfrage 173 5.1.5 Festlegungen zur Platzqualität 174 5.2. Ergebnisse der anwendungsorientierten Planung 175 5.2.1. Standardergebnisse 175 5.2.2. Relevante Einflüsse 182 5.2.2.1. Bemessungsnachfrage 182 5.2.2.2. Platzangebot 183 5.2.2.3. Taktverdichtung 184 5.2.2.4. Qualitätsziel 186 5.2.2.5. Sitzplatzanteil des Fahrzeugs 187 5.2.2.6. Beförderungsgeschwindigkeit 187 5.2.2.7. Fahrgastwechsel 188 5.2.3. Anforderungsorientierung 189 5.2.3.1. Verbesserung der Nachfrageorientierung 190 5.2.3.2. Stärkung der Qualitätsorientierung 190 5.2.3.3. Implementierung der Marktorientierung 191 5.2.3.4. Stärkung der Kostenorientierung 192 6. Fazit und Ausblick 195 Quellenverzeichnis 199 Verzeichnis der Anhänge 208 Anhang A: Befragung größerer Verkehrsunternehmen zur Praxis der verkehrliche Kapazitätsplanung im schienengebundenen ÖPNV 208 Anhang B: Befragung der Fahrgäste zum Sitzplatzwunsch und zur Fahrtdauer 211 Anhang C: Befragung der U-Bahn-Fahrgäste zum Sitzplatzbedarf im Zusammenhang mit der Beschäftigung während der Fahrt sowie mit dem Alter und dem Geschlecht 214 Anhang D: Befragung der U-Bahn-Fahrgäste zur akzeptierten Stehdauer im Zusammenhang mit der Stehplatzdichte sowie mit dem Alter und dem Geschlecht 216 Anhang E: Befragung der U-Bahn-Fahrgäste der Linie U3 zum Sitzplatzwunsch und zur akzeptierten Stehdauer im Zusammenhang mit der während der Befragung vorgefundenen Stehplatzdichte 217

Cette recherche démontre que, compte tenu des tendances passées dans les comportements individuels face à la participation au marché du travail, l’augmentation de l’âge normal de la retraite n’est ni urgente ni nécessaire au Canada si son seul objectif est de pallier une augmentation de la durée de la retraite. Par ailleurs, si l’accueil d’un nombre toujours grandissant d’immigrants alimente la croissance de la main-d’œuvre, il entraîne aussi un déficit fiscal non négligeable. Celui-ci est toutefois en bonne partie lié au sous-emploi de cette main-d’œuvre potentielle; sous-emploi qui affecte aussi la population native, alimentant ainsi les risques de pénurie de main-d’œuvre. D’une part, et contrairement à l’opinion répandue selon laquelle l’allongement de la vie a été accompagné d’un rétrécissement du nombre d’années dédiées au travail, la durée de vie au travail en 2016 a augmenté de 4,96 ans et représente une part plus importante de l’espérance de vie, soit 3,55 points de pourcentage, comparé à son niveau en 1981. En outre, bien que l’évolution de la structure par âge de la population ait exercé une pression à la baisse (−11,7%) sur la croissance de l’offre agrégée de travail, les changements de comportement individuel quant à la participation au travail (19,3%) et les heures travaillées (5,8%) ont plus que compensé cet effet, entre 1981 et 2016. Au cours de cette période, les comportements individuels, notamment la participation des femmes au marché du travail, ont connu de profonds changements. Si ces changements étaient déjà connus et pleinement documentés, la quantification de leur contribution à l’offre individuelle et agrégée de travail le sont moins. Cette étude vient combler ce vide. Par exemple, et comme on pouvait s’y attendre, la participation des femmes au marché du travail a été la principale source de l’offre additionnelle de travail entre 1981 et 2016, contribuant 9,6 ans (contre 0,25 an pour les hommes) au changement de la durée de vie au travail. Au vu de ces résultats, le vieillissement de la population n’a pas encore entraîné une diminution de la durée de la vie active qui justifierait une augmentation de l’âge normal de la retraite au Canada. D’autre part, si l’immigration explique à elle seule 32,9% de l’augmentation de l’offre de travail entre 1981 et 2016, cette contribution n’est pas à coût nul. Par exemple, entre 1997 et 2015, les immigrants, comparés aux natifs du même âge, ont reçu 110$ de plus et contribué 3 520$ de moins en transferts publics. Ainsi, au même âge, l’immigrant moyen a reçu 3 640 en transferts nets de plus que le natif moyen. Toutefois, 85% de ce surplus provient des déséquilibres sur le marché du travail, dont le sous-emploi de cette main-d’œuvre potentielle. En effet, les résultats de cette recherche montrent que le sous-emploi représente un défi important dans un contexte de vieillissement de la population et de pénurie de main-d’œuvre appréhendée. S’il touche plus durement la population immigrante, il affecte aussi les natifs. Ainsi, en moyenne entre 1981 et 2016, 20,1% des travailleurs canadiens ont été en situation de sous-emploi, alors que le plein emploi aurait contribué à l’ajout de 1,5 million (±0,2) de travailleurs équivalent temps plein. Ces résultats découlent de l’application de plusieurs méthodes notamment la méthode de Sullivan (Sullivan, 1971), le modèle de changement continu (Horiuchi et al., 2008) ainsi que l’optimal matching et l’analyse des clusters sur un large éventail de données. Les sources de données incluent les recensements, les estimations de la population, les enquêtes sur la main-d’œuvre, la santé, et la consommation, au Canada et aux États-Unis. Cette recherche vient nuancer certaines des conséquences prétendues du vieillissement de la population sur la main-d’œuvre canadienne, tout en apportant un nouvel éclairage sur les solutions à mettre de l’avant afin de faire face à certains défis au cours des prochaines décennies. Si l’immigration peut ici jouer un rôle non négligeable, un meilleur arrimage entre l’offre et la demande de travail réduirait le sous-emploi parmi l’ensemble de la population canadienne, tout en améliorant leur niveau de vie. Les discussions sur l’augmentation de l’âge normal de la retraite ou des quotas d’immigration ne peuvent ignorer un tel constat. / This research demonstrates that, given past trends in individual behaviour in the labour market, increasing the normal retirement age is neither urgent nor necessary in Canada if its sole purpose is to offset an increase in the duration of retirement. Moreover, while the inflow of ever-increasing numbers of immigrants fuels labour force growth, it also creates a significant fiscal deficit. However, this deficit is largely related to the underemployment of this potential workforce, which also affects the native population, thus fuelling the risk of labour shortages. On the one hand, and contrary to the widespread opinion that population ageing has led to shrinking worklife for financing longer lifespan, Worklife Duration increased by 4,96 years and 3,55 percentage points of life expectancy over the last four decades. Furthermore, although the change in the age structure of the population has put a slight downward pressure (−11,7%) on the growth of aggregated labour supply, changes in individual behaviour regarding labour participation (19,3%) and worked hours (5,8%) have more than compensated for this effect between 1981 and 2016. During this period, individual behaviours, including women’s participation in the labour market, have undergone profound changes. While these changes were already known and fully documented, their contribution to individual and aggregate labour supply is less so. This study fills this gap. For example, and not surprisingly, women’s participation in the labour market was the main source of additional labour supply between 1981 and 2016, contributing 9,6 years (compared to 0,25 year for men) to the change in worklife duration. Given these results, population aging has not yet resulted in a decrease in working life which would justify an increase in the normal retirement age in Canada. On the other hand, while immigration alone accounts for 32,9% of the increased labour supply between 1981 and 2016, this contribution is at not zero cost. For example, between 1997 and 2015, immigrants, compared to natives at the same age, received $110 more and contributed $ 3 520 less, in public transfer. As a result, the average immigrant has received $3 640 in net transfer more than the average native. However, 85% of this deficit arises from the labour market imbalances such as the underemployment of this potential labour supply. Indeed, the results of this research show that underemployment represents a major challenge in the context of an aging population and a perceived labour shortage. While it affects the immigrant population most severely, it is also prevalent among native workers. Thus, on average, between 1981 and 2016, 20,1% of Canadian workers were underemployed, while full employment would have contributed an additional 1,5 million (±0,2) full-time equivalent workers. This study uses various methods, including the Sullivan method (Sullivan, 1971) and the model of continuous change (Horiuchi et al., 2008), as well as optimal matching and cluster analysis on a wide range of data. The data sources include censuses, population estimates, labour force, and health and consumer surveys in Canada and the United States. This research brings new evidence to the debates around the consequences of population aging on the Canadian workforce while shedding new light on the solutions to be put for facing the challenges in the coming decades. While immigration can play an important role, a better match between labour supply and demand would reduce underemployment among the Canadian population while improving their standard of living. Discussions about increasing the normal retirement age or immigration quotas cannot ignore such a finding.

Das Amazonasgebiet hat in den letzten Jahrzehnten eine Intensivierung der menschlichen Aktivitäten erfahren, die in Verbindung mit häufigen schweren Dürren die Umwelt anfälliger für Brände gemacht hat. In dieser Dissertation wurden Fernerkundungsdaten analysiert, um die räumlich-zeitliche Verteilung der Feuer in den letzten 20 Jahren im brasilianischen Amazonasgebiet umfassend zu untersuchen und die verschiedenen Brandursachen zu entschlüsseln. (I) Die erste Forschungsarbeit wertete die Verteilung der verbrannten Fläche aus und zeigte, dass die meisten Brände auf bewirtschafteten Weiden und in den immergrünen Tropenwäldern auftraten, was die Behauptung stützt, dass ihr Auftreten stark auf anthropogene Landnutzungsänderungen reagiert. Die Ergebnisse zeigten auch, dass weder Entwaldung noch Walddegradierung mit Waldbränden korrelierte, wohl aber Feuer, die auf Weiden oder Ackerflächen gelegt wurden und in den angrenzenden Wald übergesprungen sind. (II) Die zweite Forschungsarbeit analysierte einzelne Brände, die durch den auf komplexen Netzwerken basierenden FireTracks-Algorithmus identifiziert wurden. Der Algorithmus wurde verwendet, um Feuerregime für sechs verschiedene Landnutzungsklassen zu ermitteln. Die integrierte Größe, Dauer, Intensität und Ausbreitungsrate dieser räumlich-zeitlichen Brandcluster in den verschiedenen Landnutzungstypen zeigte auf, wie seltene Waldbrände, die natürlicherweise nicht in immergrünen tropischen Wäldern vorkommen, sich zu einem Feuerregime entwickelten, das für Savannenbrände typisch ist. (III) Die dritte Forschungsarbeit analysierte extreme, d. h. die intensivsten Einzelfeuer in immergrünen tropischen Wäldern, und zeigte deren großen Anteil an der insgesamt verbrannten Waldfläche. Während der globale Klimawandel das Potenzial hat, die Trockenheit zu verstärken, sind die anthropogenen Ursachen der Waldzerstörung die Zündquellen, die die Verteilung extremer Brände in den empfindlichen tropischen Wäldern bestimmen. / The Amazon region has experienced an intensification of human activities in the last decades, which combined with frequent severe droughts has led to an environment more susceptible to fire. Remotely sensed data is employed to comprehensively analyse the spatio-temporal fire distribution in the Brazilian Legal Amazon over the past 20 years to disentangle the diverse fire drivers in the region. Special focus is given to burned tropical evergreen forests.  (I) The evaluation of the burned area distribution revealed that most of it occurred in pastures and tropical evergreen forests, supporting the claim that fire incidence responds strongly to anthropogenic land-use changes. The results also showed that neither deforestation nor degradation correlated with forest fires, but escaping fires from pastures and agriculture do. (II) The analysis of individual fires identified by the complex networks based FireTracks algorithm led to the characterization of six different land cover-dependent fire regimes (fire size, duration, intensity, and rate of spread), which uncovered how evergreen forest fires have escalated from being naturally rare to showing characteristics more typical of savanna fires. (III) The analysis of extreme (most intense) fires in evergreen forests showed their large contribution to the total forest burned. While global climate change has the potential to increase drought conditions, anthropogenic drivers of forest degradation provide the ignition sources that determine extreme fire distribution in the tropical forests. The findings call for the development of control and monitoring plans to prevent fires from escaping from managed lands into forests, better management techniques to support effective land use and ecosystem management, targeting forest degradation in addition to deforestation, and considering the human factor in fire ignition and spread in Dynamic Global Vegetation Models in order to reduce uncertainty in fire regime projections.

Broadband spectral content is required to support ultrashort pulses. However this broadband content is subject to dispersion and hence the pulse duration of corresponding ultrashort pulses may be stretched accordingly. I used a commercially-available adaptive ultrashort pulse shaper featuring multiphoton intrapulse interference phase scan technology to characterise and compensate for the dispersion of the optical system in situ and conducted experimental and theoretical studies in various inter-linked topics relating to the light-matter interaction. Firstly, I examined the role of broadband ultrashort pulses in novel light-matter interacting systems involving optically co-trapped particle systems in which inter-particle light scattering occurs between optically-bound particles. Secondly, I delivered dispersion-compensated broadband ultrashort pulses in a dispersive microscope system to investigate the role of pulse duration in a biological light-matter interaction involving laser-induced cell membrane permeabilisation through linear and nonlinear optical absorption. Finally, I examined some of the propagation characteristics of broadband ultrashort pulse propagation using a computer-controlled spatial light modulator. The propagation characteristics of ultrashort pulses is of paramount importance for defining the light-matter interaction in systems. The ability to control ultrashort pulse propagation by using adaptive dispersion compensation enables chirp-free ultrashort pulses to be used in experiments requiring the shortest possible pulses for a specified spectral bandwidth. Ultrashort pulsed beams may be configured to provide high peak intensities over long propagation lengths, for example, using novel beam shapes such as Bessel-type beams, which has applications in biological light-matter interactions including phototransfection based on laser-induced cell membrane permeabilisation. The need for precise positioning of the beam focus on the cell membrane becomes less strenuous by virtue of the spatial properties of the Bessel beam. Dispersion compensation can be used to control the temporal properties of ultrashort pulses thus permitting, for example, a high peak intensity to be maintained along the length of a Bessel beam, thereby reducing the pulse energy required to permeabilise the cell membrane and potentially reduce damage therein.

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Fahrerassistenzsysteme werden zunehmend in Fahrzeuge eingebaut mit dem Ziel, den Fahrer beim Fahren zu unterstützen, Fahrfehler zu vermeiden und damit die Fahrsicherheit zu erhöhen. Derzeit sind häufig Systeme im Einsatz, die den Fahrer vor bestimmten Sicherheitsrisiken warnen (z.B. vor einem unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur). Der Trend geht aber hin zu Systemen, die stärker ins Fahrgeschehen eingreifen und somit Teile der Fahraufgabe automatisieren (z.B. selbständig die Spurhaltung des Fahrzeugs übernehmen). Aus der Forschung zur Mensch-Maschine Interaktion ist jedoch bekannt, dass Automatisierung nicht zwangsläufig zur Erhöhung von Sicherheit führt, sondern dass sie vielmehr auch unerwünschte Nebeneffekte für Performanz und Sicherheit mit sich bringen kann in dem Maße, wie Menschen an die veränderten Aufgabenanforderungen adaptieren. Im Straßenverkehr wird insbesondere befürchtet, dass Fahrer sich zu stark auf Fahrerassistenzsysteme verlassen, sich teilweise aus der Fahraufgabe zurückziehen („abschalten“) und ihre Aufmerksamkeit fahrfremden Dingen widmen. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass Fahrer im Falle von Systemfehlern oder –ausfällen nicht mehr in der Lage sind rechtzeitig und angemessen einzugreifen bzw. die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen. Ziel der Dissertation war es zu untersuchen, inwieweit sich die Involviertheit von Fahrern in die Fahraufgabe verändert je stärker sie durch ein Assistenzsystem unterstützt werden (d.h., je stärker das System Teile der Fahraufgabe automatisiert). Um dies zu untersuchen wurden zwei theoretische Konzepte herangezogen: a) das Verlassen der Fahrer (auf ein System) und b) das Situationsbewusstsein der Fahrer. Basierend auf einer umfassenden Analyse der Forschungsliteratur zum Thema Automatisierung wurde ein theoretisches Rahmenmodell entwickelt, welches Veränderungen in der Involviertheit des Fahrers in die Fahraufgabe auf menschliche Adaptationsprozesse auf verschiedenen Ebenen zurückführt, die sich in Folge der veränderten Aufgaben­anforderungen durch zunehmende Automatisierung ergeben. Dazu zählen Veränderungen in Einstellungen, sowie in kognitiven, energetischen, und motivationalen Prozessen. Um Veränderungen in diesen Prozessen zu untersuchen, wurde eine Vielzahl an objektiven und subjektiven Maßen erhoben. Hauptgegenstand der Dissertation ist eine umfangreiche Fahrsimulatorstudie im Fahrsimulator mit Bewegungsplattform bei VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) in Linköping, Schweden. Dabei kamen zwei Querführungsassistenzsysteme (ein Heading Control System und ein Lane Departure Warning System) zum Einsatz, die den Fahrer in unterschiedlichem Maße bei der Spurhaltung unterstützten. Im Gegensatz zu einem Großteil der bisherigen Studien wurden prozessorientierte Performanzmaße zur Erfassung des Verlassens der Fahrer auf die Assistenzsysteme und des Situationsbewusstseins der Fahrer verwendet. Das Verlassen der Fahrer auf die Querführungsassistenzsysteme wurde durch Blickverhaltensmaße über die Bereitschaft der Fahrer erfasst, ihre visuelle Aufmerksamkeit von der Straße ab hin zu einer Zweitaufgabe im Fahrzeuginnenraum zu wenden. Zur Messung des Situationsbewusstseins der Fahrer wurden Fahrverhaltensmaße herangezogen welche als Indikator für die Schnelligkeit und Abruptheit der Reaktionen der Fahrer auf unerwartete kritische Fahrsituationen dienten. Ein Hauptbefund der Dissertation war, dass die Fahrer sich signifikant im Ausmaß ihres Verlassens auf einen hohen Grad an Assistenz unterschieden. Diese interindividuelle Varianz im Verlassen der Fahrer auf einen hohen Grad an Assistenz konnte am besten durch das Vertrauen der Fahrer in das Querführungsassistenzsystem und ihr Aktivierungsniveau erklärt werden: Je höher das Vertrauen der Fahrer in das System und je geringer ihr Aktivierungsniveau, desto stärker verließen sie sich auf das System. Individuelle Fahrermerkmale (Fahrstil) erklärten einen signifikanten Anteil der Varianz im Vertrauen der Fahrer in die Spurhalteassistenzsysteme. (ersetzt wegen neuem Herausgeber) / Advanced driver assistance systems are increasingly built in vehicles with the aim to support drivers while driving, to reduce driver errors and thereby to increase traffic safety. At present, these systems are often designed to warn drivers of specific safety risks (e.g., of an imminent departure from the driving lane). However, there is a trend towards systems that more strongly intervene in driving and that hence, automate parts of the driving task (e.g., autonomously keep the vehicle within the driving lane). However, research on human-machine interaction has shown that automation does not necessarily increase safety, but that it may also lead to unanticipated side effects on performance and safety to the extent that humans adapt to the changing task demands. A major concern in road traffic is that drivers rely too heavily on driver assistance systems, become less actively involved in the driving task, and divert their attention to things unrelated to driving. Thus, in the case of system malfunctions or failures, drivers possibly may not be prepared to intervene timely and accordingly and to regain control over the vehicle, respectively. The aim of this dissertation was to investigate changes in drivers’ active engagement in the driving task as a function of the degree to which they are supported by a driver assistance system (i.e., as a function of the degree to which the system automates the driving task). Drivers’ active task engagement was studied by referring to two theoretical concepts: a) drivers’ reliance (on a system) and b) drivers’ situation awareness. Based on an extensive review of previous research on automation, a conceptual theoretical framework was developed that links changes in operators’ active task engagement to human adaptation processes on different levels in response to the changing task demands due to automation. Among them are changes in human attitudes as well as in cognitive, motivational and energetic processes. In order to determine the relative influence of these processes, a range of objective and subjective measures was collected. The essential part of the dissertation is an extensive driving simulator study in an advanced moving-base driving simulator at VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) in Linköping, Sweden. Two lateral support systems (a Heading Control system and a Lane Departure Warning system) were implemented which assisted drivers to different degrees in lane keeping. Contrary to most previous automation studies, drivers’ reliance on the lane keeping assistance systems and their situation awareness were studied by using process-oriented performance-based measures. Drivers’ reliance on the lane keeping assistance systems was assessed by eye glance behaviour measures indicating drivers’ preparedness to allocate their visual attention away from the road scene to an in-vehicle secondary task. Drivers’ situation awareness was assessed by behavioural measures of the latency and magnitude of drivers’ initial reactions to unexpected critical driving situations. A major finding of the study was that drivers differed significantly in their reliance on a high level of lane keeping assistance. This interindividual variance in drivers’ reliance on higher-level assistance could be best explained by drivers’ trust in the system and their energetic arousal: The greater drivers’ trust in the system and the lower their arousal, the more did they rely on the system. Individual driver variables (driving style) explained a significant proportion of the variance in drivers’ trust in the lane keeping assistance systems. (replaced because a new publisher)

Advanced driver assistance systems are increasingly built in vehicles with the aim to support drivers while driving, to reduce driver errors and thereby to increase traffic safety. At present, these systems are often designed to warn drivers of specific safety risks (e.g., of an imminent departure from the driving lane). However, there is a trend towards systems that more strongly intervene in driving and that hence, automate parts of the driving task (e.g., autonomously keep the vehicle within the driving lane). However, research on human-machine interaction has shown that automation does not necessarily increase safety, but that it may also lead to unanticipated side effects on performance and safety to the extent that humans adapt to the changing task demands. A major concern in road traffic is that drivers rely too heavily on driver assistance systems, become less actively involved in the driving task, and divert their attention to things unrelated to driving. Thus, in the case of system malfunctions or failures, drivers possibly may not be prepared to intervene timely and accordingly and to regain control over the vehicle, respectively. The aim of this dissertation was to investigate changes in drivers’ active engagement in the driving task as a function of the degree to which they are supported by a driver assistance system (i.e., as a function of the degree to which the system automates the driving task). Drivers’ active task engagement was studied by referring to two theoretical concepts: a) drivers’ reliance (on a system) and b) drivers’ situation awareness. Based on an extensive review of previous research on automation, a conceptual theoretical framework was developed that links changes in operators’ active task engagement to human adaptation processes on different levels in response to the changing task demands due to automation. Among them are changes in human attitudes as well as in cognitive, motivational and energetic processes. In order to determine the relative influence of these processes, a range of objective and subjective measures was collected. The essential part of the dissertation is an extensive driving simulator study in an advanced moving-base driving simulator at VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) in Linköping, Sweden. Two lateral support systems (a Heading Control system and a Lane Departure Warning system) were implemented which assisted drivers to different degrees in lane keeping. Contrary to most previous automation studies, drivers’ reliance on the lane keeping assistance systems and their situation awareness were studied by using process-oriented performance-based measures. Drivers’ reliance on the lane keeping assistance systems was assessed by eye glance behaviour measures indicating drivers’ preparedness to allocate their visual attention away from the road scene to an in-vehicle secondary task. Drivers’ situation awareness was assessed by behavioural measures of the latency and magnitude of drivers’ initial reactions to unexpected critical driving situations. A major finding of the study was that drivers differed significantly in their reliance on a high level of lane keeping assistance. This interindividual variance in drivers’ reliance on higher-level assistance could be best explained by drivers’ trust in the system and their energetic arousal: The greater drivers’ trust in the system and the lower their arousal, the more did they rely on the system. Individual driver variables (driving style) explained a significant proportion of the variance in drivers’ trust in the lane keeping assistance systems. / Fahrerassistenzsysteme werden zunehmend in Fahrzeuge eingebaut mit dem Ziel, den Fahrer beim Fahren zu unterstützen, Fahrfehler zu vermeiden und damit die Fahrsicherheit zu erhöhen. Derzeit sind häufig Systeme im Einsatz, die den Fahrer vor bestimmten Sicherheitsrisiken warnen (z.B. vor einem unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur). Der Trend geht aber hin zu Systemen, die stärker ins Fahrgeschehen eingreifen und somit Teile der Fahraufgabe automatisieren (z.B. selbständig die Spurhaltung des Fahrzeugs übernehmen). Aus der Forschung zur Mensch-Maschine Interaktion ist jedoch bekannt, dass Automatisierung nicht zwangsläufig zur Erhöhung von Sicherheit führt, sondern dass sie vielmehr auch unerwünschte Nebeneffekte für Performanz und Sicherheit mit sich bringen kann in dem Maße, wie Menschen an die veränderten Aufgabenanforderungen adaptieren. Im Straßenverkehr wird insbesondere befürchtet, dass Fahrer sich zu stark auf Fahrerassistenzsysteme verlassen, sich teilweise aus der Fahraufgabe zurückziehen („abschalten“) und ihre Aufmerksamkeit fahrfremden Dingen widmen. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass Fahrer im Falle von Systemfehlern oder –ausfällen nicht mehr in der Lage sind rechtzeitig und angemessen einzugreifen bzw. die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen. Ziel der Dissertation war es zu untersuchen, inwieweit sich die Involviertheit von Fahrern in die Fahraufgabe verändert je stärker sie durch ein Assistenzsystem unterstützt werden (d.h., je stärker das System Teile der Fahraufgabe automatisiert). Um dies zu untersuchen wurden zwei theoretische Konzepte herangezogen: a) das Verlassen der Fahrer (auf ein System) und b) das Situationsbewusstsein der Fahrer. Basierend auf einer umfassenden Analyse der Forschungsliteratur zum Thema Automatisierung wurde ein theoretisches Rahmenmodell entwickelt, welches Veränderungen in der Involviertheit des Fahrers in die Fahraufgabe auf menschliche Adaptationsprozesse auf verschiedenen Ebenen zurückführt, die sich in Folge der veränderten Aufgaben­anforderungen durch zunehmende Automatisierung ergeben. Dazu zählen Veränderungen in Einstellungen, sowie in kognitiven, energetischen, und motivationalen Prozessen. Um Veränderungen in diesen Prozessen zu untersuchen, wurde eine Vielzahl an objektiven und subjektiven Maßen erhoben. Hauptgegenstand der Dissertation ist eine umfangreiche Fahrsimulatorstudie im Fahrsimulator mit Bewegungsplattform bei VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) in Linköping, Schweden. Dabei kamen zwei Querführungsassistenzsysteme (ein Heading Control System und ein Lane Departure Warning System) zum Einsatz, die den Fahrer in unterschiedlichem Maße bei der Spurhaltung unterstützten. Im Gegensatz zu einem Großteil der bisherigen Studien wurden prozessorientierte Performanzmaße zur Erfassung des Verlassens der Fahrer auf die Assistenzsysteme und des Situationsbewusstseins der Fahrer verwendet. Das Verlassen der Fahrer auf die Querführungsassistenzsysteme wurde durch Blickverhaltensmaße über die Bereitschaft der Fahrer erfasst, ihre visuelle Aufmerksamkeit von der Straße ab hin zu einer Zweitaufgabe im Fahrzeuginnenraum zu wenden. Zur Messung des Situationsbewusstseins der Fahrer wurden Fahrverhaltensmaße herangezogen welche als Indikator für die Schnelligkeit und Abruptheit der Reaktionen der Fahrer auf unerwartete kritische Fahrsituationen dienten. Ein Hauptbefund der Dissertation war, dass die Fahrer sich signifikant im Ausmaß ihres Verlassens auf einen hohen Grad an Assistenz unterschieden. Diese interindividuelle Varianz im Verlassen der Fahrer auf einen hohen Grad an Assistenz konnte am besten durch das Vertrauen der Fahrer in das Querführungsassistenzsystem und ihr Aktivierungsniveau erklärt werden: Je höher das Vertrauen der Fahrer in das System und je geringer ihr Aktivierungsniveau, desto stärker verließen sie sich auf das System. Individuelle Fahrermerkmale (Fahrstil) erklärten einen signifikanten Anteil der Varianz im Vertrauen der Fahrer in die Spurhalteassistenzsysteme.

In den Jahren 2005 bis 2010 erfolgte im Rahmen der Erarbeitung der vorliegenden Dissertationsschrift eine ökologische Untersuchung der Chironomidenfauna in der Talsperre Saidenbach (Sachsen, Erzgebirge). Drei Arten mit hoher Abundanz konnten bei der umfassenden Artenanalyse im Jahr 2005 ermittelt werden: Procladius crassinervis, P. choreus und Chironomus anthracinus. Zusätzlich wurde die Art C. plumosus aufgrund ihrer engen Verwandtschaft zu C. anthracinus in die Untersuchung einbezogen. Die Arbeit ist auf vier Schwerpunkte fokussiert, wobei die Larven und Puppen der vier Arten analysiert wurden. (1) Die Erarbeitung einer zuverlässigen Methode zur Unterscheidung der Larven der beiden eng verwandten Procladius-Arten basierend auf morphologischen Kriterien (Imaginalscheiden-entwicklung, Kopfkapselgröße und Körperlänge) sowie die Tiefenverteilung der Puppen waren eine Vorbedingung für weiterführende Analysen des Lebenszyklus (LZ) dieser beiden Arten. (2) Die Untersuchung des LZ war der zweite Schwerpunkt. Der LZ wurde stark von abiotischen Faktoren wie Temperatur, Sauerstoff und Biovolumen des Phytoplanktons kontrolliert. (3) Die raum-zeitlichen Verteilungsmuster der vier Arten wurden zunächst bezüglich großräumiger Unterschiede über einen Tiefengradienten innerhalb eines Transektes analysiert. Hierbei zeigte sich bei allen vier Arten eine zeitliche Änderung im jeweiligen Hauptverbreitungsgebiet. Die jungen Larven von C. anthracinus, C. plumosus und P. choreus wanderten im Verlauf ihrer Entwicklung bis zur Verpuppung in flachere Bereiche, P. crassinervis wanderte in tiefere Bereiche. Die Analyse der Verteilungsunterschiede der Larven zwischen zwei verschieden stark eutrophierten Buchten ergab höhere Dichten der beiden Chironomus-Arten in der Bucht mit dem größeren Zulauf und der höheren Phytoplanktonkonzentration im Vergleich mit den anderen Arten. Eine Analyse des kleinräumigen Verteilungsmusters fokussierte auf der Frage, ob die Larven gleichmäßig verteilt oder aggregiert auftraten. Die Untersuchung des vertikalen Verteilungsmusters erforschte das Schwimmverhalten der Larven. (4) Der letzte Aspekt war eine experimentelle Untersuchung, die am Beispiel von C. anthracinus durchgeführt wurde mit dem Ziel, den Proximatfaktor für die beobachtete Wanderung der Larven zu ermitteln, der letztendlich die Temperatur war. Puppen bevorzugten im Experiment wärmere Temperaturen und junge Larven kühlere Temperaturen. Die fünfjährige Untersuchung der Chironomiden in der Talsperre Saidenbach beschreibt insgesamt die komplexe Verhaltensreaktion der Chironomiden, die einen wesentlichen Teil der benthischen Lebensgemeinschaft darstellen, bezüglich der Lebenszyklusmuster (Voltinismus, Verpuppung), der Abundanzänderungen (inner- und zwischenjährlich) sowie der groß- und kleinräumigen Verteilung unter der Einwirkung der wichtigsten Umweltfaktoren. / In the context of the present dissertation an ecological study was performed about chironomids in Saidenbach Reservoir in the Saxony Ore Mountains, Germany during the five years from 2005 to 2010. A preliminary overall species analysis in 2005 showed that three species were most abundant: Procladius crassinervis, P. choreus and Chironomus anthracinus. Additionally, the species C. plumosus was examined because of its close relationship to C. anthracinus. The study is focussed on four subjects, whereby larvae and pupae of the four species were analysed. (1) The elaboration of a reliable method to distinguish the larvae of the two closely related species P. crassinervis and P. choreus on the basis of morphological criteria (imaginal disc development, larval head capsule size and body length) as well as the depth distribution of their pupae was a precondition to the profound analysis of their life cycles. (2) The investigation of the life cycle pattern of the four species was the second focus. The life cycle of the four species was found to be strongly influenced by abiotic conditions such as temperature, oxygen and biovolume of the phytoplankton. (3) The spatial and temporal distribution pattern of the four species was analysed in view of large scale differences over a depth gradient in one transect. Here, in all four species a shift in the mainly settled lake bottom area occurred. The young larvae of C. anthracinus, C. plumosus and P. choreus migrated during maturing and pupation towards shallower areas; P. crassinervis migrated to deeper areas. The distribution differences between two different bays showed that the two Chironomus species had higher densities in the bay with the higher inflow which resulted in a higher phytoplankton standing stock compared to the other species. A small scale distribution pattern analysis focussed on finding out whether the larvae were aggregated or randomly distributed. The vertical distribution analysis examined the swimming behaviour of the larvae. (4) The last aspect was an experimental setup exemplarily driven with C. anthracinus which showed that the migration was stimulated by the proximate factor temperature as pupae preferred warmer temperatures and young larvae colder temperatures. Altogether, the five year study about chironomids in Saidenbach Reservoir pointed out the complex reaction in the behaviour of an important part of the benthic community concerning the life cycle pattern (voltinism, pupation pattern), the changing in abundances (inter-annual and intra-annual) and the large scale and small scale distribution pattern under the rule of the most important environmental factors.