Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist ein nicht-invasives Bildgebungsverfahren, mit dem Veränderungen der neuronalen Aktivität im Gehirn mit hoher räumlicher Auflösung erfasst werden können. Mit der fMRT-Bildgebung bei neurowissenschaftlichen Experimenten wurden in den letzten beiden Jahrzehnten bedeutende Erkenntnisse für die Hirnforschung und Medizin gewonnen. Mit Hilfe dieser Methode werden neuronale Aktivitätsunterschiede bei der Durchführung einer bestimmten Aufgabe, z. B. dem Betrachten von Bildern mit emotionalen Inhalten, erfasst und die Daten unabhängig von der Messung zu einem späteren Zeitpunkt statistisch ausgewertet. Mit Hilfe des technischen Fortschritts im letzten Jahrzehnt ist es darüber hinaus möglich geworden, fMRT-Daten direkt zur Aufnahmezeit zu verarbeiten und auszuwerten. Dies wird als Echtzeit-fMRT bezeichnet, wenn die Datenverarbeitung schneller erfolgt als die Aufnahme eines Hirnvolumens (aktuell ca. zwei Sekunden). Die Ergebnisse der Echtzeitdatenverarbeitung können dann wiederum als Steuerbefehle für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Daher wird dies auch als Hirn-Computer-Schnittstelle (Brain Computer Interface, BCI) mittels fMRT bezeichnet. Die Echtzeitverarbeitung von fMRT-Daten ermöglicht mehrere neue Anwendungen. Dazu gehören unter anderem die Qualitätskontrolle zur Laufzeit von fMRT-Experimenten, die schnelle funktionelle Lokalisierung von Hirnarealen entweder für neurowissenschaftliche Experimente oder intraoperativ, die Kontrolle des Experimentes mittels des Probandenverhaltens und insbesondere die Möglichkeit, sogenannte fMRT-Neurofeedbackexperimente durchzuführen. Bei diesen Experimenten lernen Probanden, die Aktivität von definierten Hirnarealen willentlich zu beeinflussen. Das Ziel dabei ist, Veränderungen in ihrem Verhalten zu generieren. Die Umsetzung eines BCIs mittels Echtzeit-fMRT ist eine interdisziplinäre Aufgabenstellung von MR-Physik, Informatik und Neurowissenschaften um das Verständnis des menschlichen Gehirns zu verbessern und neue Therapieansätze zu gestalten. Für diese hard- und softwaretechnisch anspruchsvolle Aufgabe gibt es einen enormen Bedarf an neuen Algorithmen zur Datenverarbeitung und Ansätzen zur verbesserten Datenakquise. In diesem Zusammenhang präsentiert die vorliegende Arbeit ein neues Softwareframework, das einerseits eine integrierte Gesamtlösung für die Echtzeit-fMRT darstellt und in seinen Teilmodulen eine abstrakte Basis für eine universelle Methodenentwicklung anbietet. Diese Arbeit beschreibt die grundlegenden abstrakten Konzepte und die Implementierung in ein neues Softwarepaket namens ’Brain Analysis in Real-Time’ (BART). Der Fokus der Arbeit liegt auf zwei Kernmodulen, die für universelle Gestaltung von sogenannten adaptiven Paradigmen und die Einbindung von Echtzeit-fMRT-Datenverarbeitungsalgorithmen konzipiert sind. Bei adaptiven Paradigmen werden zur Laufzeit eines Experiments physiologische Parameter (z. B. Herzrate) oder Verhaltensdaten (z. B. Augenbewegungen) simultan zu den fMRT-Daten erfasst und analysiert, um die Stimulation eines Probanden entsprechend zu adaptieren. Damit kann die Zuverlässigkeit der Daten, die zur Auswertung zur Verfügung stehen, optimiert werden. Die vorliegende Arbeit präsentiert das dazu notwendige abstrakte Grundkonzept des neuen Softwareframeworks und die ersten konkreten Implementierungen für die Datenverarbeitung und adaptive Paradigmen. Das Framework kann zukünftig mit neuen methodischen Ideen erweitert werden. Dazu gehören die Einbindung neuer Datenverarbeitungsalgorithmen, wie z. B. Konnektivitätsanalysen und die Adaption von Paradigmen durch weitere physiologische Parameter. Dabei ist insbesondere die Kombination mit EEG-Signalen von großem Interesse. Außerdem bietet das System eine universelle Grundlage für die zukünftige Arbeit an Neurofeedbackexperimenten. Das in dieser Arbeit entwickelte Framework bietet im Vergleich zu bisher vorgestellten Lösungsansätzen ein Ein-Computer-Setup mit einem erweiterbaren Methodenspektrum. Damit wird die Komplexität des notwendigen technischen Setups reduziert und ist nicht auf einzelne Anwendungsfälle beschränkt. Es können flexibel neue Datenverarbeitungsalgorithmen für ein fMRT-BCI eingebunden und vielgestaltige Anwendungsfälle von adaptiven Paradigmen konzipiert werden. Eine Abstraktion der Stimulation und die Kombination mit der Echtzeitauswertung ist bisher einzigartig für neurowissenschaftliche Experimente. Zusätzlich zu den theoretischen und technischen Erläuterungen werden im empirischen Teil der vorliegenden Arbeit neurowissenschaftliche Experimente, die mit dem Softwarepaket BART durchgeführt wurden, vorgestellt und deren Ergebnisse erläutert. Dabei wird die Zuverlässigkeit und Funktionsweise der Implementierung in allen Teilschritten der Datenerfassung und -verarbeitung validiert. Die Ergebnisse verifizieren die Implementierung einer parallelisierten fMRT-Analyse.Weiterhin wird eine erste konkrete Umsetzung für ein adaptives Paradigma vorgestellt, bei dem zur Laufzeit die Blickrichtung der Probanden berücksichtigt wird. Die Ergebnisse zeigen die signifikanten Verbesserungen der Reliabilität der fMRT-Ergebnisse aufgrund der optimierten Datenqualität durch die Adaption des Paradigmas. Zusammengefasst umfasst die vorliegende Arbeit eine interdisziplinäre Aufgabe, die sich aus der Verarbeitung von MR-Daten in Echtzeit, einem neuen abstraktes Softwarekonzept für Entwicklung neuer methodischer Ansätze und der Durchführung von neurowissenschaftlichen Experimenten zusammensetzt.

Within the field of functional magnetic resonance imaging (fMRI) neurofeedback, most studies provide subjects with instructions or suggest strategies to regulate a particular brain area, while other neuro-/biofeedback approaches often do not. This study is the first to investigate the hypothesis that subjects are able to utilize fMRI neurofeedback to learn to differentially modulate the fMRI signal from the bilateral amygdala congruent with the prescribed regulation direction without an instructed or suggested strategy and apply what they learned even when feedback is no longer available. Thirty-two subjects were included in the analysis. Data were collected at 3 Tesla using blood oxygenation level dependent (BOLD)-sensitivity optimized multi-echo EPI. Based on the mean contrast between up- and down-regulation in the amygdala in a post-training scan without feedback following three neurofeedback sessions, subjects were able to regulate their amygdala congruent with the prescribed directions with a moderate effect size of Cohen’s d = 0.43 (95% conf. int. 0.23–0.64). This effect size would be reduced, however, through stricter exclusion criteria for subjects that show alterations in respiration. Regulation capacity was positively correlated with subjective arousal ratings and negatively correlated with agreeableness and susceptibility to anger. A learning effect over the training sessions was only observed with end-of-block feedback (EoBF) but not with continuous feedback (trend). The results confirm the above hypothesis. Further studies are needed to compare effect sizes of regulation capacity for approaches with and without instructed strategies.

Within the field of functional magnetic resonance imaging (fMRI) neurofeedback, most studies provide subjects with instructions or suggest strategies to regulate a particular brain area, while other neuro-/biofeedback approaches often do not. This study is the first to investigate the hypothesis that subjects are able to utilize fMRI neurofeedback to learn to differentially modulate the fMRI signal from the bilateral amygdala congruent with the prescribed regulation direction without an instructed or suggested strategy and apply what they learned even when feedback is no longer available. Thirty-two subjects were included in the analysis. Data were collected at 3 Tesla using blood oxygenation level dependent (BOLD)-sensitivity optimized multi-echo EPI. Based on the mean contrast between up- and down-regulation in the amygdala in a post-training scan without feedback following three neurofeedback sessions, subjects were able to regulate their amygdala congruent with the prescribed directions with a moderate effect size of Cohen’s d = 0.43 (95% conf. int. 0.23–0.64). This effect size would be reduced, however, through stricter exclusion criteria for subjects that show alterations in respiration. Regulation capacity was positively correlated with subjective arousal ratings and negatively correlated with agreeableness and susceptibility to anger. A learning effect over the training sessions was only observed with end-of-block feedback (EoBF) but not with continuous feedback (trend). The results confirm the above hypothesis. Further studies are needed to compare effect sizes of regulation capacity for approaches with and without instructed strategies.

Der Einsatz von Computern, zur unterstützenden Durchführung physikalischer Experimente, gewinnt immer mehr an Bedeutung. Computer, unter anderem auch Personal Computer (kurz PC), können durch ihre heutige Leistungsfähigkeit, immer mehr nützliche Funktionen während eines physikalischen Experimentes übernehmen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Vorbereiten eines solchen PC, welcher für die Umsetzung einer Regelschaltung für ein physikalisches Experiment genutzt werden kann. Dazu werden Gentoo-Linux, RTAI, Scilab/Scicos und Comedi verwendet. Besonderer Schwerpunkt der Arbeit ist dabei die Regelung in Echtzeit auszuführen. Im Verlauf der Arbeit werden Hardware- sowie Software-Ansprüche und deren Anpassungen besprochen, so dass alle Voraussetzungen des Experiment-PC, zur Umsetzung eines zuverlässigen Regelprozesses, erfüllt werden. Aus Gründen, welche in dieser Arbeit erläutert werden, wurde der Experiment-PC mit der Open-Source Linux-Distribution namens Gentoo ausgestattet. Zusätzlich verfügt der Experiment-PC über eine Mess- und Steuerkarte, welche es dem Experiment-PC erlaubt Signale aus dem Experiment aufzunehmen und eine entsprechende Regelung, durch die Ausgabe von Signalen, vorzunehmen.

A passive recirculation of hydrogen using ejectors is effective and efficient only in a limited operating window, which kept ejectors until recently from being integrated into automotive fuel cell systems, where a more dynamic operation is expected. Strategies like parallel setup or a PWM-drive employed to expand the operating window demand reliable control algorithms. Such algorithms can greatly benefit from the predictive power a mathematical model. In a fuel cell system, the anode and cathode side cannot be separated, and a mathematical description should encompass all components to a reasonable degree, to allow the model to run on a low power automotive-grade platform in real time. This contribution demonstrates an approach to reduce the computation expense of the mathematical model.

Aktuelle ökonomische Trends, wie die zunehmende Globalisierung und die wachsende Technisierung und Individualisierung vieler Konsumgüter, führen im Hinblick auf die zur Fertigung dieser Güter eingesetzte Automatisierungstechnik zu steigender Komplexität und hohen Flexibilitätsanforderungen. Ein Konzept zur Adressierung dieser Anforderungen ist die Auslegung von automatisierten Anlagen als modulares System flexibel kombinierbarer cyber-physischer Komponenten. Die namensgebende Einheit von mechatronischem Bauteil und lokaler Rechenkapazität ermöglicht Herstellern solcher Komponenten, Softwarebausteine für typische Steuer-, Bedien- oder Diagnoseaufgaben gebrauchsfertig vorzubereiten und so den (Re-)Engineeringaufwand bei der (Um-)Gestaltung des Gesamtsystems deutlich zu reduzieren. Allerdings stellt diese Vision hohe Ansprüche an die zugrundeliegende Softwarearchitektur, die von den derzeit zur Realisierung automatisierter Systeme eingesetzten Technologien nicht vollständig erfüllt werden. Das Paradigma der Agentenorientierung ist ein tragfähiger Ansatz zur Realisierung solcher lose gekoppelten verteilten Systeme und stellt durch leistungsfähige Interaktionsmechanismen sowie die enge Integration von semantischem Wissen zusätzliche Funktionalität in Aussicht: Als Agenten ausgelegte Komponenten könnten auch die logische Vernetzung untereinander während der Inbetriebnahme, nach Umrüstungen oder in Reaktion auf Betriebsstörungen teilweise selbst übernehmen. Dadurch ergeben sich Fähigkeiten wie Selbstkonfiguration und Selbstregeneration, die in der Fachliteratur unter dem Begriff Self-X zusammengefasst werden. Die fehlende Echtzeitfähigkeit, insbesondere in Bezug auf besagte Interaktionsmechanismen, hat jedoch bisher die Einsetzbarkeit von Agentensystemen in der Automatisierung limitiert und die Ausschöpfung der genannten Potentiale behindert. Deshalb wird in dieser Dissertation eine echtzeitfähige Laufzeitumgebung für Softwareagenten entworfen und anschließend die Überarbeitung bestehenden Kommunikationsmechanismen im Hinblick auf ihre Echtzeitfähigkeit vorgenommen. In diesem Kontext wird mit dem Konzept der semantischen Adressierung eine vielfältig einsetzbare Möglichkeit geschaffen, Nachrichten an ausgewählte Gruppen von Agenten mit bestimmten, semantisch beschriebenen Eigenschaften zur verschicken. Die dabei zur Wissensrepräsentation genutzten Taxonomie-Bäume bieten ein für viele Aufgabenstellungen ausreichendes Maß an Ausdrucksstärke und erlauben zudem die Verarbeitung unter harten Echtzeitbedingungen. Abschließend werden die geschaffenen Mechanismen in einem Antwortzeitmodell abgebildet, mit dem das rechtzeitige Reagieren eines Agentensystems auf lokal oder verteilt zu behandelnde Ereignisse überprüft und nachgewiesen werden kann. Damit wird ein Hauptkritikpunkt von Agentensystemen adressiert, was zu einer nachhaltigen Steigerung der Akzeptanz des Agentenparadigmas führen könnte. Während große Teile der erarbeiten Lösung als allgemeingültige Grundlagenforschung verstanden werden können, wird bei der Formulierung von Anforderungen, der Darstellung von Beispielen und der Erläuterung von Entwurfsentscheidungen immer wieder auf automatisierungstechnische Belange Bezug genommen. Außerdem wird am Ende der Arbeit eine kritische Bewertung der Ergebnisse vor dem Hintergrund eines möglichen Einsatzes in zukünftigen Automatisierungssystemen durchgeführt und damit das Gesamtbild abgerundet.

Aus der Einleitung: "Klassische VR/AR-Ausgabegeräte sind meist kopfgetragene Systeme oder 3D-Projektionsanlagen. In bestimmten Anwendungsfällen, zum Beispiel in der Wartung (Schreiber 2011) oder auch in Bauplanung und Bauausführung (Woodward 2011), verbieten sich diese Geräte aufgrund von Arbeitsschutzbestimmungen oder widrigen Einsatzbedingungen. Hier bieten sich Smartphones oder auf ähnlicher Technologie arbeitende Tablett-Computer als Alternative an, insbesondere dann, wenn stereoskopische Darstellung nicht benötigt wird."

Eine der großen Fragestellungen der Psychologie beschäftigt sich mit der Suche nach Determinanten unseres Verhaltens. Dabei finden wir in der psychologischen Literatur verschiedene Theorien, die der Nähe zwischen Personen Bedeutung verleihen. Die Arbeiten von Kurt Lewin (1935) beschreiben positive und negative Valenzen, Konflikte, Hindernisse und Bedürfnisse als Determinanten unseres Verhaltens. Auch soziometrische Untersuchungen fokussieren die Anziehung und Abstoßung als elementare Gruppenkräfte, welche sich anhand sozialer Distanzen und Beliebtheit in Gruppen widerspiegeln (Moreno, 1941; 1996). Auf dieser Grundlage ist es uns möglich, Vorhersagen über eine Hinwendung zu und eine Abwendung von Personen zu treffen. Neben qualitativen Beobachtungen (vgl. Coie, Dodge, & Kupersmidt, 1990) bedienen sich bisherige Untersuchungsmethoden technischer Geräte, wie u.a. Beschleunigungsmessern und Schrittzähler (Cervantes & Porretta, 2010; Godfrey, Conway, Meagher, & ÓLaighin, 2008; Trost, 2001; Welk, Corbin, & Dale, 2000; Yang & Hsu, 2010), um Aussagen über das Bewegungsverhalten von Personen treffen zu können. Hierbei werden allerdings die Beziehungen und Dynamiken zwischen den Personen sowie das daraus resultierende Distanzverhalten völlig unbeachtet gelassen. Mit Hilfe neuester Technologien ist es nun möglich, räumliches Bewegungsverhalten in Form von x-, y-, z- Koordinaten zu erfassen. Das Ziel meiner Arbeit liegt in der Erhebung und Auswertung der Bewegungsdaten von Kindern, welche mit einer automatisierten Echtzeit-Ortungs-Methode (Real Time Location System = RTLS) erfasst wurden. Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurde das Bewegungsverhalten von 114 Kinder aus sieben Gruppen von vier unterschiedlichen Kindergärten, von sechs Kindern einer Schule für Blinde und Sehbehinderte sowie von 24 Schülern aus zwei Klassen einer Schule mit einem Förderschwerpunkt für geistige Entwicklung erhoben. Die in diese Arbeit einfließenden Studien bieten einen ersten Einblick in die Erhebungs- und Auswertungsmöglichkeiten von räumlichen Bewegungsdaten und beleuchten den aktuellen Stand dieser Forschung.:DANKSAGUNG II PREFACE VI ZUSAMMENFASSUNG VII LIST OF CONTENTS XII LIST OF TABLES XIV LIST OF FIGURES XV CHAPTER I 1 1. AN INTRODUCTION INTO MOTIVATIONAL CONCEPTS, BEHAVIORAL RESEARCH, AND METHODOLOGICAL CHALLENGES 1 WHAT DRIVES US? A PIONEERING MOTIVATIONAL CONCEPT WITH REGARD TO MOVEMENT BEHAVIOR 2 METHODOLOGICAL BACKGROUND 3 METHODOLOGICAL CHALLENGES 4 AIMS AND SCOPES 5 OVERVIEW OF MANUSCRIPTS INCLUDED IN THIS MONOGRAPH 6 CHAPTER II 10 2. CHILDREN AT PLAY – TOWARD AN AUTOMATED MEASUREMENT OF CHILD BEHAVIOR 11 INTRODUCTION 12 METHODS AND MATERIALS 14 RESULTS 18 DISCUSSION 28 CHAPTER III 33 3. CONTINUOUS MEASUREMENT OF DYNAMIC CLASSROOM SOCIAL INTERACTION 33 INTRODUCTION 35 METHODS AND MATERIALS 38 RESULTS 40 DISCUSSION 49 CHAPTER IV 54 List of Contents 4. LEARNING, MOVING, INTERACTING – MOVEMENT ASSESSMENT OF VISUALLY IMPAIRED CHILDREN DURING A SCHOOL LESSON 55 INTRODUCTION 56 METHODS AND MATERIALS 59 RESULTS 63 DISCUSSION 71 CHAPTER V 76 5. APPROACH – AN ANALYSIS OF CHILDREN’S INTERACTIONS DURING A FREE PLAY SITUATION 77 INTRODUCTION 78 METHOD 80 RESULTS 89 DISCUSSION 92 CHAPTER VI 96 6. SUMMARY, IMPLICATIONS, AND FUTURE ASPECTS OF RESEARCH 97 SUMMARY OF THE STUDIES OF CHILDREN’S MOVEMENT BEHAVIOR 97 IMPLICATION AND FUTURE ASPECTS OF RESEARCH 100 7. REFERENCES 103 8. APPENDIX 119 9. CURRICULUM VITAE 121 10. LIST OF PUBLICATIONS 123 11. EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG 124

Moderne, objektorientierte Sprachen spielen bei der Entwicklung von Software für eingebettete Systeme bislang kaum eine Rolle. Die Gründe hierfür sind vielfältig, meist wird jedoch die mangelnde Effizienz und der größere Speicherbedarf hervorgehoben. Obwohl Java viele Eigenschaften hat, die sehr für einen Einsatz in eingebetteten Systemen sprechen, so hängt doch gerade Java vielfach immer noch das Vorurteil an, in Systemen mit beschränkter Rechenleistung und Speicher zu viele Ressourcen zu benötigen. Diese Arbeit soll dazu beitragen, diese Vorurteile abzutragen. Sie stellt insbesondere Techniken vor, die den Speicherbedarf einer JVM so gering wie möglich halten und diese effizient mit der zur Verfügung stehenden Rechenleistung umgehen lassen. Viele der dargestellten Verfahren und Algorithmen wurden in der Kertasarie VM implementiert, einer virtuellen Maschine, die speziell für den Einsatz in eingebetteten Systemen konzipiert wurde. Durch die weit verbreitete Vernetzung eingebetteter Systeme über das Internet stellt sich in vielen Fällen zudem das Problem einer modernen, abstrakten und effizienten Form der Kommunikation. Aus diesem Grund liegt der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit auf dem Vergleich von objektorientierten Middleware-Architekturen, insbesondere von Java-RMI. Auch auf diesem Gebiet wird eine eigene, speziell an eingebettete Systeme angepasste RMI-Variante vorgestellt. / Modern, object oriented languages do not play an important role when developing software for embedded systems. There are many reasons for it, most often an inadequate performance and a greater memory demand are mentioned. In spite of the fact that Java has many features suitable for embedded systems, Java often faces the prejudice to consume too much resources in systems with limited processing power and memory. This work is a contribution to diminish this prejudices. It presents techniques to limit the memory demands of a Java Virtual Machine and to effectively cope with limited computing power. Many of the presented methods and algorithms are implemented in the Kertasarie VM, a JVM designed to run in embedded systems.Due to the fact of increasing network capabilities embedded systems often face the problem of a modern, abstract and efficient communication. Therefore the second emphasis of this work is put on the comparison of object oriented middleware architectures, especially Java-RMI. An own implementation for embedded systems is also presented.

Der Schienengüterverkehr ist eines der wesentlichen Standbeine des europäischen Binnenmarktes. Studien sagen für den Zeitraum bis 2050 ein weiteres Wachstum des Schienengüterverkehrsaufkommens voraus. Um den dadurch bestehenden Bedarf decken zu können, ist es nötig, die Kapazität des Schienennetzes zu steigern bzw. die vorhandene Kapazität besser auszunutzen. Als kostengünstige Möglichkeit bieten sich daher Echtzeitbetriebsmanagementsysteme an, zu deren Komponenten auch Konfliktlösungs- und Fahrerassistenzsysteme gehören. Die Arbeit befasst sich mit der Verknüpfung von Konfliktlösungs- und Fahrerassistenzsystemen mit dem Ziel die Nutzung der Potenziale beider Systeme zu ermöglichen. Nach einer Betrachtung des Standes der Technik auf beiden Gebieten mit Fokus auf angewandten Algorithmen sowie möglichen Datenstrukturen für Schnittstellen wird das Konzept des Zuglaufoptimierungsplans als Menge von Zugfahrtkorridoren entwickelt. Zudem wird in einer Vorbetrachtung untersucht, welche Modelle und Algorithmen sich für Fahrdynamikrechnungen beider Systeme eignen, um durch unterschiedliche Algorithmik bedingte Abweichungen zwischen den Berechnungen beider Systeme zu minimieren. Daraufhin wird eine Schnittstellenlösung entwickelt, die Eingaben von Konfliktlösungssystemen nutzt und energieoptimierte Zuglaufoptimierungspläne berechnet. Damit sollen Zugfahrtkorridore so gestaltet werden können, dass sie sich für den Versand an Fahrerassistenzsysteme eignen. Dann werden die Abläufe der Gleisbelegung und die daraus entstehenden zeitlichen und räumlichen Einschränkungen für die Zugfahrten mit einem Constraint-Programm modelliert und mit dem Matlab-nonlinear-Constraint-Löser optimiert. Das Verfahren läuft in drei Schritten ab: - Vorverarbeitung; Berechnung der Fahrzeiten nach dem zuvor beschriebenen Algorithmus sowie der Energieverbräuche; - Berechnung der optimalen Zugpfade als Durchfahrzeitpunkte und Geschwindigkeiten nach Fahrplantreue, Energieverbrauch und Mindestgeschwindigkeit: - Ermitteln der optimalen Zuglaufkorridore aus den Zugpfaden. Es werden Möglichkeiten zur Reduktion der Rechenzeit des Verfahrens diskutiert und implementiert. In einer Fallstudie werden anhand zweier Szenarien europäischer Bahnkorridore die Einflüsse der verschiedenen Modellierungsvarianten auf Lösungsgüte und Rechengeschwindigkeit untersucht. Dabei wird deutlich, dass die vorgeschlagenen Modellvereinfachungen zu besserer Lösungsgüte bei gleichzeitiger Reduktion der Rechenzeit führen. Um uneingeschränkte Echtzeitfähigkeit zu erreichen, ist jedoch eine weitere Reduktion der Rechenzeit zu empfehlen. Diese kann beispielsweise durch den Einsatz spezialisierter Lösungsverfahren oder durch das Nutzen eines (noch zu entwickelnden) analytischen Zusammenhangs zwischen Fahrzeiten und Energieverbräuchen erreicht werden.:1 Einführung 2 Nichtlineare Optimierung in Konfliktlösungssystemen und Fahrerassistenzsystemen 3 Zuglaufrechnung als Voraussetzung für Interoperabilität 4 Modellierung des Schienenverkehrs zur Berechnung von Fahrzeit-Geschwindigkeit-Korridoren 5 Dreistufiges Verfahren zur Berechnung von Fahrzeit-Geschwindigkeit-Korridoren 6 Fallstudie zur Verknüpfung von Konfliktlösungssystemen mit Fahrerassistenzsystemen 7 Zusammenfassung und Ausblick