Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T19:06:55Z No. of bitstreams: 2 Tese - Adriana da Silva Santos - 2014.pdf: 3299451 bytes, checksum: 52a612ede01e4713d7dd458d61176fe1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T19:07:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Adriana da Silva Santos - 2014.pdf: 3299451 bytes, checksum: 52a612ede01e4713d7dd458d61176fe1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T19:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Adriana da Silva Santos - 2014.pdf: 3299451 bytes, checksum: 52a612ede01e4713d7dd458d61176fe1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Swine leptospirosis is a worldwide anthropozoonosis caused by spirochetes of the species Leptospira interrogans, predominantly by serovars Pomona, Icterohaemorrhagiae, Taravossi, Canicola Grippotyphosa and Bratislava. Experimental infection were performed in 18 sows at 40 days of age with L. interrogans serogroup Icterohaemorrhagiae serovar Conpenhageni strain Fiocruz L1-130, and serogroup Pomona serovar Kennewicki strain Pomona From divided in groups: GI (control), GII (inoculated with serogroup Pomona) and GIII (inoculated with serogroup Icterohaemorrhagiae). Clinical course of the disease, results of serological tests and detection of bacteria by polymerase chain reaction (PCR) and bacterial isolation during the experiment, were compared between groups. Additionally, the main histological changes observed in brain, liver, lymph nodes, lung and kidney of 12 animals experimentally infected and seropositive for leptospirosis were described. In lesions suggestive of the disease the technique of silver impregnation of Warthin-Starry, was used as direct detection method. During the experimental period, all samples of the GI (control) were negative in the microscopic agglutination test, with the GII positivity exclusive to serogroup Pomona in six animals from 6 dpi, and in GIII, only to serogroup Icterohaemorrhagiae in five animals from 3 dpi. At necropsy the only change was pale kidney in 50% of GI, 83.33% of GII and 83.33% of GIII (p> 0.05). Only in seropositive pigs was found lesions suggestive of leptospirosis as focal microgliosis in the brain (8.33%), lymphoid hyperplasia in lymph nodes of the mediastinum a nd mesentery (41.66%), mononuclear interstitial pneumonia (58.33 %), multifocal mononuclear hepatitis, further acute tubular nephrosis (100%) and interstitial nephritis (91.66%). There was a strong association between serological condition and lesions of mononuclear hepatitis (p = 0.0128), mononuclear interstitial nephritis (p = 0.0004), tubular nephrosis (p <0.0001) and mononuclear interstitial pneumonia (p = 0, 0377). / A leptospirose suína é uma antropozoonose difundida mundialmente e causada por espiroquetas da espécie Leptospira interrogans, principalmente pelos sorovares Pomona, Icterohaemorrhagiae, Taravossi, Canicola, Grippotyphosa e Bratislava. Neste trabalho descreve-se a infecção experimental por L. interrogans sorogrupo Icterohaemorrhagiae sorovar Conpenhageni estirpe Fiocruz L1 -130, e sorogrupo Pomona sorovar Kennewicki estirpe Pomona From, em 18 fêmeas suínas com 40 dias de idade divididas em três grupos: GI (controle), GII (inoculados com sorogrupo Pomona) e GIII (inoculados com sorogrupo Icterohaemorrhagiae). Compararam -se entre os grupos, o curso clínico da doença, os resultados dos exames sorológicos e de detecção da bactéria durante o período experimental pelas técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR) e isolamento bacteriano. Foram ainda descritas as principais alterações histológicas observadas em cérebro, fígado, linfonodos, pulmão e rins de 12 animais experimentalmente infectados e soropositivos para leptospirose. Em lesões sugestivas da doença utilizou-se a técnica de impregnação pela prata de Warthin-Starry, como método de detecção direta. Durante o período experimental foram negativas na soroaglutinação microscópica todas as amostras do GI (controle), havendo no GII positividade exclusiva ao sorogrupo Pomona nos seis animais a partir do 6º dia pós-infecção (dpi), e no GIII, apenas ao sorogrupo Icterohaemorrhagiae, em cinco animais a partir do 3º dpi. Na necropsia a única alteração observada foi rim pálido em 50% do G I, 83,33% do GII e em 83,33% GIII (p>0,05). Somente nos suínos soropositivos constataram-se lesões sugestivas de leptospirose, como microgliose mononuclear focal no cérebro (8,33%), hiperplasia linfoide em linfonodos do mediastino e mesentério (41,66%), pneumonia intersticial mononuclear multifocal (58,33%), hepatite mononuclear focal (41,66%), além de nefrose tubular aguda (100%) e nefrite intersticial (91,66%). Houve forte associação entre a condição sorológica e as lesões de hepatite mononuclear (p=0,0128), nefrite intersticial mononuclear (p=0,0004), nefrose tubular (p<0,0001) e pneumonia intersticial mononuclear (p=0,0377).

Leifsonia xyli subsp. xyli (Davis et al.; 1984; Evtushenko et al.; 2000) é agente causal de uma das mais importantes doenças da cana-de-açúcar: o raquitismo-da-soqueira (Gillaspie Jr. & Davis, 1992; Davis et al.; 1994). O presente trabalho teve como objetivo principal usar métodos de análise cromossômica para corroborar o mapa genômico da estirpe CTC B07 de L. xyli subsp. xyli obtido através do seqüenciamento por “shotgun”, realizado pelo grupo de seqüenciamento de Genomas Agronômicos e do Meio-ambiente (AEG) da rede ONSA-FAPESP. A identidade do isolado foi confirmada com a amplificação e seqüenciamento da região 23S do rRNA bem como por meio de testes sorológicos de microaglutinação com antissoro específico. Além destes, foram realizados testes de microscopia eletrônica de varredura da bactéria cultivada em meio líquido para confirmar a pureza do isolado. O tamanho do genoma de L. xyli subsp. xyli foi estimado com base na análise de fragmentos de restrição gerados por digestões com as enzimas de restrição XbaI e SpeI e eletroforese de campo pulsado (PFGE). As estimativas de 2.540 kb e 2.530 kb com XbaI e SpeI respectivamente ficaram próximas ao valor obtido pelo seqüenciamento genômico (2.596.959 pb). Em adição, o número de seqüências repetidas e de genes ribossomais identificados pelo projeto genoma foram confirmados por meio de hibridizações com sondas apropriadas. Comparações genômicas de L. xyli subsp. xyli, L. xyli subsp. cynodontis e duas espécies de Clavibacter também foram objetivos deste trabalho. As comparações foram baseadas em análise de RFLPs após a hibridização do DNA genômico utilizando como sondas elementos genéticos móveis presentes no genoma de L. xyli subsp. xyli. As estimativas dos números estimado de cópias destes elementos no genoma de L. xyli subsp. xyli obtidas por hibridizações concordam com aquelas obtidas pelo seqüenciamento, considerando fragmentos RFLPs menores que 9 kb. Informações referentes à fragmentos maiores não foram obtidas uma vez que estes não foram adequadamente resolvidos na corrida eletroforética. Finalmente, comparações através de análise de RFLP e rep-PCR mostraram diferenças entre L. xyli subsp. xyli e L. xyli subsp. cynodontis bem como entre estas e espécies de Clavibacter. Não foram verificadas diferenças entre a estirpe CTC B07 de L. xyli subsp. xyli e a estirpe australiana. / Leifsonia xyli subsp. xyli (Davis et al.; 1984; Evtushenko et al.; 2000) is the causal agent of one of the most economically important disease of sugarcane worldwide, i.e, ratoon stunting disease (Gillaspie Jr. & Davis, 1992; Davis et al.; 1994). The main objective of this study was to confirm the assembly of the genome of L. xyli subsp. xyli obtained after shotgun sequencing by the Agronomic and Enviromental Genomes group of the ONSA/FAPESP network. The identity of the strain was confirmed by amplification and sequencing of the 23S rRNA region as well as by microaglutination serological tests with specific antiserum. Besides this, scanning electron microscopic analysis was used to assess the purity of the strain culture. The size of the genome of L. xyli subsp. xyli was estimated based on restriction analysis after digestion of genomic DNA with SpeI and XbaI followed by pulsed-field gel electrophoresis. The estimates of 2,530 kb and 2,540 kb, respectively for SpeI and XbaI, are in agreement with the one obtained by whole genome sequencing (2,596 kb). In addition, the number of repeated sequences and ribossomal genes predicted by thesequencing project was confirmed by hybridization experiments with the appropriate probes. Genomic comparisons of L. xyli subsp. xyli, L. xyli subsp. cynodontis and two Clavibacter species comprised a second objective of this study. Comparisons were based on RFLP analysis after hybridization of digested genomic DNA using mobile genetic elements present in the genome of L. xyli subsp. xyli as probes. The estimates of number of copies of these elements in the genome of L. xyli subsp. xyli obtained by this approach agreed with the ones obtained by sequencing if RFLP fragments smaller than 9 kb are considered. Data from larger fragments were not obtained since they were not adequately resolved by electrophoresis. Finally, RFLP and rep-PCR comparisons unveiled differences between L. xyli subsp. xyli and L. xyli subsp. cynodontis as well as between these and Clavibacter. No differences were found between strain CTC B07 of L. xyli subsp. xyli and an Australian strain.

La thèse s'inscrit dans le cadre du projet GENOME « Gestion Optimisée de l'Energie » dont l'enjeu majeur est la conception d'un avion plus électrique. L'augmentation de l'efficacité énergétique et de la compacité des systèmes électriques de ces avions entraîne de fortes sollicitations en température. Ces sollicitations sont liées à la compacité des systèmes (réduction de masse et de volume) ainsi qu'à leur localisation par rapport aux sources chaudes (réacteur d'avion par exemple). De ce fait, les matériaux magnétiques des nouveaux convertisseurs électriques doivent pouvoir fonctionner sous des conditions de hautes températures, supérieures à 200°C. Il s'agit du polycristallin FeCoV dédié à la fabrication des tôles du stator et du rotor des génératrices rapides (situées à proximité des réacteurs) et le nanocristallin FeCuNuSiB dédié à la conception des inductances et transformateurs des convertisseurs statiques. Ce manuscrit s'intéresse à l'étude du vieillissement thermique de ces deux familles de matériaux magnétiques. Ces matériaux, fournis par la société APERAM, se déclinent sous plusieurs nuances et finitions. L'étude du vieillissement consiste en l'application de plusieurs essais de vieillissement continus sous différentes températures (jusqu'à 300 °C pour les FeCoV et 240 °C pour les nanocristallins). Plusieurs grandeurs macroscopiques magnétiques, électriques et mécaniques (pour les FeCoV) sont mesurées à chaque intervalle de vieillissement. Grâce à ces mesures macroscopiques et à des mesures complémentaires effectuées à l'échelle microscopique, des analyses sont faites et des hypothèses sont proposées afin d'expliquer les mécanismes de vieillissement de ces deux familles de matériaux et dans le but de proposer des modèles phénoménologiques fiables / The thesis takes part of the project GENOME “Gestion Optimisée de l’Energie” whose major issue is the design of the more electrical aircraft. The increase in the energy efficiency and the compactness of the electrical systems of these aircrafts lead to high temperature stresses. These thermal stresses are related to the compactness of the systems (reduction of mass and volume) as well as their location with respect to the hot sources (aircraft engine for example). Thus, the magnetic materials of the new electrical converters must be able to operate under conditions of high temperatures, above 200 °C. Typically, the FeCoV polycrystalline materials are dedicated to the fabrication of the stator and rotor sheets of the fast generators (located near the aircraft engine) and the FeCuNbSiB nanocrystalline materials are dedicated to the design of inductors and transformers of the static converters.This manuscript concerns the thermal ageing study of these two magnetic material families. These materials, supplied by the company APERAM, are available in several shades. The ageing study consists on applying several continuous ageing treatments at different temperatures (up to 300 °C for FeCoV and 240 °C for FeCuNbSiB). At each ageing step, several macroscopic properties namely: magnetic, electrical and mechanical (for the FeCoV materials) properties are measured. Using these macroscopic properties and complementary measurements carried out on a microscopic scale, analyses are made and hypotheses are proposed in order to explain the ageing mechanisms of these magnetic material families. The understanding of the magnetic ageing mechanisms is necessary towards establishing of phenomenological ageing models

Cette thèse présente l'exploration humaine du monde microscopique de règle de la beauté formelle, afin de révéler la loi inhérente de l’univers dans lequel tous les êtres sont connectés et communiqués. La thèse encourage les hommes à découvrir le charme unique de l’univers via les médias d’art, et à découvrir la signification essentielle de l'humanité qui apportera plus de l’esprit d’innovation. Tirer et appliquer de nombreuses formes de beauté des cellules biologiques sous le microscope dans la création de l’art contemporain est un travail totalement innovant et magique, comme les petites cellules contiennent l’essence de l’univers. La loi de l’univers joue un rôle primordial dans la formation de la beauté du monde microscopique. Cette thèse a également étudié comment l’esprit humain participe au processus de l’esthétique microscopique qui améliore la théorie de l’esthétique dans son ensemble. Tout cela enrichit la pensée et la forme de la création des artistes contemporains. Cette thèse vise à promouvoir la construction et la communication de l’esprit du monde microscopique, et à retrouver les inspirations et les natures. C’est un sujet spirituel qui mérite l’attention des artistes contemporains. / This thesis presents the human exploration of the rule of beauty, of forms in the microscopic world, to reveal the inherent law of the universe in which all beings are connected and communicated. The thesis encouraged men to experience the unique charm of the universe via the media of the arts, and to discover the essential meaning of humanity that will bring more spirits of innovation. Learning and applying the beauty of many forms of biological cells under the microscope in the creation of contemporary art is a completely innovative and magical work, since the small cells contain the essence of the universe. The law of the universe plays a crucial role in the formation of the beauty of the microscopic world. This thesis also studied how the human mind involved in the process of microscopic aesthetic that enhances the theory of aesthetics as a whole. All this enriched the thought and the form of the creation of contemporary artists.This thesis aims to promote the construction and communication of the spirit of the microscopic world, and to find the inspirations and natures. It is a spiritual subject that deserves the attention of contemporary artists.

Abstract The aims of this study were to investigate the clinical features, the endoscopic and histological abnormalities of ileocolonic and gastroduodenal mucosa and immunogenetic background of microscopic colitis (MC) and its subtypes collagenous colitis (CC) and lymphocytic colitis (LC). 30 patients with CC and 54 with LC were examined with different control groups used according to the study. The mean age at diagnosis was in the sixties in both CC and LC, with a female preponderance in both Autoimmune conditions such as celiac diseased (CD) were common in MC. Bronchial asthma associated with LC. Lactose intolerance associated with MC but colonic diverticulosis was rare. Ileal histological changes were common in MC. Focal gastritis did not associate with MC. Lymphocytic gastritis was found only in LC. Gastric endoscopic erosions were more prevalent in CC than in LC. The age at diagnosis of MC was higher in H. pylori positive than negative patients. The patients with MC had shorter duodenal villi than controls even when patients with CD were excluded. HLA-DR3-DQ2 haplotype and TNF2 allele carriage were more frequent in patients with MC compared to controls. The genotype GG of IL-6-174 was more prevalent in MC compared to the controls. IL-6 genotype did not associate with the serum IL-6 concentration. The concentration of IL-6 was higher in patients with CC than in LC. In conclusion, in addition to colonic typical inflammation, histological abnormalities were detected also in gastric, duodenal and ileal mucosa. CD was common in MC, but there was no association with specific types of gastritis. HLA association was found in MC. Polymorphism in the proinflammatory IL-6-174 gene displayed a possible association with MC. Although CC and LC share many clinical features, the differences in the occurrence of immune conditions, gastric abnormalities and IL-6 response point to differences in their pathogenesis. / Tiivistelmä Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia mikroskooppisen koliitin sekä sen alaryhmien, kollageenikoliitin ja lymfosyyttisen koliitin kliinisiä piirteitä, mahalaukun ja ohutsuolen limakalvon muutoksia sekä immunogeneettistä taustaa. Tutkimukseen osallistui 30 kollageeni- ja 54 lymfosyyttikoliittipotilasta sekä verrokkeja. Sekä kollageenikoliitti että lymfosyyttinen koliitti diagnosoitiin keskimäärin 50&#8211;60 v iässä, ja molemmissa tautiryhmissä naisia oli enemmän kuin miehiä. Autoimmuunisairaudet kuten keliakia olivat yleisiä liitännäissairauksia. Astmaa esiintyi lymfosyyttistä koliittia sairastavilla verrokkeja enemmän. Laktoosi-intoleranssi oli yleistä, mutta paksusuolen divertikuloosia oli harvoin mikroskooppista koliittia sairastavilla potilailla. Ileumin muutokset olivat yleisiä. Mikroskooppinen koliitti ei assosioitunut fokaaliseen gastriittiin. Lymfosyyttigastriittia todettiin vain lymfosyyttisessä koliitissa. Mahalaukun eroosioita esiintyi enemmän kollageenikoliitissa kuin lymfosyyttisessa koliitissa. Mikroskooppinen koliitti ilmeni iäkkäämpänä niillä, joilla todettiin helikobakteeri. Pohjukaissuolen suolinukka oli keliakiasta riippumatta matalampaa kuin verrokeilla. HLA-DR3-DQ2 haplotyyppiä, TNF-2 alleelia ja IL-6-174-GG genotyyppiä esiintyi enemmmän mikroskooppista koliittia sairastavilla potilailla kuin verrokeilla. IL-6 genotyyppi ei vaikuttanut seerumin IL-6-pitoisuuteen. IL-6 pitoisuus oli korkeampi kollageenikoliitissa kuin lymfosyyttisessä koliitissa. Havainnot osoittavat, että mikroskooppisessa koliitissa limakalvomuutoksia on paksusuolen lisäksi myös muualla mahasuolikanavassa. Keliakia on tavallinen liitännäistauti. HLA-DR3-DQ2 on yleinen mikroskooppista koliittia sairastavilla myös ilman keliakiaa. IL-6-174-GG genotyypin yleisyys viittaa siihen, että tämä polymorfismi saattaa altistaa mikroskooppiselle koliitille. Vaikka kollageenikoliitti ja lymfosyyttinen koliitti ovat kliinisesti samankaltaisia sairauksia, erot tautiassosiaatioissa, mahan limakalvon muutoksissa ja seerumin IL-6-tasoissa viittaavat erilaisiin syntymekanismeihin.

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The master’s thesis deals with the methods and system for measurement of concentration of intracellular calcium in LabVIEW. The thesis included theoretical and practical parts. The thesis covers the theory of fluorescence principles, fluorescence methods and indicators for measurement of concentration of intracellular calcium. The procedure of measurement by means of fluorescence microscope, camera and indicators is also mentioned. Literary solution is presented. Block diagram of system for measurement of concentration of intracellular calcium at a graphical programming environment LabVIEW is presented in practical part of master’s thesis.

Master‘s thesis deals with the methods and system for measurement of concentration of intracellular calcium in LabVIEW. The thesis covers the theory of fluorescence principles, fluorescence methods and indicators for measurement of concentration of intracellular calcium. The procedure of measurement by means of fluorescence microscope, camera and indicators is also mentioned. The theory dealing with confocal microscopy is presented and two techniques are compared. Literary solution is presented. The practical part describes the program with a graphical user interface used for acquisition and analysis of data measuring dynamics of intracellular calcium concentration. The experimental part describes the preparation and measurement of cells and evaluation of experiments.

La plupart des systèmes ferroviaires subissent une demande croissante de capacité. Pour y faire face, il faut construire de nouvelles infrastructures ou exploiter plus efficacement celles existantes, notamment en définissant des grilles horaires optimisées. Dans la littérature, la plupart des approches de construction des grilles sont basées sur des représentations macroscopiques de l'infrastructure, ce qui peut conduireà des solutions infaisables ou inefficaces. En revanche, les approches microscopiques reposent sur une modélisation réaliste du système ferroviaire, ce qui garantit la faisabilité et l'efficacité des résultats. Néanmoins, en raison de leur complexité, l'utilisation de ces approches est généralement limitée à une seule gare. Malgré l'optimisation de la grille horaire, les travaux de maintenance peuvent avoir un fort impact sur les circulations des trains. En présence de maintenances, il peut donc être nécessaire de redéfinir la grille horaire pour assurer une exploitation efficace de la capacité. Nous présentons deux contributions principales sous forme de deux approches microscopiques : une pour la conception de grilles horaires et l'autre pour leur redéfinition en cas de maintenance. La deuxième est la première approche microscopique qui apparaît dans la littérature pour aborder ce problème tout en considérant des aspects comme les limitations temporaires de vitesse. Nous démontrons la validité de nos approches et leur applicabilité dans des scénarios réels. De plus, nous montrons que les approches microscopiques peuvent être utilisées pour traiter des zones de l'infrastructure contenant plusieurs gares. / Most railway systems experience a growing demand of railway capacity. To face this demand, either new infrastructure must be built or a more efficient exploitation of the existing one must be attained. Timetables play a determinant role in the efficient capacity exploitation. Most timetabling approaches in the literature are based on macroscopic representations of the infrastructure. This may lead to inefficient and in some cases, impractical solutions. Instead, microscopic approaches are based on more realistic modelling of the elements of the railway system. This guarantees the feasibility of the timetables while promoting an efficient capacity exploitation. However, due to their complexity, the scope of microscopic approaches is typically restricted to main stations. Despite the optimization of timetables, the performance of infrastructure maintenance may severely impact the trains' circulations in the network. Therefore, the timetable may have to be rearranged to ensure an efficient capacity exploitation. We present two main contributions in this thesis: first, a microscopic approach for timetable design. Second, a microscopic approach for timetable rearrangement to cope with maintenance. This is the first microscopic approach in the literature to tackle this problem while also considering specific aspects as temporary speed limitations. After a thorough experimental analysis, we demonstrate the validity of our approaches and their practical applicability in real life scenarios. In particular, we show that microscopic approaches can be used to tackle large areas of the infrastructure, including several stations.

Mit der Entwicklung eines stochastischen Modells zur Abbildung des Bewegungsverhaltens von Passagieren wird die Basis für eine virtuelle Anwendungsumgebung geschaffen, mit der die Passagierabfertigungsprozesse im Flughafenterminal und die hierfür notwendigen Infrastrukturen modelliert, implementiert, untersucht und gezielt optimiert werden können. Es werden vorhandene wissenschaftliche Modellansätze zur mikroskopischen Agentensimulation kritisch gewürdigt und Anforderungen an das zu entwickelnde Bewegungsmodell abgeleitet. Das eigens entwickelte stochastische Bewegungsmodell stellt die Erweiterung eines räumlich diskreten mikroskopischen Modells auf Basis eines zellularen Automaten dar, wobei Defizite aufgrund der verwendeten diskreten Gitterstruktur bereits auf Modellebene kompensiert werden. Zu den Erweiterungen zählen die autonome Umgebungsanalyse und die Routenplanung des Agenten, die Abbildung weitreichender Wechselwirkungen zwischen den Agenten und die Berücksichtigung von gruppendynamischen Entscheidungen. Durch die Validierung des stochastischen Bewegungsmodells anhand des Fundamentaldiagramms für Fußgänger kann gezeigt werden, dass das Modell in der Lage ist, den charakteristischen Verlauf der Geschwindigkeit in Relation zur Agentendichte quantitativ abzubilden. Auch typische, in der Realität beobachtbare Selbstorganisationseffekte können durch das Modell reproduziert werden. Für die Anwendung des stochastischen Modells zur Abbildung des Bewegungsverhaltens von Passagieren im Flughafenterminal wird das Modell durch empirisch erhobene Passagierbewegungsdaten kalibriert. Die Datenerhebung erfolgt am Flughafen Dresden unter Verwendung eines entwickelten videogestützten Bewegungsverfolgungssystems und erlaubt eine gezielte Kalibrierung hinsichtlich der Passagierparameter: Geschlecht, Reisemotivation (privat oder geschäftlich), Gruppengröße sowie Gepäckart und -anzahl. Für die Erstellung der virtuellen Terminalumgebung werden die Passagierabfertigungsprozesse eingehend analysiert und die Prozesszeiten der jeweiligen Abfertigungsstationen durch spezifische Wahrscheinlichkeitsverteilungen modelliert. Hierfür stehen empirische Datenerhebungen am Flughafen Stuttgart zur Verfügung, die eine detaillierte Prozessanalyse hinsichtlich der Passagierparameter und der Prozessparameter (Erfahrung des Personals, Reaktionszeiten bei Störungen) erlauben. Im Anschluss an die Kalibrierung des stochastischen Bewegungsmodells und die Modellierung der Passagierabfertigungsprozesse erfolgt die Entwicklung einer Anwendungsumgebung für die Implementierung des virtuellen Flughafens. Durch den modularen Aufbau der Anwendungsumgebung ist eine effiziente Implementierung der Flughafenstrukturen (Grundriss, Flugplan, Personaleinsatz), der Abfertigungsprozesse und des stochastischen Bewegungsmodells möglich. Die Anwendungsumgebung stellt dabei einen übergeordneten Rahmen dar, durch den eine allgemeine Nutzerschnittstelle (Konfigurationsumgebung), eine grafische Ergebnisaufbereitung und die dreidimensionale Abbildung des Bewegungsverhaltens der Passagiere zur Verfügung steht. Die Anwendung des entwickelten stochastischen Bewegungsmodells erfolgt für die Validierung der Passagierabfertigungsprozesse (Check-In und Sicherheitskontrolle), für die Entwicklung einer passagierbezogener Prozessbewertung und für die vollständige Abbildung der Terminalprozesse (Abflug) am Beispiel des Flughafens Dresden. Durch die Analyse des Einstiegsverhaltens der Passagiere in ein Verkehrsflugzeug werden die Notwendigkeit des Einsatzes stochastischer Bewegungsmodelle und das Potential mikroskopischer Modellierungsansätze verdeutlicht. Das entwickelte stochastische Bewegungsmodell kann das Passagierverhalten auch in komplexen Umgebungen umfänglich widerspiegeln und die entwickelte Anwendungsumgebung stellt einen idealen Rahmen für die Modellanwendung und -weiterentwicklung dar. Durch die anwendungsorientierten Implementierungen steht eine Vielzahl von geeigneten Detaillösungen zur Verfügung, um den zukünftigen wissenschaftlichen und praxisrelevanten Herausforderungen der Personendynamik zu begegnen.:1. Methodische Konzeption 1.1. Motivation 1.2. Modell und Simulation 1.2.1. Modellierung 1.2.2. Computerbasierte Simulation 1.3. Modellansätze zur Abbildung individueller Verhaltensweisen 1.3.1. Kollektive Phänomene 1.3.2. Modellierung individueller Verhaltensweisen 1.3.3. Modell der sozialen Kräfte 1.3.4. Modell unter Verwendung von zellularen Automaten 1.3.5. Modell der diskreten Entscheidungen 1.4. Passagierabfertigungsprozesse im Flughafenterminal 1.5. Anforderungen an ein applikationsorientiertes Modell 2. Individuenbasiertes Bewegungsmodell 2.1. Eindimensionale Modellansätze 2.1.1. Random walk 2.1.2. Asymmetric simple exclusion process (ASEP) 2.2. Zweidimensionaler zellularer Automat 2.2.1. Gitterabhängigkeiten - Geschwindigkeit und Varianz 2.2.2. Implementierung - Testumgebung 2.2.3. Kalibrierung - Fundamentaldiagramm 2.3. Umgebungsanalyse zur Richtungsbestimmung 2.3.1. Geometrischer Ansatz 2.3.2. Diskreter Ansatz unter Nutzung eines regulären Gitters 2.4. Interaktionsmodellierung 3. Datenerhebung im Flughafenterminal 3.1. Videogestützte Personenverfolgung 3.1.1. Rechtliche Rahmenbedingungen 3.1.2. Methodische Umsetzung 3.1.3. Datenerhebung im Terminal des Flughafens Dresden 3.2. Erhebung passagierbezogener Daten 3.2.1. Indirekte Geschwindigkeitsindikation - Altersstruktur 3.2.2. Geschwindigkeitsverteilung - Geschlechtsspezifisch 3.2.3. Geschwindigkeitsverteilung - Reisemotivation 3.2.4. Geschwindigkeitsverteilung - Gruppengröße 3.2.5. Geschwindigkeitsverteilung - Gepäckanzahl 3.3. Allgemeines Bewegungsverhalten im Terminal 3.4. Erhebung prozessbezogener Daten 3.4.1. Ankunftsverteilung 3.4.2. Check-In 3.4.3. Sicherheitskontrolle 3.4.4. Pass- und Bordkartenkontrolle 4. Anwendungen 4.1. Entwicklung/Implementierung einer Anwendungsumgebung 4.1.1. Entwicklung eines Software-Prototyps 4.1.2. Modellimplementierung 4.2. Eindimensionaler Simulationsansatz - Boarding eines Verkehrsflugzeuges 4.2.1. Modellbeschreibung 4.2.2. Simulationsergebnisse 4.3. Anwendungsgebiet Flughafenterminal 4.3.1. Validierung der Passagierabfertigungsprozesse 4.3.2. Passagierbezogene Prozessbewertung 4.3.3. Abfertigungsprozesse am Flughafen Dresden (Abflug) 5. Schlussbetrachtungen A. Anhang Literaturverzeichnis Danksagung / The development of a stochastic motion model allows for using a virtual application environment, to reproduce passenger motion behavior and handling processes at airport terminals. Based on the introduced scientific approaches for microscopic agent simulation, requirements for an application-oriented motion model are derived. The developed model is a substantial extension of a stochastic cellular automata approach, where the deficiencies due to the discrete grid structure are compensated on a fundamental level. The model development is completed by adding agent-oriented environment analysis, route planning, and mid-range agent interaction. The stochastic motion model proves its capabilities for a quantitative reproduction of the characteristic shape of the common fundamental diagram of pedestrian dynamics. Moreover, generic self-organization effects are reproduced by the model. For the application of the stochastic approach for modeling the motion behavior of passengers inside an airport terminal, a comprehensive acqusition of data at Dresden International Airport provides a solid basis. A video-supported tracking environment allows for an efficient categorization of passengers and analysis of their motion behavior regarding to their gender, travel purpose (private or business), group size, and baggage types and quantities. In addition to the passenger-related data, the process time of passenger handling at each station at Stuttgart Airport is analyzed in detail and transformed to statistic probabilities by functional data fitting. Finally, the calibrated stochastic motion model is prepared for passenger dynamics at airport terminals. After the successful development and calibration, the implementation of the motion model in a virtual application environment is accomplished. To implement the terminal structure, the passenger handling processes, and the individual passenger motion behavior common programming interfaces are used as well as specific components for linking model and animation requirements. The application of the stochastic motion models aims at the validation of passenger handling process on the basis of empirical data from Stuttgart airport and at the development of a passenger-oriented process evaluation using Dresden Airport environment. The simulation of passenger dynamics at airport terminals points out that the stochastic motion model reproduces the motion behavior of passengers close to reality. Due to the application-oriented implementation a variety of appropriate solutions are available for future scientific and operational challenges related to passenger dynamics.:1. Methodische Konzeption 1.1. Motivation 1.2. Modell und Simulation 1.2.1. Modellierung 1.2.2. Computerbasierte Simulation 1.3. Modellansätze zur Abbildung individueller Verhaltensweisen 1.3.1. Kollektive Phänomene 1.3.2. Modellierung individueller Verhaltensweisen 1.3.3. Modell der sozialen Kräfte 1.3.4. Modell unter Verwendung von zellularen Automaten 1.3.5. Modell der diskreten Entscheidungen 1.4. Passagierabfertigungsprozesse im Flughafenterminal 1.5. Anforderungen an ein applikationsorientiertes Modell 2. Individuenbasiertes Bewegungsmodell 2.1. Eindimensionale Modellansätze 2.1.1. Random walk 2.1.2. Asymmetric simple exclusion process (ASEP) 2.2. Zweidimensionaler zellularer Automat 2.2.1. Gitterabhängigkeiten - Geschwindigkeit und Varianz 2.2.2. Implementierung - Testumgebung 2.2.3. Kalibrierung - Fundamentaldiagramm 2.3. Umgebungsanalyse zur Richtungsbestimmung 2.3.1. Geometrischer Ansatz 2.3.2. Diskreter Ansatz unter Nutzung eines regulären Gitters 2.4. Interaktionsmodellierung 3. Datenerhebung im Flughafenterminal 3.1. Videogestützte Personenverfolgung 3.1.1. Rechtliche Rahmenbedingungen 3.1.2. Methodische Umsetzung 3.1.3. Datenerhebung im Terminal des Flughafens Dresden 3.2. Erhebung passagierbezogener Daten 3.2.1. Indirekte Geschwindigkeitsindikation - Altersstruktur 3.2.2. Geschwindigkeitsverteilung - Geschlechtsspezifisch 3.2.3. Geschwindigkeitsverteilung - Reisemotivation 3.2.4. Geschwindigkeitsverteilung - Gruppengröße 3.2.5. Geschwindigkeitsverteilung - Gepäckanzahl 3.3. Allgemeines Bewegungsverhalten im Terminal 3.4. Erhebung prozessbezogener Daten 3.4.1. Ankunftsverteilung 3.4.2. Check-In 3.4.3. Sicherheitskontrolle 3.4.4. Pass- und Bordkartenkontrolle 4. Anwendungen 4.1. Entwicklung/Implementierung einer Anwendungsumgebung 4.1.1. Entwicklung eines Software-Prototyps 4.1.2. Modellimplementierung 4.2. Eindimensionaler Simulationsansatz - Boarding eines Verkehrsflugzeuges 4.2.1. Modellbeschreibung 4.2.2. Simulationsergebnisse 4.3. Anwendungsgebiet Flughafenterminal 4.3.1. Validierung der Passagierabfertigungsprozesse 4.3.2. Passagierbezogene Prozessbewertung 4.3.3. Abfertigungsprozesse am Flughafen Dresden (Abflug) 5. Schlussbetrachtungen A. Anhang Literaturverzeichnis Danksagung