Abstract Bei der Gestaltung von Infrastruktursystemen kommt es immer wieder zu Interessenkonflikten der Akteure, für die keine Lösungsmechanismen zur Verfügung stehen. Daher besteht ein Bedarf an einem Instrumentarium, mit dem Interessen- und Zielkonflikte frühzeitig erkannt und verhandelt werden können. Zur Entwicklung eines solchen Rah-mens bieten sich die flexiblen Prinzipien der Commons Governance an. Am Gegen-stand der mehrstufigen Infrastrukturnetze für Verkehr, Energie und Telekommunikation überträgt diese Arbeit die Erkenntnisse der Commons-Forschung für sozial-ökologische Systeme (SES) auf Infrastruktursysteme (STS). Aufgrund struktur-funktionaler Paralle-len zwischen Commons und emergenten Infrastruktursystemen werden Letztere hier als Modern Commons konzeptualisiert. Dazu wurden die Bauprinzipien der Commons und das IAD-Framework (Ostrom 1990) für die polyzentrischen Prozesse der Infra-strukturentwicklung adaptiert. Auf Basis des AGIL-Schemas (Parsons 1961) wurden die infrakulturellen Rahmenbedingungen und Einflussfaktoren untersucht, um die Allokationsprinzipien, Legitimationsmechanismen und Systemwirkungen von Infrastrukturent-wicklung hinsichtlich ihrer Wirkung auf Nachhaltigkeit zu analysieren. Da in der Gestaltung von Infrastruktursystemen als kollektiv genutzte Kultur- und Wirt-schaftsgüter Ziele und Wertvorstellungen der Gesellschaft die Rollen von Staat, Wirt-schaft und Zivilgesellschaft prägen und für Entscheidungen über räumliche und öko-nomische Wertallokation handlungsleitend sind, wurde ein Designmodell für einen Governance-Prozess und ein infrakultureller Analyse- und Entwicklungsrahmen (IDF) entworfen, der die Entscheidungsfindung zur Transformation von Modern Commons unterstützt, was am Beispiel nachhaltiger Mobilität demonstriert wird. In eine ganzheitliche Analyse von Modern-Commons-Systemen sind die natürliche, technische, soziale, institutionelle und mentale Dimension von Infrastruktur sowie deren Wechselwirkungen einzubeziehen. Für mehrstufige Infrastruktursysteme lassen sich funktional die physische Plattform, die Programme und die Anwendungen als eigen-ständige Wertschöpfungsebenen unterscheiden, für deren Gestaltung und Betrieb ne-ben zentralen Systemanforderungen auch dezentrale Spezifika zu berücksichtigen sind. Prioritäten und Effekte können aus Akteurs-, System- und Nachhaltigkeitsperspektive im Infrastruktur-Lebenszyklus unterschiedlich bewertet werden. Der IDF empfiehlt ein iteratives Vorgehen und Kriterien, die dazu geeignet sind, Interessenkonflikte aufzuzei-gen und Beitrags- und Aneignungsdilemmata aufzulösen, und zwar insbesondere dort, wo Märkte eine nachhaltige Entwicklung von Infrastruktursystemen nicht gewährleisten können.:I. Abbildungsverzeichnis 9 II. Tabellenverzeichnis 10 1 Einleitung und Übersicht 11 1.1 Hintergrund und Bedeutung 11 1.2 Ziele und Forschungsfragen 13 1.3 Aufbau der Arbeit 17 1.4 Definitionen und Themenabgrenzung 19 1.5 Methodik und Vorgehen 27 1.6 Stand der Forschung 30 2 Commons als soziale Infrastruktursysteme 41 2.1 Ursprung, Bedeutung und Relevanz von Commons 41 2.2 Prinzipien und Merkmale von Commons-Systemen 46 2.3 Modern Commons – eine Definition und Abgrenzung 56 2.4 Physische Infrastruktur als multifunktionales Ressourcensystem 71 2.5 SES-Commons im Vergleich mit technischen Infrastruktursystemen 91 2.6 Fazit: Commons-Funktionen und Dilemmata technischer Infrastrukturen 103 3 Infrastruktur: Fundament der modernen Gesellschaft 107 3.1 Nutzen und Kosten von Infrastruktursystemen 107 3.2 Infrastruktur-Systeme und ihre Wertschöpfungsebenen 119 3.3 Epochen der infrakulturellen Ko-Evolution 143 3.4 Rollenwandel überregionaler Infrastruktursysteme 163 3.5 Infrastruktur-Entwicklung und ihre Dilemmata nach Smith 173 3.6 Grundlagen für eine Theorie der Modern Commons 199 3.7 Fazit: Dynamik von Infrastruktursystemen im kulturellen Kontext 204 4 Analyse- und Entwicklungsrahmen für Modern-Commons-Systeme 206 4.1 Designmodell einer ganzheitlichen Systemperspektive 211 4.2 Akteursperspektive in der Infrastruktur-Entwicklung 227 4.3 Kriterien für Nachhaltigkeit am Beispiel Mobilitätssektor 238 4.4 Governance für eine nachhaltige Infrakultur 251 4.5 Förderung nachhaltiger Mobilitätskultur mittels IDF 264 4.6 Fazit: Leitplanken für eine nachhaltige Infrakultur 270 5 Zusammenfassung und Implikationen 273 5.1 Kernaussagen und Ausblick 273 5.2 Implikationen für eine nachhaltige Transformation im Verkehrssektor 278 5.3 Forschungsbedarf zu nachhaltiger Infrakultur 280 5.4 Kritische Reflexion 282 Literaturverzeichnis 284 Anhang I Symposien und Vorträge im Kontext dieser Arbeit (Auszug) 318 Anhang II Abkürzungsverzeichnis 319 / Abstract In the design of infrastructure systems, conflicts of interest arise frequently, for which actors lack effective solution mechanisms. Therefore, a toolset with which conflicts of goals and interest can be identified and negotiated at an early stage is required. To develop such a framework, the flexible principles of Commons Governance according to Ostrom proved appropriate. On the research subject of multilevel infrastructure net-works for transport, energy and telecommunications, this dissertation transfers findings of the commons research for socio-ecological systems (SES) to socio-technical infra-structure systems (STS). Due to structural-functional parallels between commons and emergent infrastructure systems, the latter are conceptualized here as Modern Commons. Therefore, the building principles of commons and the IAD framework (Ostrom 1990) were adapted for polycentric processes of infrastructure development. Based on the AGIL scheme (Parsons 1961), basic conditions and influencing factors were examined as an infra-cultural framework for the allocation principles, legitimation mechanisms and analysis of system-effects of infrastructure development regarding sustainability. Design of infrastructure systems as collectively used cultural and economic goods, is shaped by societal goals and belief-systems that determine the roles of state, economy and civil society and prove decisive for decision making on spatial and economic value allocation. A design model for a governance process and an Infracultural Analysis and Development Framework (IDF) were outlined, which supports decision-making regarding the transformation of Modern Commons, as will be demonstrated by the example of sustainable mobility. A comprehensive analysis of Modern-Commons-Systems must include interactions of the five dimensions of infrastructure, viz. their natural, technical, social, institutional and mental dimensions. In this context, the physical platform, the programs and the applications-layer can be functionally differentiated for multi-level infrastructure systems as interdependent levels of value creation. In addition to central system requirements decentralized specifics have to be taken into account for design and operation of such systems. Priorities and effects occurring in an infrastructure life cycle will be evaluated differently depending on the perspective, regarding actors, systems and sustainability. The IDF recommends an iterative approach and criteria that are suitable for identifying conflicts of interest and resolving contribution and appropriation dilemmas, especially where markets fail to ensure the sustainable development of infrastructure systems.:I. Abbildungsverzeichnis 9 II. Tabellenverzeichnis 10 1 Einleitung und Übersicht 11 1.1 Hintergrund und Bedeutung 11 1.2 Ziele und Forschungsfragen 13 1.3 Aufbau der Arbeit 17 1.4 Definitionen und Themenabgrenzung 19 1.5 Methodik und Vorgehen 27 1.6 Stand der Forschung 30 2 Commons als soziale Infrastruktursysteme 41 2.1 Ursprung, Bedeutung und Relevanz von Commons 41 2.2 Prinzipien und Merkmale von Commons-Systemen 46 2.3 Modern Commons – eine Definition und Abgrenzung 56 2.4 Physische Infrastruktur als multifunktionales Ressourcensystem 71 2.5 SES-Commons im Vergleich mit technischen Infrastruktursystemen 91 2.6 Fazit: Commons-Funktionen und Dilemmata technischer Infrastrukturen 103 3 Infrastruktur: Fundament der modernen Gesellschaft 107 3.1 Nutzen und Kosten von Infrastruktursystemen 107 3.2 Infrastruktur-Systeme und ihre Wertschöpfungsebenen 119 3.3 Epochen der infrakulturellen Ko-Evolution 143 3.4 Rollenwandel überregionaler Infrastruktursysteme 163 3.5 Infrastruktur-Entwicklung und ihre Dilemmata nach Smith 173 3.6 Grundlagen für eine Theorie der Modern Commons 199 3.7 Fazit: Dynamik von Infrastruktursystemen im kulturellen Kontext 204 4 Analyse- und Entwicklungsrahmen für Modern-Commons-Systeme 206 4.1 Designmodell einer ganzheitlichen Systemperspektive 211 4.2 Akteursperspektive in der Infrastruktur-Entwicklung 227 4.3 Kriterien für Nachhaltigkeit am Beispiel Mobilitätssektor 238 4.4 Governance für eine nachhaltige Infrakultur 251 4.5 Förderung nachhaltiger Mobilitätskultur mittels IDF 264 4.6 Fazit: Leitplanken für eine nachhaltige Infrakultur 270 5 Zusammenfassung und Implikationen 273 5.1 Kernaussagen und Ausblick 273 5.2 Implikationen für eine nachhaltige Transformation im Verkehrssektor 278 5.3 Forschungsbedarf zu nachhaltiger Infrakultur 280 5.4 Kritische Reflexion 282 Literaturverzeichnis 284 Anhang I Symposien und Vorträge im Kontext dieser Arbeit (Auszug) 318 Anhang II Abkürzungsverzeichnis 319

Schienenverkehrsunternehmen können in einer modernen, marktwirtschaftlich organisierten Gesellschaft die verkehrliche Grundversorgung nicht mehr garantieren. Seit Jahren dominiert die Nutzung des motorisierten Individualverkehrs (MIV). Demografische und wirtschaftsstrukturelle Effekte werden dieses Nutzungsmuster weiter verstärken. Das Marktsegment des „klassischen ÖVs“ wird sich in den nächsten Jahrzehnten kaum erweitern lassen. Neue geschäftliche Perspektiven der DB AG liegen aber im Bereich der Systemintegration. Die hierfür notwendigen Module beinhalten eine neue Providermarke, eine neue Technologieplattform sowie die Produktion zusätzlicher Autobausteine. Kern dieser Strategie ist die Adressierung neuer Kundensegmente: Menschen, die in großen Städten leben und eine multimodale Mobilität praktizieren. Diese Gruppe der „Metromobilen“ umfasst rund 3,2 Mio. Menschen. Kernelement der Providerstruktur ist die Nutzung der bereits bestehenden Mobilfunkinfrastruktur durch neue Check-In/Check-Out (CICO) Funktionalitäten. Die mobilen Endgeräte werden als einheitliches Zugangsgerät für den ÖV wie auch für den Autobaustein genutzt und schaffen die Voraussetzung für ein integriertes Abrechnungsverfahren. Mit einer bundesweit einheitlichen CICO-Systemplattform kann die DB AG bisher getrennte Verkehrsmittel zu einem neuen Angebot integrieren und mit neuer Nutzungsqualität ein Alleinstellungsmerkmal schaffen. Die entsprechende Strategie wird hier unter dem Arbeitstitel „DB Mobility“ gekennzeichnet. Mehreinnahmen lassen sich mit einer solchen Strategie auf drei Ebenen generieren: Durch einen moderaten Anstieg der Fahrgäste im ÖV-Bereich, neue Einnahmen durch Vermarktung der Systemplattform für Dritte (Application Service Provider, ASP) sowie durch die Substitution des motorisierten Individualverkehrs mittels skalierbarer Mietwagenangebote (flexibler Autobaustein). / The private automobile is the dominant means of transportation in modern societies. Automobility corresponds with modern standards of flexibility and autonomy. Conventional public transport services can hardly live up to this „benchmark“. This paper suggests that public transport companies – in this case the DB AG – should be converted into providers of intermodal mobility solutions in order to be able to compete with the private car. The analysis shows that an intermodal transport provider can address the mobility needs of a considerable and growing market segment, namely, people who live in large cities and use different modes of transport on a regular basis. Traditional public transport providers can benefit from the mobility budget of this group by extending their present product range. The key element of the provider strategy is a central access platform for all modes of transportation. Customers use a check-in/check-out (CICO)-function which is based on the existing mobile network infrastructure. In this way, common mobile phones can be used to access public transport as well as various modes of individual transport. At the same time, integrated accounting procedures are covered by this technical solution. To meet the target group’s needs, the mobility provider offers highly flexible car- and bike-rental modules in addition to the conventional public transport services.

Die Straßenunterhaltung stellt in Deutschland Bund, Länder, Landkreise und Gemeinden vor eine finanzielle Herausforderung, die es zu lösen gilt. Die vorliegende Arbeit bietet dazu Landkreisen und Gemeinden eine Methode, Straßenunterhaltungskosten langfristig zu senken. Die Methode ist dabei auf einen Straßenkomplettrückbau ausgelegt. Zur Identifizierung rückbaugeeigneter Straßen werden quantitative und qualitative Kriterien vorgestellt. Zu den quantitativen Kriterien zählen die Ver-gleichsgrößen: Mehraufwandsleistung und der Mehraufwand X-Wert. Als Mehraufwand wird die zusätzliche Reisezeit bezeichnet, die ohne die Straße bewältigt werden müsste. Die Mehraufwands-leistung gibt die Mehraufwände aller Nutzer einer Straße pro Tag wieder. Je höher die Verkehrsmenge einer Straße, desto höher ist die Mehraufwandsleistung. Der Mehraufwand X-Wert beschreibt den Mehraufwand pro Person eines Ortes. Zur Bestimmung der Wichtigkeit einer Straße werden beide Größen gewichtet zusammengefasst. Zur Berechnung der Vergleichsgrößen wurden im Vorfeld Ent-scheidungen getroffen, so besteht der Mehraufwand nur aus der Fahrzeit. Die Fahrzeit wird für lokal begrenzte Verbindungen wie dem täglichen Einkauf, Erledigungen, Bildung, innerwöchentliche Frei-zeitaktivitäten und Begleitwegen ermittelt, die ungefähr innerhalb eines 30-km-Radius erreichbar sind, sowie für Arbeitswege mit Fahrzeiten bis 1:45 Stunden. Wirtschaftsverkehr wird nicht berechnet. Die Routen der betrachteten Verbindungen werden für den motorisierten Verkehr, den nichtmotorisierten Verkehr und den öffentlichen Personennahverkehr berechnet. Zur Routenermittlung werden Quelle-Ziel-Beziehungen genutzt, deren Routen über Straßen verlaufen, die für das jeweilige Verkehrsmittel zugelassen sind und die Verkehrsmenge aufnehmen können. Eine flexible Zielwahl wird berücksichtigt. Für Straßen mit geringer Wichtigkeit wird anhand der qualitativen Kriterien geprüft, ob die Straßen wirklich rückbaugeeignet sind. Dazu werden die Themen: Rettungsdienst, Nahversorgung, ganzjährige Erreichbarkeit, öffentlicher Verkehr, Dienstleister, Lärm, Sicherheit und weitere Kriterien bedacht. Nur für rückbaugeeignete Straßen wird das Einsparpotential kalkuliert. Dazu nennt die Arbeit entsprechende Kostensätze. Ziel der Arbeit war es, diese Methode zu entwickeln und deren Anwendbarkeit zu prüfen. Die Methode ist umsetzbar. Die benötigten Daten sind beschaffbar. Die Objektivität der Methode ist durch die Anpassbarkeit an die Ziele des Untersuchungsgebiets vor bewusst herbeigeführter Scheinobjektivität nicht geschützt. Weiterer Forschungsbedarf besteht zur Implementierung eines öffentlichen Verkehrs-Verbindung-Tools, welches die Fahrtmöglichkeiten pro Tag ausgibt, und zu einer vergleichenden Bewertungsmethode von Aufwandserhöhungen verschiedener Routen mit Bezug zum gegenwärtigen Aufwand kommt.

Die Straßenunterhaltung stellt in Deutschland Bund, Länder, Landkreise und Gemeinden vor eine finanzielle Herausforderung, die es zu lösen gilt. Die vorliegende Arbeit bietet dazu Landkreisen und Gemeinden eine Methode, Straßenunterhaltungskosten langfristig zu senken. Die Methode ist dabei auf einen Straßenkomplettrückbau ausgelegt. Zur Identifizierung rückbaugeeigneter Straßen werden quantitative und qualitative Kriterien vorgestellt. Zu den quantitativen Kriterien zählen die Ver-gleichsgrößen: Mehraufwandsleistung und der Mehraufwand X-Wert. Als Mehraufwand wird die zusätzliche Reisezeit bezeichnet, die ohne die Straße bewältigt werden müsste. Die Mehraufwands-leistung gibt die Mehraufwände aller Nutzer einer Straße pro Tag wieder. Je höher die Verkehrsmenge einer Straße, desto höher ist die Mehraufwandsleistung. Der Mehraufwand X-Wert beschreibt den Mehraufwand pro Person eines Ortes. Zur Bestimmung der Wichtigkeit einer Straße werden beide Größen gewichtet zusammengefasst. Zur Berechnung der Vergleichsgrößen wurden im Vorfeld Ent-scheidungen getroffen, so besteht der Mehraufwand nur aus der Fahrzeit. Die Fahrzeit wird für lokal begrenzte Verbindungen wie dem täglichen Einkauf, Erledigungen, Bildung, innerwöchentliche Frei-zeitaktivitäten und Begleitwegen ermittelt, die ungefähr innerhalb eines 30-km-Radius erreichbar sind, sowie für Arbeitswege mit Fahrzeiten bis 1:45 Stunden. Wirtschaftsverkehr wird nicht berechnet. Die Routen der betrachteten Verbindungen werden für den motorisierten Verkehr, den nichtmotorisierten Verkehr und den öffentlichen Personennahverkehr berechnet. Zur Routenermittlung werden Quelle-Ziel-Beziehungen genutzt, deren Routen über Straßen verlaufen, die für das jeweilige Verkehrsmittel zugelassen sind und die Verkehrsmenge aufnehmen können. Eine flexible Zielwahl wird berücksichtigt. Für Straßen mit geringer Wichtigkeit wird anhand der qualitativen Kriterien geprüft, ob die Straßen wirklich rückbaugeeignet sind. Dazu werden die Themen: Rettungsdienst, Nahversorgung, ganzjährige Erreichbarkeit, öffentlicher Verkehr, Dienstleister, Lärm, Sicherheit und weitere Kriterien bedacht. Nur für rückbaugeeignete Straßen wird das Einsparpotential kalkuliert. Dazu nennt die Arbeit entsprechende Kostensätze. Ziel der Arbeit war es, diese Methode zu entwickeln und deren Anwendbarkeit zu prüfen. Die Methode ist umsetzbar. Die benötigten Daten sind beschaffbar. Die Objektivität der Methode ist durch die Anpassbarkeit an die Ziele des Untersuchungsgebiets vor bewusst herbeigeführter Scheinobjektivität nicht geschützt. Weiterer Forschungsbedarf besteht zur Implementierung eines öffentlichen Verkehrs-Verbindung-Tools, welches die Fahrtmöglichkeiten pro Tag ausgibt, und zu einer vergleichenden Bewertungsmethode von Aufwandserhöhungen verschiedener Routen mit Bezug zum gegenwärtigen Aufwand kommt.

π-Conjugated two-dimensional covalent organic frameworks (2D COFs) are emerging as a novel class of electro-active materials for (opto-)electronic and chemiresistive sensing applications. However, understanding the intricate interplay between chemistry, structure and conductivity in π-conjugated 2D COFs remains elusive. Here, we report a detailed charac-terization for the electronic properties of two novel samples consisting of Zn- and Cu-phthalocyanine-based pyrazine-linked 2D COFs. These 2D COFs are synthesized by condensation of metal-phthalocyanine (M=Zn and Cu) and pyrene derivatives. The obtained polycrystalline-layered COFs are p-type semiconductors both with a band gap of ~1.2 eV. Mobilities up to ~5 cm²/Vs are resolved in the dc limit, which represent a lower threshold induced by charge carrier localization at crystalline grain boundaries. Hall Effect measurements (dc limit) and terahertz (THz) spectroscopy (ac limit) in combination with den-sity functional theory (DFT) calculations demonstrate that varying metal center from Cu to Zn in the phthalocyanine moiety has a negligible effect in the conductivity (~5×10⁻⁷ S/cm), charge carrier density (~10¹² cm⁻³), charge carrier scattering rate (~3×10¹³ s⁻¹), and effective mass (~2.3m₀) of majority carriers (holes). Notably, charge carrier transport is found to be aniso-tropic, with hole mobilities being practically null in-plane and finite out-of-plane for these 2D COFs.

Die Oberschenkelhalsfraktur ist eine der häufigsten Frakturen des älteren Menschen. Die Tücke dieser Verletzung liegt in einer nahezu obligaten Immobilisierung der Betroffenen und den sich daraus ergebenden Folgen mit drohender vitaler Gefährdung. Während die Behandlung noch vor wenigen Jahrzehnten zumeist in einer längerfristigen konservativen Therapie mittels Streckverbänden bestand, stehen dem Chirurgen heute standardisierte operative Versorgungsmöglichkeiten zur Verfügung, welche eine zeitnahe Belastung der verletzten Extremität und somit eine rasche Mobilisierung der Patienten erlauben. Diese chirurgischen Behandlungsmethoden lassen sich im Wesentlichen in die Stabilisierung der Fraktur durch eine geeignete Osteosynthese und dadurch Erhalt des nativen Gelenks einerseits und den künstlichen Ersatz des Oberschenkelkopfes oder des gesamten Hüftgelenkes andererseits unterteilen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, möglicherweise bestehende Einflüsse der Wahl des Therapieverfahrens auf die kurz- und mittelfristigen Ergebnisse nach operativer Versorgung zu identifizieren. Hierbei wurde der Entwicklung der Mobilität, Pflegestufe und Institutionalisierung der Patienten besondere Beachtung geschenkt. In einem 2-Jahreszeitraum zwischen den Jahren 2010 und 2012 wurden alle mindestens 60 Jahre alten Patienten eingeschlossen, welche am Universitätsklinikum Leipzig aufgrund einer traumatischen Schenkelhalsfraktur behandelt werden mussten. Es erfolgte die Auswertung der im elektronischen Patientenverwaltungsprogramm der Klinik hinterlegten Daten sowie der Dokumentation der 6 und 12 Monate nach dem jeweiligen Unfallereignis erfolgten Nachuntersuchungen. Die Ergebnisse wurden anonymisiert und statistisch ausgewertet. 172 Patienten mit einem mittleren Alter von 80,4 Jahren wurden operativ versorgt. In 28,5% (n=49) der Fälle wurde kopferhaltend und in 71,5% (n=123) der Fälle endoprothetisch operiert. 8,7% der Patienten verstarben während des initialen Krankenhausaufenthaltes. Nach einem Jahr waren 27,4% der Patienten mit nachvollziehbarem Verlauf verstorben. Bezüglich der Mortalität bestanden keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Therapieverfahren. Bei jenen Patienten, welche auch ein Jahr nach Fraktur noch untersucht werden konnten, zeigte sich eine prozentual nahezu gleiche Verteilung chirurgischer Komplikationen von ca. 20% bei Osteosynthesen und Endoprothesen. Jedoch war die Revisionsrate mittels Osteosynthese versorgter Patienten signifikant höher. Während sich keine statistisch relevanten Einflüsse der Therapieverfahren auf die Pflegestufe und die Institutionalisierung zeigten, fielen klare Unterschiede bei der Mobilität auf. Obwohl die mittels Osteosynthese operierten Patienten vor dem Trauma insgesamt jünger, gesünder und mobiler waren, verloren sie mehr an Mobilität und berichteten über stärkere Schmerzen als die Patienten der Endoprothesengruppe. Schlussfolgernd wird festgestellt, dass - insbesondere unter dem Aspekt der geringeren Revisionsraten, des geringeren Verlustes an Mobilität sowie der offenbar geringeren Schmerzhaftigkeit - bei älteren Patienten mit dislozierten Schenkelhalsfrakturen die endoprothetische Versorgung der Osteosynthese gegenüber zu bevorzugen ist. Dennoch sollte der Therapieentscheid individuell und unter Einbezug weiterer Parameter (Paresen, Demenz, vorbestehende Immobilität, etc.) erfolgen.:I. Abkürzungsverzeichnis 5 1 Einleitung: 6 1.1 Ätiologie und Epidemiologie 7 1.2 Anatomie 8 1.3 Therapie 9 1.3.1 Konservative Therapie 9 1.3.2 Chirurgische Versorgung 10 2 Aufgabenstellung: 13 3 Patienten und Methoden: 13 3.1 Datenerfassung und -auswertung 13 3.1.1 Patientenkollektiv 13 3.1.2 Auswertung 14 3.2 Patientendaten 14 3.2.1 Allgemeine Daten 14 3.2.2 Wohn- und Pflegesituation (Institutionalisierung) 15 3.2.3 Unfallmechanismen 15 3.2.4 Mobilitätsscore nach Merle d'Aubigné und Postel 16 3.2.5 Dauer bis zur operativen Versorgung 17 3.2.6 Präoperativer Gesundheitszustand 18 3.3 Klassifikation 18 3.3.1 Klassifikation nach GARDEN 18 3.3.2 Klassifikation nach PAUWELS 19 3.3.3 AO-Klassifikation 20 3.4 Komplikationen, Revisionsoperationen und Todesereignisse 21 3.5 Entlassungsort 23 3.6 Nachuntersuchungen nach 6 und 12 Monaten 23 4 Ergebnisse: 25 4.1 Allgemeine Patientendaten 25 4.2 Unfallmechanismen 26 4.3 Präoperative Wohn- und Pflegesituation 27 4.4 Merle d'Aubigné Score vor Trauma 29 4.5 ASA-Einteilung 29 4.6 Präoperative Liegedauer 30 4.7 Frakturklassifikation nach GARDEN 30 4.8 Operative Versorgungsart der Frakturen 31 4.9 Schnitt-Naht-Zeiten 33 4.10 Komplikationen im stationären Verlauf 34 4.10.1 Allgemeine Komplikationen 34 4.10.2 Chirurgische Komplikationen 35 4.10.3 Todesereignisse im stationären Verlauf 36 4.11 Entlassungsort 38 4.12 Follow-Up nach 6 und 12 Monaten 39 4.12.1 Wohn- und Pflegesituation nach 6 und 12 Monaten 40 4.12.2 Mobilität nach 12 Monaten 42 4.12.3 Komplikationen und Revisionsoperationen im Nachuntersuchungszeitraum 43 4.12.4 Überlebensrate nach 12 Monaten 44 5 Diskussion: 46 6 Zusammenfassung der Arbeit: 70 7 Literaturverzeichnis 73 8 Abbildungsverzeichnis 81 9 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 82 10 Lebenslauf und wissenschaftlicher Werdegang: 83 11 Danksagung: 85

Diese Forschungsarbeit setzt sich, vor dem Hintergrund aktueller demographischer Prognosen, mit der Entwicklung des Mobilitäts- und Verkehrssystems (MuVS) in schrumpfenden Stadtregionen auseinander und beurteilt sie unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit. Im Mittelpunkt der Dissertation, die in einem interdisziplinären Ansatz die Mobilitäts- und Verkehrsforschung mit dem sozial- und raumwissenschaftlichen Schrumpfungs- und dem Nachhaltigkeitsdiskurs kombiniert, steht die Erarbeitung und beispielhafte Anwendung eines Bewertungsrahmens für die strategische Planung des stadtregionalen Verkehrsangebotes.

Favorable and unfavorable demographic processes and their imminent repercussions for local labor markets, regional economic development, and the accomplishment of public duties have spurred the interest around the world. The mobility of individuals and households, in particular in the form of migration and commuting, decisively shapes these demographic trends at the regional and local level. Studying the causes of mobility behavior at the microlevel, therefore, delivers hypotheses needed for the evaluation of various policy options directed at attracting new and retaining existing population shares. Knowing about the various influences in mobility decision making also allows for a better projection of population dynamics and migration flows. In the design of this dissertation, uncertainty is recognized as a key component of day-to-day decision making processes and, thus, serves as the underlying feature in the examinations. The dissertation’s aim is to study the effects of economic uncertainty on household mobility decisions. This includes migration as well as commuting behavior in the presence of income and transport cost uncertainty. In three thematic areas the dissertation investigates migration behavior of individuals and households in the context of both long-distance interregional migration and short-distance local moves. Covered aspects range from the influence of different levels of longevity over the implications of joint migration intentions to the interrelated choice of residence and mode of mobility in a urban-suburban framework.

Handling mobility in wireless sensor networks can pose formidable challenges in protocol design, especially, at the link layer. Since most of the proposed Medium Access Control (MAC) protocols do not accommodate mobility, a node has two options to deal with a deteriorating link: (a) to continue data transmission until the link breaks and then establishes a new link with a new relay node; or (b) to seamlessly transfer the communication to a better link parallel to the data transmission over the existing link. Different from option (a) where a node can only search for a new link after the original link disrupts, option (b) enables a node to perceive the change in the quality of a link in advance. The link quality prediction is implemented by an adaptive handover mechanism. Both approaches will inevitably introduce latency. This thesis aims to quantify and compare such latency. Specifically, it investigates the latency of packet transmission in a mobile wireless sensor network with and without the support of a handover mechanism. To start with, the thesis elaborates the effect of mobility on the performance of the existing MAC protocols, and the need to maintain an unbroken link during data transmission. To implement the handover, a target MAC protocol is required to be selected first. Since the Receiver-Initiated MAC protocol (RI-MAC) uses only short beacon and data packets during communication that substantially reduce overhearing, collision probability and data recovery cost, it is chosen as the carrier for the latency evaluation. Even though RI-MAC performs well in many aspects, it has several demerits. To address the monotonous increment in the backoff window size and to reduce the occurrence frequency of the dwell time, a burst data transmission pattern is adopted to optimize RI-MAC. With the optimization, the protocol reduces the long idle listening time that a node has to wait before data transmission, and thus, works well in a static scenario. However, due to the high probability of link disconnection, the burst data transmission does not perform well in case of mobility. For the sake of accommodating mobility, an adaptive handover mechanism is developed on top of the optimized RI-MAC. Once a node evaluates that the data packets cannot be completely transmitted before the link terminates, it will search for a new relay node while keeping communicating with the original collaborator. It is implemented by embedding a neighbor discovery request in a data packet that will be transmitted in a broadcast channel. Neighbors of the node will participate in the handover process as long as they are in an active state and their distance to the transmitter does not exceed a pre-defined threshold. As a proof-of-concept for the handover mechanism, a mathematical model is established. The transmission rate, the moving speed of human beings, the duty cycle and the network density are all taken into consideration. The analytical result shows that the communication latency decreases with an increment in the network density and the duty cycle when the handover mechanism is used, whereas the latency exhibits a reverse trend when the handover mechanism is not used. To validate the mathematics-based evaluation, the NS2 network simulator is employed. The simulation result is found to perform in accordance with the analytical result. It is asserted that the latency of packet transmission with the handover support is much less than that without the handover support. The communication latency can be saved by at least 0.28s when the handover mechanism is applied. This figure can even grow as the duty cycle and the network density increase. From this perspective, the handover mechanism is verified to improve the latency of packet transmission as far as mobility is concerned.

This work reports on the successful formation of supported multicomponent lipid bilayer membranes (sLBMs) from natural occurring lipids as well as synthetic lipids on a set of polymer cushions consisting of alternating maleic acid copolymers. Maleic acid copolymers provide a versatile platform to adjust the physico-chemical behaviour by the choice of the comonomer unit. The formation of sLBMs was triggered by a transient reduction of the electrostatic repulsion between the polymer cushions and the lipid vesicles by lowering the solutions pH to 4. Upon formation the stability of sLBMs was not affected by subsequent variations of the environmental pH to 7.2. Even drastic changes in the environmental pH (between pH 2 and pH 9) did not lead to delamination and proved the stability of the polymer sLBM. The degree of hydrophilicity and swelling of the anionic polymer cushions was found to determine both the kinetics of the membrane formation and the mobility of the lipid bilayer with lipid diffusion coefficients in the range from 0.26 to 2.6 µm2 s-1. An increase in cushion hydrophilicity correlated with a strong increase in the diffusion coefficient of the lipids. This trend was found to correlate with the kinetics of bilayer formation in the process of vesicle spreading. The observations strongly support the important role of the support’s polarity for the fluidity of the sLBM, which is probably related to the presence of a water layer between support and bilayer. The investigated polymer cushions are considered to open new options for the in situ modulation of lipid bilayer membranes characteristics to match the requirements for the successful integration of functional transmembrane proteins (TMPs). As each cushion exhibits different physico-chemical properties, the resulting behaviour of the sLBMs and TMPs could be exactly adjusted to the specific requirements of biological samples. This is exemplarily shown by the integration of the TMP beta amyloid precursor protein cleaving enzyme (BACE). Integrated BACE was observed to be mobile on all polymer cushions. On the contrary, no lateral mobility of BACE was found in solid sLBM. Furthermore, the activity of integrated BACE was analysed by the cleavage of an amyloid precursor protein analogue. Remarkably, the polymer cushions did not only enhance the mobility but were also found to increase the activity of BACE by a factor of 1.5 to 2.5 in comparison to solid sLBM. From the obtained results it is obvious that even small cytoplasmic domains of transmembrane proteins might not be preserved upon the integration in silica sLBM. The observed beneficial effects of the utilised polymer cushions on the mobility and activity of transmembrane proteins motivate further studies to clarify the general applicability of the polymer platform. Altogether, this polymer platform provides valuable options to form sLBM with varying characteristics to reconstitute transmembrane proteins for a wide range of possible future applications in biology. / Die vorliegende Arbeit beschreibt die Bildung von polymer unterstützten Lipiddoppelschichten zur Integration von transmembranen Proteinen. Das Polymerkissensystem besteht aus alternierenden Maleinsäurecopolymeren. Lipiddoppelschichten wurden durch die Steuerung der elektrostatischen Repulsion erzeugt: die Verringerung des pH-Wertes auf 4 wurde eine Erhöhung der adsorbierten Vesikelmenge auf den Polymeroberflächen induziert. Nach der erfolgten Bildung der Lipiddoppelschichten kann der pH-Wert beliebig variiert werden, ohne dass die Stabilität der Lipiddoppelschichten beeinflusst wird. Auch drastische Veränderungen des pH-Milieus (pH 2 - pH 9) führten zu keinen Veränderungen in der Membranintegrität. Der Grad der Hydrophilie und der Quellung der anionischen Polymerschichten beeinflusst sowohl die Bildung der Modellmembranen als auch die Mobilität der integrierten Lipidmoleküle. Dabei reichen die erzielten Lipiddiffusionskoeffizienten von 0.26 bis 2.6 µm2 s-1. Dabei ist die Mobilität direkt von der Hydrophilie des Substrates abhängig. Die beobachteten Ergebnisse zeigen deutlich die entscheidende Rolle der Polarität der verwendeten Substratoberflächen auf die Lipidmobilität, die sehr wahrscheinlich mit der Präsenz einer variablen Wasserschicht zusammenhängt. Die untersuchten Polymerkissen eröffnen neue Möglichkeiten für die insitu Modulierung der Charakteristika von Lipidschichten, um funktionale transmembrane Proteine zu integrieren. Aufgrund der unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften kann das Verhalten der Lipidschichten und der transmembranen Proteine nach den spezifischen Anforderungen des Modellsystems angepasst werden. Die funktionale Integration wurde am Beispiel des transmembranen Proteins BACE nachempfunden. Die Mobilität des integrierten BACE wurde auf allen Polymerkissen beobachtet. Im Gegensatz dazu wurde auf harten Substraten keine BACE Mobilität gefunden. Die Aktivität des integrierten BACE wurde durch die enzymatische Spaltung eines APP-Analogons nachgewiesen. Bemerkenswerteweise wurde ein Anstieg der BACE Aktivität auf den Polymerkissen um den Faktor 1,5 bis 2,5 im Vergleich zu den auf harten Substraten integrierten BACE beobachtet. Zusammenfassend, die verwendeten Polymerkissen bieten vielfältige Möglichkeiten Lipidschichten mit variierenden Eigenschaften für die Integration von transmembranen Proteinen zu erzeugen.