In 2019, Adams, Ehlting, and Edwards developed a four-variable system of ordinary differential equations modelling phenylalanine metabolism in plants according to Michaelis-Menten kinetics. Analysis of the model suggested that when a series of reactions known as the Shikimate Ester Loop (SEL) is included, phenylalanine flux into primary metabolic pathways is prioritized over flux into secondary metabolic pathways when the availability of shikimate, a phenylalanine precursor, is low. Adams et al. called this mechanism of metabolic regulation the Precursor Shutoff Valve (PSV). Here, we attempt to simplify Adams and colleagues’ model by reducing the system to three variables and replacing the Michaelis-Menten terms with piecewise-defined approximations we call ramp functions. We examine equilibria and stability in this simplified model, and show that PSV-type regulation is still present in the version with the SEL. Then, we define a class of systems structurally similar to the simplified Adams model called biochemical ramp systems. We study the properties of the Jacobian matrices of these systems and then explore equilibria and stability in systems of n ≥ 2 variables. Finally, we make several suggestions regarding future work on biochemical ramp systems. / Graduate

Thesis describes the design and assessment of a plan view of a curved road bridge, which is a part of an elevated crossing transferring directional divided communication and tram line of public transport in Brno. There are four variants of cross sections designed, from which is selected bicameral cross section with arched angled bottom plate, which should be aesthetically pleasant to impress in an urban environment. Static calculation is processed and design is assessed by current European standards. Then clear and detailed drawings, the process of construction and visualization of the bridge are processed.

Diploma thesis describes the design and assessment of bridge supporting structure on the ramp in Brno. Road bridge crosses the I/42 road and railway. The bridge is part of the VMO Brno. The structure is designed from prestressed concrete. Assessment of construction is carried out in accordance with applicable European standards. When designing the support structure is taken into account the gradual construction of the bridge. The thesis includes design calculation, drawing documentation and 3D visualization.

Master's thesis presents design of public transport stops at Kounicova street in the area of the junction with the Hrnčířská street. There are important places of intersts without a direct connection to public transport. Included are three designs that were proposed depending on local conditions. Another part is the vision of a new layout Björnsen's orchard with a little precious trees and unpaved footpath, which is located in the center of academic institutions and therefore should perform representative function. The thesis also addresses the transport connection of the planned undereground garage next tu Björnsen's park.

Traffic jams are the cause of approximately 25 billion euro of annual expenses of the state of Germany [14, 26]. In addition to these monetary damages they also have a negative effect on the quality of life for man and nature. They are, for example, the source of a non-negligible part of the 2.4 billion traffic accidents with damage of property or persons registered annually [13]. Circa 14 % of crashes result from previous mishaps [8, 26]. Almost all of them cause further jam formation and therefore a vicious circle which is in danger of closing around. Especially jams being created from spontaneous, non-periodic incidents involve a high risk of ending in a gridlock and thereby disrupt a whole traffic system. Because these disturbances are unpredictable and unpreventable, their duration and impact can merely be reduced by an effective incident management through the systematic, planned and coordinated use of institutional, technical and natural resources. The self-healing-network-strategy by Lämmer [19] and Rausch [27] is one example of such a countermeasure against jam formation in urban road networks. It prevents gridlocks at intersections by means of traffic lights and the combination of two effective mechanisms. Extended off-times prevent the inflow into oversaturated sections and so the expansion of tailbacks onto upstream intersections. Extended green periods of alternative directions of travel motivate drivers to avoid disturbed sectors and thus additionally allow a better exploitation of available free capacities. The development and successful establishment of this method could make the use of ramp metering in urban networks - which is regulating the inflow of oversaturated areas by reducing or skipping green times as well - invalid. To answer this question the presented master’s thesis aims at comparing both inflow-regulating control concepts. However, it is not the ambition to proof that one method is worse than the other, but to contribute to an ideal combination of both instead - with the intention to eliminate deficits on either side. Therefore both concepts will be reviewed in a first step and subsequently the contribution of additional effects against gridlock creation through the symbiosis of the two traffic light controls is analysed. Furthermore, several suggestions for the development of an efficient ramp metering logic are introduced to configure this combination to be more beneficial.:1 Einleitung 1.1 Sinngebung und Relevanz dieser Untersuchung 1.1.1 Entstehung von Verkehrsstörfällen und Staubildung 1.1.2 Extremfall Gridlock 1.2 Vorgehensweise und erwartete Ergebnisse 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Allgemeine Verkehrskenngrößen 2.2 Lichtsignalanlagen 3 Lichtsignalanlagen und andere Steuerungskonzepte der Verkehrstelematik 3.1 Grundkonzepte der Verkehrstelematik zur Verkehrsbeeinflussung 3.1.1 Informationssysteme 3.1.2 Streckenbeeinflussungsanlagen 3.1.3 Netzbeeinflussungsanlagen 3.1.4 Knotenpunktbeeinflussungsanlagen 3.2 Lichtsignalanlagen 3.2.1 Steuerungsebenen 3.2.2 Urban Traffic Control 3.3 Rückstauregulierung durch ein selbstorganisiertes Störfallmanagement 3.3.1 Staufrontkontrolle durch Zuflussdosierung 3.3.2 Kapazitätsausschöpfung durch Umverteilung der Verkehrsströme 3.3.3 Vorzüge und Defizite 3.4 Pförtnerung 3.4.1 Ziele einer erfolgreichen Zuflussdosierung mithilfe einer PA 3.4.2 Anforderungen an Pförtneranlagen 3.4.3 Steuerung der Pförtneranlage 4 Modellierung und Simulation 4.1 Netzwerkmodellierung 4.1.1 Struktur des Straßennetzes 4.1.2 Knotenpunkte 4.1.3 Dimensionierung der LSA 4.2 Implementierung der Rückstauregulierung 4.2.1 Bemessung der Rückstaulänge 4.2.2 Schätzung der Staukapazität 4.2.3 Bemessung der Freigabezeit 4.2.4 Umsetzung in einem Straßennetzwerk 4.3 Implementierung der PA-Steuerung 4.3.1 Festzeitsteuerung 4.3.2 Verkehrsabhängige Bestandteile zur Zuflussdosierung 4.3.3 Unzulässigkeit der Verkehrsstärke als Auslösekriterium 4.3.4 Variation des Bemessungshorizonts der Auslösekriterien 4.4 Dynamisches Routenwahlverhalten der Fahrer 4.5 Szenariomodellierung und Simulationsergebnisse 4.5.1 Bewertung der Effizienz der Steuerungskonzepte zur Gridlock- Prävention 4.5.2 Simulationsszenarien für Störfälle 5 Fazit und Ausblick 5.1 Zusammenfassung 5.2 Diskussion der Ergebnisse 5.2.1 Effizienz des ereignisorientierten Routenwahlmodells und selbstorganisierten Störfallmanagements 5.2.2 Effizienz der Pförtnersteuerung zur Isolation des sensiblen gestörten Areals 5.2.3 Ausblick und Bewertung der Simulationen 5.3 Vorschlag zur Aufrechterhaltung eines minimalen Verkehrsflusses während der Dosierung durch PA / Verkehrsstaus verursachen dem deutschen Staat jährlich rund 25 Milliarden Euro Unkosten [14, 26]. Neben diesen monetären Schäden wirken sie sich jedoch auch negativ auf die Lebensqualität von Mensch und Umwelt aus. Sie sind beispielsweise die Ursache für einen nicht unerheblichen Anteil der circa 2,4 Milliarden jährlich registrierten Unfälle mit Sach- oder Personenschaden [13]. Rund 14 % der Unglücksfälle gehen dabei als Folgeerscheinung eines vorherigen Unfalls hervor [8, 26]. Nahezu alle führen eine weitere Staubildung herbei und somit einen Teufelskreis, der sich zu schließen droht. Besonders aus spontanen, nicht wiederkehrenden Störfällen entstandene Staubildung birgt eine hohes Risiko, in einem Gridlock zu enden und damit ein gesamtes innerstädtisches Verkehrssystem zum Erliegen zu bringen. Da diese Störfälle unvorhersehbar und unvermeidbar sind, kann ihrer Dauer und ihrem Einfluss lediglich ein effizientes Störfallmanagement durch systematischen, gezielten und koordinierten Gebrauch institutioneller, technischer und natürlicher Ressourcen entgegenwirken. Beispiel für eine solche Gegenmaßnahme zur Staubildung in urbanen Netzen ist das selbstorganisierte Störfallmanagement nach Lämmer [19] und Rausch [27]. Mithilfe von LSA und der Kombination zweier effektiver Wirkungsmechanismen werden Gridlocks an Knotenpunkten unterbunden. Verlängerte Sperrzeiten verhindern den Zufluss in übersättigte Streckenabschnitte und damit die Ausbreitung von Rückstaus auf vorgelagerte Kreuzungen. Erweiterte Freigabezeiten der alternativen Fahrtrichtungen regen wiederum eine Umgehung des gestörten Abschnitts an und ermöglichen somit zusätzlich die bessere Ausschöpfung vorhandener freier Kapazitäten. Durch die Entwicklung und den erfolgreichen Einsatz der genannten Maßnahme könnte der Gebrauch von Pförtnerampeln (PA), welche den Zufluss in übersättigte Bereiche ebenfalls regulieren, indem sie Grünzeiten verkürzen oder aussetzen, hinfällig werden. Um diese Frage zu klären, widmet sich die vorliegende Masterarbeit dem Vergleich der beiden zuflussregulierenden Steuerungskonzepte. Ziel ist jedoch nicht, zu beweisen, dass eine Maßnahme schlechter ist als die andere, sondern vielmehr einen Beitrag zu einer optimalen Kombination der Vorzüge beider Herangehensweisen zu leisten und somit die auf beiden Seiten vorhandenen Defizite zu beseitigen. Dafür werden zunächst beide Konzepte auf ihre Effizienz hin überprüft und im Anschluss analysiert, inwiefern die Symbiose beider LSA-Steuerungen in einem Netzwerk zusätzliche Effekte gegen die Gridlockentstehung bewirkt. Außerdem werden verschiedene Vorschläge zur Entwicklung einer effizienteren Steuerlogik für Pförtneranlagen eingebracht, um diese Kombination noch vorteilhafter zu gestalten.:1 Einleitung 1.1 Sinngebung und Relevanz dieser Untersuchung 1.1.1 Entstehung von Verkehrsstörfällen und Staubildung 1.1.2 Extremfall Gridlock 1.2 Vorgehensweise und erwartete Ergebnisse 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Allgemeine Verkehrskenngrößen 2.2 Lichtsignalanlagen 3 Lichtsignalanlagen und andere Steuerungskonzepte der Verkehrstelematik 3.1 Grundkonzepte der Verkehrstelematik zur Verkehrsbeeinflussung 3.1.1 Informationssysteme 3.1.2 Streckenbeeinflussungsanlagen 3.1.3 Netzbeeinflussungsanlagen 3.1.4 Knotenpunktbeeinflussungsanlagen 3.2 Lichtsignalanlagen 3.2.1 Steuerungsebenen 3.2.2 Urban Traffic Control 3.3 Rückstauregulierung durch ein selbstorganisiertes Störfallmanagement 3.3.1 Staufrontkontrolle durch Zuflussdosierung 3.3.2 Kapazitätsausschöpfung durch Umverteilung der Verkehrsströme 3.3.3 Vorzüge und Defizite 3.4 Pförtnerung 3.4.1 Ziele einer erfolgreichen Zuflussdosierung mithilfe einer PA 3.4.2 Anforderungen an Pförtneranlagen 3.4.3 Steuerung der Pförtneranlage 4 Modellierung und Simulation 4.1 Netzwerkmodellierung 4.1.1 Struktur des Straßennetzes 4.1.2 Knotenpunkte 4.1.3 Dimensionierung der LSA 4.2 Implementierung der Rückstauregulierung 4.2.1 Bemessung der Rückstaulänge 4.2.2 Schätzung der Staukapazität 4.2.3 Bemessung der Freigabezeit 4.2.4 Umsetzung in einem Straßennetzwerk 4.3 Implementierung der PA-Steuerung 4.3.1 Festzeitsteuerung 4.3.2 Verkehrsabhängige Bestandteile zur Zuflussdosierung 4.3.3 Unzulässigkeit der Verkehrsstärke als Auslösekriterium 4.3.4 Variation des Bemessungshorizonts der Auslösekriterien 4.4 Dynamisches Routenwahlverhalten der Fahrer 4.5 Szenariomodellierung und Simulationsergebnisse 4.5.1 Bewertung der Effizienz der Steuerungskonzepte zur Gridlock- Prävention 4.5.2 Simulationsszenarien für Störfälle 5 Fazit und Ausblick 5.1 Zusammenfassung 5.2 Diskussion der Ergebnisse 5.2.1 Effizienz des ereignisorientierten Routenwahlmodells und selbstorganisierten Störfallmanagements 5.2.2 Effizienz der Pförtnersteuerung zur Isolation des sensiblen gestörten Areals 5.2.3 Ausblick und Bewertung der Simulationen 5.3 Vorschlag zur Aufrechterhaltung eines minimalen Verkehrsflusses während der Dosierung durch PA

Rechargeable lithium-ion batteries (LIBs) have generated a shift in the automotive industry towards electric vehicles (EVs) instead of vehicles powered by fossil fuels. As a result, the demand for LIBs is only expected to grow in the future due to an increased demand for passenger EVs. Consequently, LIB manufacturers have to increase their production to meet the increasing demand. Northvolt is a Swedish LIB manufacturer founded in 2016, aiming to start the production of LIBs at the Northvolt Ett factory in Skellefteå during 2021. The Northvolt Ett factory will be one of the largest battery plants in Europe, supplying battery cells for both commercial and domestic use. Poorly manufactured battery cells can potentially cause hazardous events, such as fires or explosions, further supporting the need for high quality batteries. Consequently, requirements from customers and industry standards are high in terms of product quality control through e.g. measurement system analysis (MSA), statistical process control (SPC), and capability analysis. Furthermore, previous research has highlighted issues during commissioning and ramp-up of production, potentially occurring at Northvolt Ett.  The purpose of this study has been to describe how high-quality production can be ensured and maintained during and after commissioning. The study has been conducted as a qualitative case study at Northvolt Ett, focusing on qualification of the coating process. The basis for the study was to examine previous research on quality assurance from other industries, analyze automotive standards, and gather learnings from the pilot production at Northvolt Labs in Västerås. Unstructured interviews were conducted with Northvolt staff to understand what had previously been done related to quality assurance for Coating.  The learnings from Northvolt Labs highlighted a clear focus on preventive actions, such as establishing a Design-FMEA, Process-FMEA, and a Control Plan for the coating process. However, room for improvement was identified in terms of process improvement and control, since the lack of SPC has yielded unreliable results from the performed capability analysis. In addition, previous research has shown that preventive actions should be combined with actions for process improvement to reach full-scale production quickly. Thus, recommendations have been made for Northvolt to implement a clear strategy for product qualification through SPC and capability analysis, as a complement to the preventive actions. The recommendations include specific propositions for validation of the coating process and a general framework for process validation through MSA, SPC, and capability analysis. The presented recommendations can help Northvolt perform successful commissioning of the processes at Northvolt Ett and can also be useful for process validation in other manufacturing industries. / Laddningsbara litium-jon-batterier (LIB:s) har skapat en omställning i bilindustrin mot eldrivna fordon istället för fordon som drivs av fossila bränslen. Som en konsekvens väntas efterfrågan av LIB:s bara att öka i framtiden på grund av en ökad efterfrågan på eldrivna passagerarfordon. LIB-tillverkare måste därför öka sin produktion för att möta den växande efterfrågan. Northvolt är en svensk LIB-tillverkare som grundades 2016, med sikte på att starta produktionen av LIB:s vid fabriken Northvolt Ett i Skellefteå under 2021. Fabriken Northvolt Ett kommer att vara en av de största batterifabrikerna i Europa och leverera battericeller för både kommersiell och privat användning. Dåligt tillverkade battericeller kan potentiellt orsaka allvarliga händelser som bränder eller explosioner, vilket vidare stödjer behovet av batterier med hög kvalitet. Till följd av detta är kraven från standarder och tillverkare inom bilindustrin höga i termer av kvalitetskontroll av produkter genom t.ex. mätsystemanalys (MSA), statistisk processtyrning (SPS), och duglighetsanalys. Vidare visar tidigare forskning på problem som kan uppstå under driftsättning och upprampning av produktion, vilka potentiellt kan uppstå för Northvolt Ett.  Syftet med denna studie har varit att beskriva hur högkvalitativ produktion kan säkerställas och upprätthållas under och efter driftsättning. Studien har genomförts som en kvalitativ fallstudie vid Northvolt Ett med fokus på kvalifikation av coating-processen. Utgångspunkten för studien har varit att undersöka tidigare forskning inom kvalitetssäkring från andra industrier, analysera standarder från bilindustrin, och hämta in lärdomar från pilotproduktionen vid Northvolt Labs i Västerås. Ostrukturerade intervjuer genomfördes med anställda på Northvolt för att öka förståelsen för vad som tidigare gjorts relaterat till kvalitetssäkring för Coating.  Lärdomarna från Northvolt Labs visade ett tydligt fokus på förebyggande åtgärder, som upprättande av en Design-FMEA, Process-FMEA, och en kontrollplan för coating-processen. Dock identifierades ett förbättringsområde inom åtgärder för processförbättring och kontroll, då avsaknaden av SPS har genererat opålitliga resultat från den genomförda duglighetsanalysen. Vidare har tidigare forskning visat att förebyggande åtgärder borde kombineras med åtgärder för processförbättring för att snabbt uppnå fullskalig produktion. Rekommendationer har därför tagits fram till Northvolt för att implementera en tydlig strategi för produktkvalifikation genom SPS och duglighetsanalys, som ett komplement till de förebyggande åtgärderna. Dessa rekommendationer inkluderar specifika förslag för validering av coating-processen samt ett generellt ramverk för processvalidering genom MSA, SPS, och duglighetsanalys. De presenterade rekommendationerna kan hjälpa Northvolt att genomföra en framgångsrik driftsättning av processerna på Northvolt Ett och kan även vara användbara för processvalidering i andra tillverkningsindustrier.

Los tréboles son infraestructuras diseñadas para mejorar la circulación y seguridad vehicular en las intersecciones. El trébol analizado se define como una intersección vial a desnivel parcial de tres lazos y cuatro ramales directos; el cual, está comprendido por la vía expresa metropolitana Javier Prado y la vía expresa nacional Panamericana. Esta investigación se realizó mediante un análisis de riesgo donde se obtuvo un nivel de riesgo intolerable identificado en los conductores que invaden las vías adyacentes; los cuales, interrumpen el flujo vehicular y pueden ocasionar colisiones. Además, se identificó problemas en su comportamiento operacional, especialmente en los lazos que confluyen con las vías principales. Esto debido al ingreso desordenado de vehículos, inadecuada dosificación vehicular y maniobras peligrosas realizadas por los conductores que tratan de ingresar a la via principal. La presente investigación propone un sistema de semaforización inteligente con la metodología Ramp metering en base al algoritmo ALINEA. El cual, ordena, mediante una dosificación vehicular en tiempo real, el ingreso de los vehículos hacía las vías principales. Además, disminuye la probabilidad de colisiones ya que aplica un control de ingreso adaptativo. La propuesta logra que la velocidad promedio se incremente en 15,8% y que los tiempos de viaje se reduzcan en un máximo de 19.1%. Adicionalmente, existe un leve incremento de 30 Veh/h en el aforo vehicular del trébol. A partir de lo observado, se demuestra que la optimización de parámetros individuales genera una sinergia que influye positivamente en el comportamiento operacional del trébol. / Clovers are infrastructures designed to improve traffic and vehicular safety at intersections. The analyzed cloverleaf is a partially uneven road intersection with three loops and four direct branches located in the Javier Prado highway and the Panamericana highway in the city of Lima. The research will base on a risk analysis with an intolerable level of risk identified in drivers who invaded adjacent roads. Interrupt the flow of vehicles and can cause chain collisions. Also, it was possible to identify problems in their operational behavior, especially in the loops that converge with the main roads. Due to the disorderly entry of vehicles, inadequate vehicle dosing, the formation of lines in cloverleaf loops, increased probability of collisions and dangerous maneuvers carried out by drivers trying to enter the main road. The present research proposes an intelligent traffic light system with the Ramp metering methodology based on the ALINEA algorithm. Which, through real-time vehicle dosing, orders the entry of vehicles onto the main roads. Besides, it reduces the probability of collisions since it applies adaptive entry control. The research achieves an increased by 15.8% in the average speed, and a maximum of 19.1% reduces that travel times. Additionally, there is a slight increase of 30 Veh / h in clover's vehicle capacity. Furthermore, it shows that the optimization of individual parameters generates a synergy that positively influences the operational behavior of the clover. / Tesis

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Thesis involves designing and analysis of horizontally curved bridge contruction with chamber-shaped profile and oblique side walls. The object is a part of fly-over crossig at VMO Brno. Calculations are according to actually valid standards ( Eurocodes ). Thesis gives a basic look at the problematics of horizontaly curved bridge construction, including solution of prestressing cables´ 3D-tracking with usage of common software.

Robotic exoskeletons are designed to assist patients with motor dysfunctions. Recent researches focus on extending the robotic assistance to patient activities other than ground level walking. This study aims to analyse the lower limb muscle activity during inclined slope walking contrasting with that of ground level walking. Two different angles of inclination were chosen: 9 degrees and 18 degrees. 9 degrees inclined slope is the universal ramp size for wheelchairs. The hypothesis is that muscle activation, and ultimately metabolic cost, in inclined slope walking is different from that of ground level walking. Collected motion data and simulation in OpenSim prove that the difference in metabolic cost is because of increased activity of ankle dorsiflexors and hip extensors and reduced activity of knee extensors. Finally, muscle activities along with other criteria such as kinematic alignment and joint range of motion are summed up as biomechanical considerations for robotic exoskeleton design.