Der vorliegende Band 5 "Die flexible S-Bahn: Nutzbarmachung Genetischer Algorithmen für die optimale Steuerung und Planung eines flexiblen Stadtschnellbahnbetriebes" ist methodischen Grundsatzfragen aus dem Teilprojekt AP 200 gewidmet. Zwei Problemkreise werden untersucht: 1) Die vollautomatische Ermittlung flexibler Fahrpläne, durch die eine nachfrageorientierte Optimierung des Beförderungsangebotes ermöglicht wird. 2) Energiekostenminimierende Flexiblilisierung von Fahr-, Halte- und Zugfolgezeiten für ein System von Stadtschnellbahnzügen. Vollständig erschliessen lassen sich dabei die Optimierungspotenziale nur unter den Bedingungen der Vollautomatisierung. Die vorliegende Arbeit widmet allerdings besondere Aufmerksamkeit möglichen Zwischenstufen auf dem Weg dahin, d.h. von der heute praktizierten konventionellen Betriebsweise über die Nutzung innovativer Fahrerassistenzsysteme bis zur Vision eines fahrer- und begleiterlosen Betriebsregimes. Geschaffen wird dazu ein neuartiges methodisches Instrumentarium, das sich auf die Nutzbarmachung Genetischer Algorithmen stützt. (Dresden, im Dezember 2004 / Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. H. Strobel - Projektleiter TU Dresden)

Der vorliegende Band 6 des Schlussberichtes "Die flexible S-Bahn: Energiesparende und anschlussoptimierende Flexibilisierung der Fahrweisen und Fahrzeiten - das neuartige Fahrerassistenzsystem ENAflex-S" ordnet sich in das Teilprojekt AP 200 ein. Das Systemkonzept "Flexible S-Bahn" umfasst dabei vier Flexibilisierungsstufen: 1. Flexibilisierung von Haltezeiten zur Anschlussoptimierung zwischen S-Bahn und den straßengebundenen ÖPNV-Systemen (Bus, Straßenbahn) 2. Flexibilisierung der Fahrweisen zwischen zwei Halten mit dem Ziel der Traktionsenergieminimierung (Energieoptimale Zugsteuerung EOZ) 3. Flexibilisierung der Fahrzeiten in vorgegebenen Toleranzbereichen 4. Flexibilisierung der Zugfolgezeiten zur nachfrageorientierten Optimierung des Beförderungsangebotes, d.h. zur Verbesserung der Relation zwischen den Fahrgelderlösen und den Betriebskosten (gekürzt, entnommen Vorwort zum Schlussbericht Band 6)

An Hand einer Vielzahl von Einzeluntersuchungen an sogenannten Runflat-Reifen, dass sind Notlaufreifen mit verstärkten Seitenwänden, werden folgende Themen in der Dissertation behandelt. ? Wie hoch ist die Erhöhung der Belastung des Fahrwerks und bewirkt der Einsatz von Notlaufreifen auf Fahrzeugen, die für Standardbereifung ausgelegt sind, eine erhöhte Schädigungswahrscheinlichkeit und damit eine verkürzte Bauteillebensdauer? ? In welcher Größenordnung sind Komfortverschlechterungen zu erwarten? ? Wie ist das Notlaufverhalten dieser Reifen? Gibt es Möglichkeiten der Bewertung des defekten Reifens während des Fahrens am Fahrzeug? Auf der Basis von Schlagleistenuntersuchungen an einem Reifen- und einem Radaufhängungsprüfstand wird in einem neu entwickelten Untersuchungs- und Auswerteverfahren dargestellt, wie man durch eine Betriebsfestigkeitsauswertung der Lastkollektive zu einer relativen Aussage bezüglich der zu erwartenden Schädigung eines Fahrwerks gelangen kann. Dazu wird die durch den Reifen indizierte Belastung beim Überrollen einer Schlagleiste in Bezug zu den Festigkeitseigenschaften eines Fahrwerkes gesetzt und die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung beurteilt. In einem weiteren auf Basis der Schlagleistenmessungen entwickelten Auswerteverfahren kann der Einfluss des Reifens auf den zu erwartenden Fahrkomfort abgeschätzt werden.

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To date, environmental protection in the context of air transportation has referred solely to noise and emissions. As air traffic continues its remarkable growth over the next years, despite all increasing security and safety burdens, third-party accident risk assessment will become a further area of societal concern. This paper presents a mature risk assessment technique to determine individual and societal risk values around airports. Furthermore, it initiates discussion of the economic impacts of the public safety zones which could be considered for implementation, once target risk levels have been defined by the regulating authorities. / Bisher wurde die umweltbezogene Belastung durch Flugbetrieb in der Umgebung von Verkehrsflughäfen ausschließlich anhand gegebener Lärmund Schadstoffbelastungen bewertet. Aufgrund des weiter zunehmenden Luftverkehrs und eines gesellschaftlich deutlich gestiegenen Sicherheitsbedürfnisses stehen in Genehmigungsfragen von Flughafenausbauten nun auch die durch den Flugbetrieb induzierten Risiken für die Bevölkerung im Fokus. Vorgestellt wird ein diesem Bedürfnis Rechnung tragendes, transparentes Berechnungsverfahren für so genannte Einzelund Gruppenrisikowerte, d. h. jene örtliche Wahrscheinlichkeit, mit der ein einzelner Mensch bzw. eine Personengruppe durch einen Flugunfall zu Tode kommen kann. Weiterhin erfolgt eine Diskussion über mögliche wirtschaftliche Konsequenzen, die sich aus den resultierenden Nutzungsbeschränkungen um den jeweiligen Flughafen bei Einführung von entsprechenden Grenzwerten ergeben können.

At the starting point of the work leading to this doctoral thesis, in January 2005, the work on pedestrians was almost exclusively oriented towards computer simulations and on evacuation experiments. Since then, there have been many studies on new methods for extracting empirical data of pedestrian movements (mainly based on video analysis, lasers, and infrared cameras), but most of the work is still focused on artificial setups for crowds moving through corridors and crowds passing bottlenecks. Even though these controlled experiments are important to understand crowd dynamics, there is a knowledge gap between these experiments and the understanding of the dynamics leading to and occurring during large crowd disasters, when sometimes hundreds of thousands or even millions of pedestrians are involved. Numerous crowd disasters occur every year at large gatherings around the world. Unfortunately, the information about the (spatio-temporal) development of these events tend to be qualitative rather than quantitative. Video recordings from the crowd disaster in Mina, Kingdom of Saudi Arabia, on the 12th of January 2006, where hundreds of pilgrims lost their lives during the annual Muslim pilgrimage to Makkah, gave the possibility to scientifically evaluate the dynamics of the crowd. With this video material, it was possible to observe and analyze the behavior of the crowd under increasing crowd density, leading to the disaster. Based on the insights from the analysis of the crowd disaster described above, new tools and measures to detect and avoid critical crowd conditions have been proposed, and some of them have been implemented in order to reduce the likelihood of similar disasters in the future. Further contributions of this thesis are to empirically evaluate many of the previous assumptions used for pedestrian simulations. These assumptions are: * A pedestrian avoids collisions by changing her or his walking speed by an acceleration which is exponentially decaying with the distance to the pedestrian or object being avoided. * A pedestrian reacts stronger to what happens in front of her or him, than to what happens behind the back. * The movement of a crowd of pedestrians always follows a smooth flow-density relationship, called the fundamental diagram. * The walking speed will settle at 0 m/s at a specific maximum crowd density. The first two assumptions were found to be consistent with the data, but the pedestrian-flow theory had to be revised, since the two latter assumptions do not always hold. When these fundamental parts of pedestrian motion and avoiding maneuvers had been investigated, an improved version of the social-force-model was formulated. In order to enable the revision of previous works and the analysis of the crowd disaster mentioned above, algorithms used for video-tracking have been introduced. The novelty of this work concerns the uniqueness and quantity of data on which the algorithms are validated and calibrated, but also the focus on analyzing millions of pedestrians rather than hundreds. The aim of this thesis is to move from theoretical models and controlled lab conditions to applicable models for real-world conditions. / Als diese Dissertation im Januar 2005 begonnen wurde, nutzten wissenschaftliche Untersuchungen von Fußgängern fast ausschließlich Computersimulationen und Evakuierungsexperimente. Seit dem haben viele Wissenschaftler an einer Verbesserung der Methoden gearbeitet. Heute werden empirische Daten mit Hilfe von Videoanalysen, Laser- und Infrarotkameras erhoben.Jedoch konzentrieren sich viele dieser Arbeiten auf künstliche Setups, in denen sich Fußgängermassen durch Korridore und Engpässe bewegen. Diese Experimente erlauben es, Massenbewegungen zu verstehen. Jedoch gibt es immer noch Forschungslücken. Es ist schwierig, unter solch kontrollierten Bedingungen Fortschritte darin zu erzielen, die auftretenden Dyamiken bei großen Katastrophen zu verstehen, in denen manchmal Hunderttausende oder sogar Millionen von Fußgängern involviert sind. Immer wieder kommt es zu Katastrophen in großen Menschenmengen. Leider sind von diesen Ereignissen häufig nur qualitative Informationen anstelle von quantitativen Daten erhältlich. Es ergab sich die besondere Gelegenheit, quantitatives Filmmaterial über eine Katastrophe in Mina (Königreich Saudi--Arabien) zu erhalten. Dort starben am 12. Januar 2006 hunderte von Pilgern während der jährlichen muslimischen Pilgerfahrt nach Mekka. Mit dem erhobenen Videomaterial konnte nachvollzogen werden, wie die Menschenmenge zuerst unbehindert fließen konnte, dann immer dichter wurde und wie es schließlich zur Katastrophe kam. Von den Erkenntnissen der Analyse der oben beschriebenen Katastrophe konnten neue Methoden entwickelt werden, die dabei helfen können, ähnliche Katastrophen in Zukunft zu vermeiden. Ein weiterer Beitrag dieser Dissertation besteht darin, einige Annahmen, die üblicherweise bei der Simulation von Fußgängerdynamiken gemacht werden, in Frage zu stellen und zu überarbeiten. Diese Annahmen sind: (1) Ein Fußgänger verhindert Zusammenstöße, indem er seine Schrittgeschwindigkeit so verändert, dass seine Beschleunigung exponentiell mit der Distanz zu dem zu umgehenden Fußgänger oder Objekt abnimmt. (2) Ein Fußgänger zeigt stärkere Reaktionen auf Ereignisse, die vor ihm passieren, als auf Ereignisse, die hinter ihm passieren. (3) Die Bewegung eines in einer Menschenmenge befindlichen Fußgängers folgt immer dem Strömungs--Dichte Verhältnis, was als Fundamental-Diagramm bezeichnet wird. (4) Die Laufgeschwindigkeit eines Fußgängers erreicht bei maximaler Menschendichte einem Wert von 0 m/s. Die ersten beiden Annahmen wurden von den empirischen Daten bestätigt. Unsere Analysen zeigen jedoch, dass die Annahmen 3 und 4 nicht immer gültig sind. Somit müssen Standardtheorien von Fußgängerdynamiken überarbeitet werden. Im Anschluß an die Analyse dieser fundamentalen Aspekte von Fußgängerverhalten und dem Verhalten bei Ausweichmanövern wird das Social-Force-Modell weiterentwickelt. Um auf vorhergehenden Arbeiten aufzubauen und um die oben beschriebene Katastrophe analysieren zu können, werden Algorithmen für die Video-Verfolgung von Fußgängerbewegungen entwickelt. Das Neue bei diesem Teil der Arbeit liegt nicht nur in dem verwendeten Verfahren selbst, sondern auch in der Einzigartigkeit und der großen Menge an verwendeten Daten, die mit diesem Verfahren analysiert werden. Ein zentrales Ziel dieser Arbeit besteht demnach in einer wissenschaftlichen Weiterentwicklung von theoretischen Modellen und kontrollierten Laborexperimenten hin zu Modellen, die unter realen Bedingungen tatsächlich anwendbar sind. Die Analyse von Fußgängern ist ein interdisziplinäres Feld, das von verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen mit verschiedenen Zielen betrieben wird. Leider gab es bislang wenig Bemühungen, die Resultate innerhalb dieser Teilgebiete im Rahmen einer konsistenten Theorie zu vereinen. Als seltene Ausnahmen können die Arbeiten von Teknomo und Antonini genannt werden. Diese Dissertation verfolgt das Ziel, diese theoretische Vereinigung weiter voran zu treiben. Dazu muss man zwischen der Neuerfindung des Rades und der Wiederverwendung nicht geprüfter Resultate abwägen. Dementsprechend ist ein Teil dieser Dissertation dem Vorhaben gewidmet, bisherige Forschung im Lichte empirischer Daten und neuer Methoden zu evaluieren. Da sich die Arbeit mit recht unterschiedlichen Aspekten von Fußgängerverhalten beschäftigt, konzentriert sich die Analyse in verschiedenen Teilen der Arbeit auf einige ausgewählte, alternative Modelle. Insbesondere bei der Modellierung und Simulation wird anstelle einer eingehenden Übersicht verschiedener Modelle eine Diskussion des speziellen Social-Force Modells präsentiert.

Die Erzeugung von Störgeräuschen im Fahrzeuginnenraum stellt eine wichtige und kostenspielige Frage für die Automobilindustrie dar. Das physikalische Phänomen Stick-Slip (zu Deutsch Ruckgleiten) wird als die Hauptursache betrachtet. Als eine Erscheinungsform der Reibmerkmale eines Materials steht der Stick-Slip-Effekt (SSE) bekanntlich in Zusammenhang mit Oberflächeneigenschaften, wie z.B. Rauheit und Adhäsionskräften. Untersuchungen an Automobilledern zeigten zusätzlich, dass eine Beziehung zwischen dem SSE und dem Deformationsverhalten besteht. Der natürliche Charakter von Naturleder beeinträchtigte die Erstellung weiterer schlüssiger Aussagen. Ein synthetisches Material - PVC - wurde daher ausgewählt. Die Fortführung der Forschungsarbeit beruhte darauf, das Deformationsverhalten von PVC-Folie, die im Fahrzeuginnenraum Anwendung findet, in Bezug zu deren Stick-Slip-Neigung zu bringen. Dafür wurde der Einfluss unterschiedlicher Modifizierungen und Behandlungen untersucht.

In zwei sächsischen Betrieben, die selbst erzeugte Rapssaat in einer Pflanzenölmühle zu Rapspresskuchen und Rapsöl verarbeiten, wurde ein Qualitätssicherungssystem (QSS) für Ölsaaten verarbeitende Betriebe in Sachsen erarbeitet. Der in den beiden Betrieben erzeugte Rapsölkraftstoff zeigt eine für dezentrale Anlagen gleichbleibend hohe Qualität. Die Betriebe zeichnen sich durch ein spezielles Reinigungsverfahren und eine umfassende Qualitätssicherung aus. Das bereits vorhandene QSS des Technologie- und Förderzentrums Straubing (TFZ) bildete die Grundlage für die Entwicklung des universell anwendbaren QSS. Es wurde um Fragen zum Anbau, Einsatz des Rapsölkraftstoffs, Umrüstung der Fahrzeuge, Wartung der Fahrzeuge inkl. BHKW und Einsatz des Presskuchens in der Tierfütterung erweitert und in den beiden Betrieben erprobt. Das entwickelte QSS besteht aus Modulen und ist leicht an die betrieblichen Gegebenheiten vor Ort anzupassen. Das QSS inklusive Handbuch und Kalkulationsmodul zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit aller Stufen der Verwertungskette steht im Internet unter http://www.landwirtschaft.sachsen.de/landwirtschaft/7211.htm zur Verfügung.

Im Beitrag werden die grundlegenden funkbasierten Kommunikationstechnologien sowie deren Eignung und Einsatzmöglichkeiten in der telematikgestützten Transportlogistik diskutiert und um die erforderlichen Ortungs- und Navigationsdienste ergänzt. Diese können sowohl auf Basis zellularer Netzwerke als auch mithilfe von Satelliten realisiert werden. Es wird insbesondere auf Satellitennetzwerke unter besonderer Berücksichtigung des im Aufbau befindlichen zivilen europäischen Galileo-Systems eingegangen. Dessen Potenziale für vielfältige Telematikanwendungen im Transport sowie zur Vernetzung verkehrsträgerübergreifender Prozesse werden ebenso vorgestellt wie ihr notwendiges Zusammenwirken mit terrestrischen Funknetzwerken oder funkbasierten Identifikationstechnologien (RFID). Zwei Anwendungsbeispiele aus dem Bereich des Trackings von Güterwagons im Bahnverkehr und der Container-Überwachung im Schiffsverkehr runden die Ausführungen ab. / The freight transportation industry is characterised by time-sensitive processes susceptible to disruptions, delays, breakdowns, etc. The paper thus discusses the capabilities of the most important wireless communication, positioning and navigation technologies for improving transport and logistics processes. They can be implemented on the basis of either terrestrial cellular wireless networks or satellites. Satellite networks, in particular, are addressed in the context of the Europeancontrolled independent civil satellite system Galileo, which is being currently established. The challenge is its integration with terrestrial wireless networks and corresponding identification technologies (RFID). The objective of advanced wireless communication, positioning and navigation services is to deliver more information during the supply chain, including shipments in connection with mobile business. Examples of freight wagon tracking and container monitoring in shipping complete the explanations.

In der Klein- und Mittelserienfertigung von Maschinen, Anlagen und Großfahrzeugen spielt die kostenintensive manuelle Montage bis heute eine dominierende Rolle. Ein Grund dafür sind die speziellen Anforderungen an das technische Handling der Bauteile und Baugruppen sowie die teils komplizierte geometrische Gestalt der Teile und Einbauräume. Ein weiterer Grund besteht in der von den Herstellern zunehmend geforderten Produktvarianz. Dies bedingt immense Herausforderungen an eine effiziente Planung, Steuerung und Überwachung der Montageprozesse. Die Organisation der manuellen Montage derartiger Produkte ist jedoch schwer zu optimieren. Im Rahmen des nachfolgend vorgestellten Projektes wird ein neuer wissenschaftlich begründeter Lösungsansatz für die optimierte operative Einsatzplanung des Montagepersonals erarbeitet – ein hochkomplexes, sogenanntes Multiressourcen-Einsatzproblem. / In the production of small and mid-size series of machines, facilities and large vehicles the cost-intensive manual assembly still plays a dominating role. Both huge costs for the automated handling of the components and assemblies and the complicated geometry of the parts and the assembly space are reasons for manual assembly. In addition, the increasing product variance due to highly customized configurations creates a large variety of requirements with respect to efficient assembly process design for the manufacturers. The product variants demanded by the customers as well as the constantly increasing complexity of the products cause immense challenges to efficient planning, control, and monitoring of the assembly process. However, the management of such complex manual assembly lines is difficult to optimize. In this paper, the authors outline a simulation-based scheduling heuristic for solving this problem.