The main task of this thesis is to verify the line management of traffic. A microsimulation model of traffic was made in program for traffic simulation called Aimsun. The data from radar measuring have been processed and then put into the model. Some of parameters in model were adapted to meet the reality on the road. Finally, there have been suggested more suggestions in this model and the efficiency of the solutions was evaluated.

À partir des enquêtes, le trafic n’est pas une donnée, mais il est plutôt construit à partir d’hypothèses portant sur les relations entre des origines et des destinations. En vue de reconstruire un trafic routier plus proche de la mesure, et sur un ensemble de tronçons routiers plus important, il apparait alors intéressant de partir de données de comptages issues de capteurs urbains. Notre postulat de départ part de ce constat. L’insertion de ces données d’observations du trafic routier fournit l’opportunité d’expérimenter les potentiels d’exploitations des capteurs pour estimer les niveaux de Pollution Atmosphérique Automobile (PAA) à l’échelle intraurbaine. Cependant, il est alors nécessaire de modifier la nature de la mesure en vue d’extraire une information sur la circulation routière, ce qui a été envisagé ici à travers la construction d’un modèle de simulation multi-agents. D’une manière plus générale, en partant de la donnée, c’est une démarche de construction de la connaissance sur les émissions de PAA qui est abordée tout au long de ce travail. La mise en œuvre de la démarche de modélisation SCAUP (Simulation multi-agents à partir de Capteurs Urbains pour la Pollution atmosphérique automobile) a été réalisée en trois temps : 1. En se focalisant sur les dispositifs de quantification du trafic routier à travers les capteurs urbains ; 2. En proposant une démarche de modélisation et de simulation de ces données pour le trafic routier ; 3. En se rattachant aux référentiels nationaux utilisés par les AASQA pour le calcul des émissions de PAA. L’ensemble se lie et s’intègre au sein d’une matrice technique qui constitue la colonne vertébrale de ce manuscrit à travers trois dispositifs interdépendants : la quantification, la modélisation et l’évaluation. Ce travail s’inscrit dans une démarche expérimentale de simulation du trafic routier pour le calcul des émissions de PAA. Parrainé par l’AASQA locale ATMOSF’AIR BOURGOGNE, il s’inscrit aussi dans une optique de recherche appliquée en appui de ces organismes en charge de la surveillance de la qualité de l’air. À l’heure où le big data entre dans de nouveaux questionnements quant aux capacités des chercheurs à en extraire une connaissance, nous proposons une démarche géographique en vue de replacer la donnée au centre d’une démarche de simulation originale du trafic routier (data-driven). / Based on surveys, traffic is constructed from assumptions about the relationship between origins and destinations. In order to rebuild a road traffic wich would be closer to observation and on a wider set of road sections, it appears interesting to use counting data from urban sensors : this is our starting point of view. The insertion of these in-situ dataset in the road traffic measurement provides the opportunity to experience the potential of sensors to estimate Traffic Air Pollution (TAP) levels at the intraurban scale. However, this requires to change the nature of these estimation, here through the construction of a model of multi-agents simulation, in order to extract more information on the road traffic. More generally, this work can be seen as a a knowledge building approach on TAP emisssions which is discussed throughout this work. The implementation of the SCAUP (multi-agent simulation from Urban sensors for traffic air pollution) approach was developped in three stages: 1. Focusing on the quantification of road traffic devices through urban sensors; 2. Proposing a modeling approach for road traffic data simulation ; 3. Using as a reference the national framework used by AASQA to calculate RTA emissions. All is integrated within a technical matrix that forms the spine of the manuscript through three interrelated systems: quantification, modeling and evaluation. This work is part of an experimental approach dedicated to the calculation of TAP emissions based on traffic simulations. Sponsored by the ATMOSF’AIR BOURGOGNE local AASQA, this work could also be used in an operational mode for these organizations in charge of the air quality monitoring. At a time when the big data enters into new questions about the ability of researchers to extract knowledge, we propose a geographical approach that enables to replace the data in the center of an original road traffic simulation approach (data- driven).

Auch im Spitzensport kann Wissensvorsprung ein maßgeblicher Wettbewerbsvorteil sein, vorausgesetzt, der hierzu erforderliche wechselseitige Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis wird umfassend beherrscht. Unter Beachten der in den letzten 3 Olympiazyklen im Spitzenbereich der Sportarten Biathlon und Nordische Kombination zu beobachtenden Tendenz hinsichtlich einerseits der Erhöhung streckenbezogener mittlerer Laufgeschwindigkeiten und andererseits der Zunahme internationaler Sportverbände, deren Sportler zu Wettkämpfen Spitzenplatzierungen erreichen, steigt das Interesse an einer innovativen sportwissenschaftlichen Vorlaufforschung zum Skaten im Skilanglauf. Aus der Sicht der Doktorandin stellt das Eruieren neuen Wissens sowohl zu den definierten Skatingtechniken als auch zur Methodik des einheitlichen Sporttechnik- und Konditionstrainings eine aktuell vordringlich zu lösende Aufgabe dar. Die vorliegende sportbiomechanische Studie widmet sich in ihrer Gesamtheit diesem Anliegen. Fokussiert wurden das wissenschaftliche Durchdringen des Problemfeldes Skatingtechniken und das Suchen von Sporttechnikleitbildern für das Messplatztraining. Im Verlauf ihres Entstehens über mehrere Jahre hinweg war das wissenschaftliche Arbeiten jedoch stets auch auf das Erzielen von Erkenntnissen zum komplexen Sporttechnik- und Konditions-Messplatztraining gerichtet. Von daher fanden hierzu ausgewählte Aspekte Berücksichtigung. Der beschrittene biomechanische Forschungsprozess orientierte sich insbesondere an den Erkenntnisständen zu den Besonderheiten sportlicher Technik zyklischer Bewegungen sowie zu den Themenfelder Messplatztraining und biomechanische Leistungsleitbilder zyklischer Bewegungen. Im Ergebnis sowohl deduktiv-nomologischen Vorgehens als auch biomechanischen Modellierens wurden Bewegungsparametermodelle erstellt. Diese bildeten die Referenz für statistische Ähnlichkeitsprüfungen mit analytisch identifizierten Bewegungsparametermodellen. Das messtechnische Datenobjektivieren biokinematischer und biodynamischer Bewegungsparameter erfolgte hier vorrangig unter sportartspezifischen Trainings- und Wettkampfbedingungen. Nationale und internationale Spitzensportler bzw. Spitzensportlerinnen der zurückliegenden zwei Olympiazyklen bildeten die definierte Grundgesamtheit. Darüber hinausgehende Arbeitsschwerpunkte waren auf informationstechnische Entwicklungen gerichtet.

Auch im Spitzensport kann Wissensvorsprung ein maßgeblicher Wettbewerbsvorteil sein, vorausgesetzt, der hierzu erforderliche wechselseitige Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis wird umfassend beherrscht. Unter Beachten der in den letzten 3 Olympiazyklen im Spitzenbereich der Sportarten Biathlon und Nordische Kombination zu beobachtenden Tendenz hinsichtlich einerseits der Erhöhung streckenbezogener mittlerer Laufgeschwindigkeiten und andererseits der Zunahme internationaler Sportverbände, deren Sportler zu Wettkämpfen Spitzenplatzierungen erreichen, steigt das Interesse an einer innovativen sportwissenschaftlichen Vorlaufforschung zum Skaten im Skilanglauf. Aus der Sicht der Doktorandin stellt das Eruieren neuen Wissens sowohl zu den definierten Skatingtechniken als auch zur Methodik des einheitlichen Sporttechnik- und Konditionstrainings eine aktuell vordringlich zu lösende Aufgabe dar. Die vorliegende sportbiomechanische Studie widmet sich in ihrer Gesamtheit diesem Anliegen. Fokussiert wurden das wissenschaftliche Durchdringen des Problemfeldes Skatingtechniken und das Suchen von Sporttechnikleitbildern für das Messplatztraining. Im Verlauf ihres Entstehens über mehrere Jahre hinweg war das wissenschaftliche Arbeiten jedoch stets auch auf das Erzielen von Erkenntnissen zum komplexen Sporttechnik- und Konditions-Messplatztraining gerichtet. Von daher fanden hierzu ausgewählte Aspekte Berücksichtigung. Der beschrittene biomechanische Forschungsprozess orientierte sich insbesondere an den Erkenntnisständen zu den Besonderheiten sportlicher Technik zyklischer Bewegungen sowie zu den Themenfelder Messplatztraining und biomechanische Leistungsleitbilder zyklischer Bewegungen. Im Ergebnis sowohl deduktiv-nomologischen Vorgehens als auch biomechanischen Modellierens wurden Bewegungsparametermodelle erstellt. Diese bildeten die Referenz für statistische Ähnlichkeitsprüfungen mit analytisch identifizierten Bewegungsparametermodellen. Das messtechnische Datenobjektivieren biokinematischer und biodynamischer Bewegungsparameter erfolgte hier vorrangig unter sportartspezifischen Trainings- und Wettkampfbedingungen. Nationale und internationale Spitzensportler bzw. Spitzensportlerinnen der zurückliegenden zwei Olympiazyklen bildeten die definierte Grundgesamtheit. Darüber hinausgehende Arbeitsschwerpunkte waren auf informationstechnische Entwicklungen gerichtet.:1 Einleitung 1 2 Problemstellung 3 2.1 Zur Sportlichen Technik und zu den Skatingtechniken 4 2.2 Zu sporttechnischen Leitbildern des Skatens 9 2.3 Zur Methodik des Messplatztrainings 11 3 Deduktiv-nomologisches Vorgehen 16 3.1 Biomechanische Bewegungsparameter für die Analyse der Skatingbewegungen 16 3.1.1 Bewegungsparameter der Bein-/Skiabdruckbewegung beim Skaten 16 3.1.1.1 Kräfte 16 3.1.1.2 Dreh- und Kippmomente 17 3.1.2 Pilotstudien zur Bein-/Skiabdruckbewegung 21 3.1.2.1 Fragestellungen 21 3.1.2.2 Methodik 22 3.1.2.3 Pilotstudienergebnisse und Schlussfolgerungen für vorgesehene analytische Untersuchungen 23 3.1.3 Bewegungsparameter der Stockabdruckbewegung beim Skaten 31 3.1.3.1 Einflüsse spezieller Eigenschaften des Sportgerätes Skistock auf die Stockabdruckbewegung 31 3.1.3.1.1 Theorie zur Ermittlung von Skistock-Stabilitätseigenschaften 32 3.1.3.1.2 Experimentelles Ermitteln der Skistock-Stabilitätseigenschaften 37 3.1.3.2 Motorisch-biomechanische Einflüsse auf die Wirkung der Stockabdruckbewegung 40 4 Zielstellung 47 5 Fragestellungen und Hypothesen 49 5.1 Fragestellung 49 5.2 Hypothesen 49 6 Biomechanische Modellierung und Simulationen 54 6.1 Vorbemerkungen 54 6.2 Biomechanisch-mathematische Modellierung und Simulation zur Systembewegung beim Skaten 56 6.2.1 Modellvereinbarungen 56 6.2.2 Modellbildung 56 6.2.2.1 Modellgleichung zur Systembewegung in der Gleitphase 63 6.2.2.2 Modellgleichung zur Systembewegung im Bewegungszyklus und Simulationsmethodik 65 7 Simulationsergebnisse und aufgestellte Bewegungsparameter-Referenzmodelle 68 7.1 Simulationsergebnisse zum Gleitreibungskoeffizienten und Widerstandsbeiwert 68 7.2 Simulationsergebnisse zum Einfluss der Charakteristik des Systemantriebskraftstoßes 71 7.3 Simulationsergebnisse zum Einfluss der zeitlichen Koordination von Abdruckbewegungen 72 7.4 Biomechanische Bewegungsparameter der Skatingtechniken 75 7.4.1 Bewegungsparameter der 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm 76 7.4.1.1 Biodynamisch-kinematische Bewegungsparameter-Zeit-Verläufe 78 7.4.1.2 3D-biokinematische Bewegungsparameter-Zeit-Verläufe 81 7.4.2 Bewegungsparameter der 1-2 Skatingtechnik mit betontem Armschwung 83 7.4.3 Bewegungsparameter der 1-1 Skatingtechnik 88 8 Analytisches Vorgehen 90 8.1 Untersuchungsverfahren für Training begleitende Messplatz-Untersuchungen 90 8.1.1 Messplatzkonfiguration 90 8.1.2 Methodik des Objektivierens von Rohmessdaten 91 8.1.3 Methodik des Aufbereitens von Rohmessdaten 92 8.2 Untersuchungsverfahren für Wettkampf-Untersuchungen 93 8.2.1 Methodik des Objektivierens von Rohmessdaten 94 8.2.2 Methodik des Aufbereitens von Rohmessdaten 95 8.3 In die Untersuchungen einbezogene Sportlerinnen und Sportler 98 8.3.1 Definierte Sportler-Grundgesamtheit dynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 98 8.3.2 Definierte Sportler-Grundgesamtheit 3D-kinematischer Wettkampf-Untersuchungen 98 8.4 Objektivierte Bewegungsparameter 99 8.4.1 Biodynamisch-kinematische Bewegungsparameter 99 8.4.2 3D-biokinematische Bewegungsparameter 100 8.4.3 Pilotstudie zur operationalen Äquivalenz spezieller Bewegungsparameterdaten 103 8.5 Methodik des Verifizierens deduktiv identifizierter Bewegungsparametermodelle 107 8.5.1 Verfahrensweise 1 108 8.5.2 Verfahrensweise 2 109 8.5.3 Zur Prüfung der BWP-Ähnlichkeit 1 109 8.5.4 Zu den Prüfungen der BWP-Ähnlichkeiten 2 111 8.5.5 Zu den Prüfungen der BWP-Ähnlichkeiten 3 bis 5 111 8.6 Methodik des Erstellens von Charakter-Animationen 114 8.6.1 Digitale Modellierung virtueller Charaktere und Sportgeräte 114 8.6.2 Charakter Rig und Mesh-Deformation 116 8.6.3 Motion-Application-Prozess 119 9 Analytisch identifizierte Ergebnisse und deren Vergleiche mit erstellten BWP-Referenzmodellen 120 9.1 Zur 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm 121 9.1.1 Ergebnisse dynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 121 9.1.1.1 Individuell charakteristische biodynamisch-kinematische BWP-Daten und deren Interpretation (Daten-AGS 1) 121 9.1.1.2 Geschlechtsspezifisch charakteristische biodynamisch-kinematische BWP und Leistungskennziffern und deren Proximität (Daten-AGS 2) 122 9.1.1.3 Analytisch identifiziertes biodynamisch-kinematisches BWP-Modell für die 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm (Daten-AGS 3) 126 9.1.1.4 Vergleich zwischen analytisch identifiziertem biodynamisch-kinematischen BWP-Modell und dem BWP-Referenzmodell 127 9.1.1.5 Sporttechnikknotenpunkt bezogene Vergleiche zwischen individuell analysierten biodynamisch-kinematischen BWP und dem BWP- Referenzmodell 129 9.1.1.5.1 Zum Sporttechnikknotenpunkt 1 129 9.1.1.5.2 Zum Sporttechnikknotenpunkt 2 134 9.1.2 Ergebnisse 3D-kinematischer Wettkampf-Untersuchungen 139 9.1.2.1 Geschlechtsspezifisch charakteristische 3D-biokinematische BWP sowie LK und deren Proximität (Daten-AGS 2) 139 9.1.2.2 Analytisch identifiziertes 3D-biokinematisches BWP-Modell für die 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm (Daten-AGS 3) 146 9.1.2.3 Vergleich des analytisch identifizierten 3D-biokinematischen BWP-Modells mit dem BWP-Referenzmodell 148 9.2 Zur 1-2 Skatingtechnik mit betontem Armschwung 150 9.2.1 Ergebnisse biodynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 150 9.2.1.1 Individuell charakteristische BWP-Daten (Daten-AGS 1) und deren Interpretation 150 9.2.1.2 Analytisch identifiziertes biodynamisch-kinematisches BWP-Modell und dessen Vergleich mit dem BWP-Reverenzmodell 151 9.2.2 Sporttechnikknotenpunkt bezogene Vergleiche zwischen individuell analysierten biodynamisch-kinematischen BWP und den BWP-Referenzmodell 155 9.3 Zur 1-1 Skatingtechnik 159 9.3.1 Ergebnisse dynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 159 9.3.1.1 Individuell charakteristische BWP-Daten (Daten-AGS 1) 159 9.3.1.2 Analytisch identifiziertes biodynamisch-kinematisches BWP-Modell und dessen Vergleich mit dem BWP-Reverenzmodell 161 10 Zusammenfassung und Ausblick 165 10.1 Zusammenfassung 165 10.2 Ausblick 188 11 Literatur 190