Der Trend auch für schnelle, zeitkritische Regelungsaufgaben geht zunehmend in Richtung Feldbusse und Industrial Ethernet. Dem unbestreitbaren Nutzen der Kosteneinsparung stehen Probleme gegenüber: Die unsicheren Zeitbedingungen im Netz verschlechtern die dynamischen Eigenschaften digitaler Regelungen in unvorhersehbarer Weise. Diese Arbeit stellt eine praktikable Methodik vor, um die Regelgüte solcher Systeme sicher und aufwandsarm vorherzusagen. / High dynamic, i.e. time-critical automatic feedback control systems are more and more implemented using field bus or industrial ethernet solutions. The cost-efficiency of these approaches is unchallengeable, but they also cause serious technical problems: Uncertain time behavior of data networks so far degrades the dynamic performance of digital closed-loop controls in an unpredictable manner. The research paper introduces a practicable, reliable and straightforward method to forecast the system behavior.

Die Sicherstellung der Versorgung mit Trinkwasser ist von entscheidender Bedeutung für das Funktionieren unserer Gesellschaft. Dieses Paper untersucht mit einem ganzheitlichen Blick Maßnahmen, die für die Sicherheit in der Trinkwasserversorgung erforderlich sind. Zu Beginn wird ein Einblick in die gesetzlichen Rahmenbedingungen für KRITIS-Betreiber gegeben. Anschließend erfolgt die Betrachtung eines Fallbeispiels bei einem regionalen Trinkwasserversorger im Kontext von kritisch anzusehenden Einrichtungen. Es wird dargestellt, wie Sicherheitsmaßnahmen in der Praxis nach dem Stand der Technik umgesetzt werden. Das Paper verfolgt das Ziel, ein Verständnis für die Bedeutsamkeit von Schutzmaßnahmen in derWasserversorgung zu schaffen und stellt dabei in der Praxis eingesetzte Methodiken vor. In Bezug auf kleine und mittlere Unternehmen soll ein Ansatz geboten werden, um die wesentlichen Empfehlungen, welche im „SektorWasser“ gelten, zu prüfen und kritisch zu bewerten.

Wertschöpfungsstrukturen in der Gesellschaft passen sich vor dem Hintergrund globaler Herausforderungen sehr flexibel und dynamisch an ständig neue Anforderungen an. Innovative Wertschöpfung kann dabei immer weniger von einzelnen Akteuren in Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft geleistet werden, sondern verschiedene interdisziplinäre Kompetenzen müssen gebündelt werden, die zielorientierte Vernetzung von Wissen und Ressourcen muss gestaltet werden. Unbestechlicher Maßstab für den Erfolg jeglicher wirtschaftlicher Unternehmung und damit auch von vernetzten Wertschöpfungsketten ist der Kunde mit seinen individuellen Bedürfnissen, das heißt letztlich die Akzeptanz und Absatzchancen von Produkten und Dienstleistungen am Markt.

The term Linked Data refers to connected information sources comprising structured data about a wide range of topics and for a multitude of applications. In recent years, the conceptional and technical foundations of Linked Data have been formalized and refined. To this end, well-known technologies have been established, such as the Resource Description Framework (RDF) as a Linked Data model or the SPARQL Protocol and RDF Query Language (SPARQL) for retrieving this information. Whereas most research has been conducted in the area of generating and publishing Linked Data, this thesis presents novel approaches for improved management. In particular, we illustrate new methods for analyzing and processing SPARQL queries. Here, we present two algorithms suitable for identifying structural relationships between these queries. Both algorithms are applied to a large number of real-world requests to evaluate the performance of the approaches and the quality of their results. Based on this, we introduce different strategies enabling optimized access of Linked Data sources. We demonstrate how the presented approach facilitates effective utilization of SPARQL endpoints by prefetching results relevant for multiple subsequent requests. Furthermore, we contribute a set of metrics for determining technical characteristics of such knowledge bases. To this end, we devise practical heuristics and validate them through thorough analysis of real-world data sources. We discuss the findings and evaluate their impact on utilizing the endpoints. Moreover, we detail the adoption of a scalable infrastructure for improving Linked Data discovery and consumption. As we outline in an exemplary use case, this platform is eligible both for processing and provisioning the corresponding information. / Unter dem Begriff Linked Data werden untereinander vernetzte Datenbestände verstanden, die große Mengen an strukturierten Informationen für verschiedene Anwendungsgebiete enthalten. In den letzten Jahren wurden die konzeptionellen und technischen Grundlagen für die Veröffentlichung von Linked Data gelegt und verfeinert. Zu diesem Zweck wurden eine Reihe von Technologien eingeführt, darunter das Resource Description Framework (RDF) als Datenmodell für Linked Data und das SPARQL Protocol and RDF Query Language (SPARQL) zum Abfragen dieser Informationen. Während bisher hauptsächlich die Erzeugung und Bereitstellung von Linked Data Forschungsgegenstand war, präsentiert die vorliegende Arbeit neuartige Verfahren zur besseren Nutzbarmachung. Insbesondere werden dafür Methoden zur Analyse und Verarbeitung von SPARQL-Anfragen entwickelt. Zunächst werden daher zwei Algorithmen vorgestellt, die die strukturelle Ähnlichkeit solcher Anfragen bestimmen. Beide Algorithmen werden auf eine große Anzahl von authentischen Anfragen angewandt, um sowohl die Güte der Ansätze als auch die ihrer Resultate zu untersuchen. Darauf aufbauend werden verschiedene Strategien erläutert, mittels derer optimiert auf Quellen von Linked Data zugegriffen werden kann. Es wird gezeigt, wie die dabei entwickelte Methode zur effektiven Verwendung von SPARQL-Endpunkten beiträgt, indem relevante Ergebnisse für mehrere nachfolgende Anfragen vorgeladen werden. Weiterhin werden in dieser Arbeit eine Reihe von Metriken eingeführt, die eine Einschätzung der technischen Eigenschaften solcher Endpunkte erlauben. Hierfür werden praxisrelevante Heuristiken entwickelt, die anschließend ausführlich mit Hilfe von konkreten Datenquellen analysiert werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden erörtert und in Hinblick auf die Verwendung der Endpunkte interpretiert. Des Weiteren wird der Einsatz einer skalierbaren Plattform vorgestellt, die die Entdeckung und Nutzung von Beständen an Linked Data erleichtert. Diese Plattform dient dabei sowohl zur Verarbeitung als auch zur Verfügbarstellung der zugehörigen Information, wie in einem exemplarischen Anwendungsfall erläutert wird.

Der Trend auch für schnelle, zeitkritische Regelungsaufgaben geht zunehmend in Richtung Feldbusse und Industrial Ethernet. Dem unbestreitbaren Nutzen der Kosteneinsparung stehen Probleme gegenüber: Die unsicheren Zeitbedingungen im Netz verschlechtern die dynamischen Eigenschaften digitaler Regelungen in unvorhersehbarer Weise. Diese Arbeit stellt eine praktikable Methodik vor, um die Regelgüte solcher Systeme sicher und aufwandsarm vorherzusagen.:1. Einführung 2. Übersicht bisher eingesetzter Beschreibungen 3. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 4. Einbindung in Regelkreise 5. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 6. Zuverlässigkeit der Aussagen 7. Anwendungsbeispiele 8. Zusammenfassung und Ausblick 9. Literaturverzeichnis / High dynamic, i.e. time-critical automatic feedback control systems are more and more implemented using field bus or industrial ethernet solutions. The cost-efficiency of these approaches is unchallengeable, but they also cause serious technical problems: Uncertain time behavior of data networks so far degrades the dynamic performance of digital closed-loop controls in an unpredictable manner. The research paper introduces a practicable, reliable and straightforward method to forecast the system behavior.:1. Einführung 2. Übersicht bisher eingesetzter Beschreibungen 3. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 4. Einbindung in Regelkreise 5. Statistische Beschreibung von Netzen mit wahlfreiem Zugriff 6. Zuverlässigkeit der Aussagen 7. Anwendungsbeispiele 8. Zusammenfassung und Ausblick 9. Literaturverzeichnis

Intelligent transport systems are preparing to welcome connected and automated vehicles (CAVs), although it is uncertain which algorithms should be employed for the effective and efficient management of CAV systems. Even though remarkable improvements in telecommunication technologies, such as vehicle-to-everything (V2X), enable communication and computation sharing among different agents, e.g. vehicles and infrastructures, within existing approaches, a significant part of the computation burden is still typically assigned to central units. Distributed algorithms, on the other hand, could alleviate traffic units from most, if not all, of the high dimensional calculation duties, while improving security and remaining effective. In this paper, we propose a formation-control-inspired distributed algorithm to rearrange vehicles’ passing time periods through an intersection and a novel formulation of the underlying trajectory optimization problem so that vehicles need to exchange and process only a limited amount of information. We include early simulation results to demonstrate the effectiveness of our approach.

International crash statistics indicate a decrease of bicycle crashes, but at a slower pace compared to total crash numbers. The share of crashes with involved cyclists is above the modal share (see [1] for an overview). Depending on sources, types of analyses, and geographic regions, crash statistics suggest high rates of singlebike crashes and crashes between cyclists and other vulnerable road users (VRUs) [2], while cars are opponents in more than half of all fatal crashes in the European Union [3]. The design of th.e road environment is of particular relevance for crash risks. A study from London found three times higher injury odds for cyclists at intersections [4]. Connected and automated vehicles (CAV) are frequently said to increase the safety level in road traffic since they are less prone to human errors [5]. This might hold true in transport systems with little complexity, such as highways [6]. However, when it comes to complex situations in multimodal systems with multiple interactions between different road users, such as intersections in urban environments, existing solutions are not sufficient yet in terms of protecting VRUs. ... In order to contribute to the safety of VRUs in the interplay with CAVs in current systems, we propose a geospatial model, which delineates potential interaction risk zones from high definition (HD) maps and enriching these zones with additional information. These enriched risk zones are then provided as standardized OGC web service, which can be integrated in V2X systems. With this, we contribute to the visibility, and thus the safety of VRUs in connected transport systems. From a methodological point of view, the proposed model is a first step in integrating spatial context and semantic information explicitly into V2X communication. [From: Introduction]

Stimuli sensitive polymers and hydrogels respond with large property changes to small physical and chemical stimuli (e.g. temperature, pH, ionic strength). The bulk behavior of these polymers is widely studied and they show an isotropic swelling. However, thin hydrogel layers of polymers on a substrate show a swelling behavior, which is constrained in some way. Therefore, size, confinement, patternability, response time and transition temperature of thin hydrogel layers are the most important parameters in technological applications and this study focuses on the investigation of these above-mentioned parameters. The aim of this study involves synthesis, characterization and application of thin photo-crosslinked hydrogel layers. Dimethylmaleimide (DMI) moiety was incorporated in the polymers chains and was used to introduce photo-crosslinking by [2+2] cyclodimerization reaction in the presence of UV irradiation. The following photo-crosslinkers based on DMI group were synthesized ? - Acrylate photo-crosslinker (DMIAm) - Acrylamide photo-crosslinker (DMIAAm) - Polyol photo-crosslinker (DMIPA, DMIPACl) The conventional free radical polymerization of above listed photo-crosslinker with its respective monomer resulted in formation of photo-crosslinkable polymers of (a) HEMA, (b) DMAAm, (c) NIPAAm/DMAAm, (d) NIPAAm/Cyclam. The properties of these polymers were investigated by NMR, UV-VIS spectroscopy, GPC and SPR. Thin hydrogel layers were prepared by spin coating on gold-coated LaSFN9 glass. The covalent attachment to the surface was achieved through an adhesion promoter. Swelling behavior of the thin polymer layers was thoroughly investigated by Surface Plasmon Resonance (SPR) Spectroscopy and Optical Waveguide Spectroscopy (OWS). SPR and OWS gave a wide range of information regarding the film thickness, swelling ratio, refractive index, and volume degree of swelling of the thin hydrogel layer. For hydrophilic photo-crosslinked hydrogel layers of HEMA and DMAAm, it was observed that the volume degree of swelling was independent of temperature changes but was dependent on the photo-crosslinker mol-% in the polymer. These surface attached thin hydrogel layer exhibited an anisotropic swelling. For NIPAAm photo-crosslinked hydrogel layers with DMAAm as a hydrophilic monomer, it was observed that both transition temperature (Tc) and volume degree of swelling increases with increase in the mol-% of DMAAm. To study the effect of film thickness on Tc and volume degree of swelling, hydrogels with wide range of film thickness were prepared and investigated by SPR. These results provided vital information on the swelling behavior of surface attached hydrogel layer and showed the versatility of SPR instrument for studying thin hydrogel layers. Later part of project involved synthesis of multilayer hydrogel assembly involving a thermoresponsive polymer and a hydrophilic polymer. The combination of two layers with photo-crosslinkable DMAAm polymer as base layer and photo-crosslinkable NIPAAm polymer as top layer formulate a multilayer assembly where, the base layer only swells in response to temperature and the top layer shows temperature dependent swelling. Photo-crosslinked hydrogel layers of NIPAAm, DMAAm and HEMA shows a high-resolution patterns when irradiated by UV light through a chromium mask. At last this study focused on an important application of these hydrogel layers for cell attachment processes. Cell growth, proliferation and spreading shows a biocompatible nature of these hydrogel surfaces. Such thermoresponsive photo-crosslinkable multilayer structure forms bases for future projects involving their use in actuator material and cell-attachment processes.

Wertschöpfungsstrukturen in der Gesellschaft passen sich vor dem Hintergrund globaler Herausforderungen sehr flexibel und dynamisch an ständig neue Anforderungen an. Innovative Wertschöpfung kann dabei immer weniger von einzelnen Akteuren in Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft geleistet werden, sondern verschiedene interdisziplinäre Kompetenzen müssen gebündelt werden, die zielorientierte Vernetzung von Wissen und Ressourcen muss gestaltet werden. Unbestechlicher Maßstab für den Erfolg jeglicher wirtschaftlicher Unternehmung und damit auch von vernetzten Wertschöpfungsketten ist der Kunde mit seinen individuellen Bedürfnissen, das heißt letztlich die Akzeptanz und Absatzchancen von Produkten und Dienstleistungen am Markt.

Connected and automated vehicles (CAVs) will behave fundamentally differently than human drivers. In mixed traffic, this could lead to inefficiencies and safety-critical situations since neither human drivers nor CAVs will be able to fully anticipate or predict surrounding traffic dynamics. Thus, some researchers proposed to separate CAVs from conventional vehicles by dedicating exclusive lanes to them. However, the separation of road infrastructure can negatively impact the system’s capacity. While the effects of CAV lanes were addressed for freeways, their deployment in urban settings is not yet fully understood. This paper systematically analyzes the effects of CAV-lanes in an urban setting accounting for the corresponding complexities. We employ microscopic traffic simulation to model traffic flow dynamics in a detailed manner and to be able to consider a wide array of supply-related characteristics. These concern intersection geometry, public transport operation, traffic signal control, and traffic management. Our study contributes to the existing literature by revealing the potential of CAV lanes in an urban setting while accounting for the behavioral and topological complexities. The results of this study can support decision-makers in the design of future urban transportation systems and to prepare cities for the upcoming era of automation in traffic.