@phdthesis{Kluegl2000, author = {Kl{\"u}gl, Franziska}, title = {Aktivit{\"a}tsbasierte Verhaltensmodellierung und ihre Unterst{\"u}tzung bei Multiagentensimulationen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2874}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2000}, abstract = {Durch Zusammenf{\"u}hrung traditioneller Methoden zur individuenbasierten Simulation und dem Konzept der Multiagentensysteme steht mit der Multiagentensimulation eine Methodik zur Verf{\"u}gung, die es erm{\"o}glicht, sowohl technisch als auch konzeptionell eine neue Ebene an Detaillierung bei Modellbildung und Simulation zu erreichen. Ein Modell beruht dabei auf dem Konzept einer Gesellschaft: Es besteht aus einer Menge interagierender, aber in ihren Entscheidungen autonomen Einheiten, den Agenten. Diese {\"a}ndern durch ihre Aktionen ihre Umwelt und reagieren ebenso auf die f{\"u}r sie wahrnehmbaren {\"A}nderungen in der Umwelt. Durch die Simulation jedes Agenten zusammen mit der Umwelt, in der er "lebt", wird die Dynamik im Gesamtsystem beobachtbar. In der vorliegenden Dissertation wurde ein Repr{\"a}sentationsschema f{\"u}r Multiagentensimulationen entwickelt werden, das es Fachexperten, wie zum Beispiel Biologen, erm{\"o}glicht, selbst{\"a}ndig ohne traditionelles Programmieren Multiagentenmodelle zu implementieren und mit diesen Experimente durchzuf{\"u}hren. Dieses deklarative Schema beruht auf zwei Basiskonzepten: Der K{\"o}rper eines Agenten besteht aus Zustandsvariablen. Das Verhalten des Agenten kann mit Regeln beschrieben werden. Ausgehend davon werden verschiedene Strukturierungsans{\"a}tze behandelt. Das wichtigste Konzept ist das der "Aktivit{\"a}t", einer Art "Verhaltenszustand": W{\"a}hrend der Agent in einer Aktivit{\"a}t A verweilt, f{\"u}hrt er die zugeh{\"o}rigen Aktionen aus und dies solange, bis eine Regel feuert, die diese Aktivit{\"a}t beendet und eine neue Aktivit{\"a}t ausw{\"a}hlt. Durch Indizierung dieser Regeln bei den zugeh{\"o}rigen Aktivit{\"a}ten und Einf{\"u}hrung von abstrakten Aktivit{\"a}ten entsteht ein Schema f{\"u}r eine vielf{\"a}ltig strukturierbare Verhaltensbeschreibung. Zu diesem Schema wurde ein Interpreter entwickelt, der ein derartig repr{\"a}sentiertes Modell ausf{\"u}hrt und so Simulationsexperimente mit dem Multiagentenmodell erlaubt. Auf dieser Basis wurde die Modellierungs- und Experimentierumgebung SeSAm ("Shell f{\"u}r Simulierte Agentensysteme") entwickelt. Sie verwendet vorhandene Konzepte aus dem visuellen Programmieren. Mit dieser Umgebung wurden Anwendungsmodelle aus verschiedenen Dom{\"a}nen realisiert: Neben abstrakten Spielbeispielen waren dies vor allem Fragestellungen zu sozialen Insekten, z.B. zum Verhalten von Ameisen, Bienen oder der Interaktion zwischen Bienenv{\"o}lkern und Milbenpopulationen.}, subject = {Agent }, language = {de} } @phdthesis{Hoehn2002, author = {H{\"o}hn, Holger}, title = {Multimediale, datenbankgest{\"u}tzte Lehr- und Lernplattformen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4049}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Die Dissertation befaßt sich mit der Entwicklung einer multimedialen, datenbankgest{\"u}tzten Lehr- und Lernplattform. Die entwickelten Module erm{\"o}glichen und erweitern nicht nur die M{\"o}glichkeit des Selbststudiums f{\"u}r den Studenten sondern erleichtern auch die Arbeit der Dozenten. Außerdem wird auch die Zusammenarbeit und der Austausch von Lernobjekten zwischen verschiedenen Institutionen erm{\"o}glicht. In der Lehr- und Lernplattform k{\"o}nnen verschiedene Lernobjekt-Typen verwaltet werden. Exemplarisch wurden die Typen Bilder, 3D-Animationen, Vorlesungen, Lerntexte, Fallbeispiele und Quizelemente integriert. Die Lehr- und Lernplattform besteht aus drei Bausteinen: 1. In der Lernobjekt-Datenbank werden alle Lernobjekt-Typen und Lernobjekte verwaltet. 2. Autorenwerkzeuge dienen zur Erstellung von Lernobjekten. 3. In der Lernplattform werden die Lernobjekte den Studenten zum (Selbst-)Lernen pr{\"a}sentiert. Neben den Vorteilen, die der Einsatz von E-Learning im allgemeinen bietet, wie die flexible Lernorganisation oder die Nutzung von Lerninhalten unabh{\"a}ngig von Ort und Zeit, zeichnet sich die entwickelte Lehr- und Lernplattform besonders durch folgende Punkte aus: Generierung von Lerninhalten h{\"o}herer Qualit{\"a}t durch multizentrische Expertenb{\"u}ndelung und Arbeitsteilung, Erweiterbarkeit auf andere, neue Lernobjekt-Typen, Verwaltbarkeit, Konsistenz, Flexibilit{\"a}t, geringer Verwaltungsaufwand, Navigationsm{\"o}glichkeiten f{\"u}r den Studenten, Personalisierbarkeit und Konformit{\"a}t zu internationalen Standards. Sowohl bei der Modellierung als auch bei der Umsetzung wurde darauf geachtet, m{\"o}glichst gut die Anforderungen der Dermatologie bei gleichzeitiger Erweiterbarkeit auf andere, {\"a}hnliche Szenarien zu erf{\"u}llen. Besonders einfach sollte die Anpassung der Plattform f{\"u}r andere bildorientierte Disziplinen sein.}, subject = {Multimedia}, language = {de} } @phdthesis{Schaefer2003, author = {Sch{\"a}fer, Dirk}, title = {Globale Selbstlokalisation autonomer mobiler Roboter - Ein Schl{\"u}sselproblem der Service-Robotik}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7601}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Die Dissertation behandelt die Problemstellung der globalen Selbstlokalisation autonomer mobiler Roboter, welche folgendermaßen beschrieben werden kann: Ein mobiler Roboter, eingesetzt in einem Geb{\"a}ude, kann unter Umst{\"a}nden das Wissen {\"u}ber seinen Standort verlieren. Man geht nun davon aus, dass dem Roboter eine Geb{\"a}udekarte als Modell zur Verf{\"u}gung steht. Mit Hilfe eines Laser-Entfernungsmessers kann das mobile Ger{\"a}t neue Informationen aufnehmen und damit bei korrekter Zuordnung zur Modellkarte geeignete hypothetische Standorte ermitteln. In der Regel werden diese Positionen aber mehrdeutig sein. Indem sich der Roboter intelligent in seiner Einsatzumgebung bewegt, kann er die urspr{\"u}nglichen Sensordaten verifizieren und ermittelt im besten Fall seine tats{\"a}chliche Position.F{\"u}r diese Problemstellung wird ein neuer L{\"o}sungsansatz in Theorie und Praxis pr{\"a}sentiert, welcher die jeweils aktuelle lokale Karte und damit alle Sensordaten mittels feature-basierter Matchingverfahren auf das Modell der Umgebung abbildet. Ein Explorationsalgorithmus bewegt den Roboter w{\"a}hrend der Bewegungsphase autonom zu Sensorpunkten, welche neue Informationen bereitstellen. W{\"a}hrend der Bewegungsphase werden dabei die bisherigen hypothetischen Positionen best{\"a}rkt oder geschw{\"a}cht, sodaß nach kurzer Zeit eine dominante Position, die tats{\"a}chliche Roboterposition,{\"u}brigbleibt.}, subject = {Mobiler Roboter}, language = {de} } @phdthesis{Kaussner2003, author = {Kaußner, Armin}, title = {Dynamische Szenerien in der Fahrsimulation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8286}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {In der Arbeit wird ein neues Konzept f{\"u}r Fahrsimulator-Datenbasen vorgestellt. Der Anwender entwirft eine auf seine Fragestellung zugeschnittene Datenbasis mithilfe einer einfachen Skriptsprache. Das Straßennetzwerk wird auf einer topologischen Ebene rep{\"a}sentiert. In jedem Simulationsschritt wird hieraus im Sichtbarkeitsbereich des Fahrers die geometrische Rep{\"a}sentation berechnet. Die f{\"u}r den Fahrer unsichtbaren Teile des Straßenetzwerks k{\"o}nnen w{\"a}hrend der Simulation ver{\"a}ndert werden. Diese Ver{\"a}nderungen k{\"o}nnen von der Route des Fahrers oder von den in der Simulation erhobenen Messerten abh{\"a}ngen. Zudem kann der Anwender das Straßennetzwerk interaktiv ver{\"a}ndern. Das vorgestellte Konzept bietet zahlreiche M{\"o}glichkeiten zur Erzeugung reproduzierbarer Szenarien f{\"u}r Experimente in Fahrsimulatoren.}, subject = {Straßenverkehr}, language = {de} } @phdthesis{Wolz2003, author = {Wolz, Frank}, title = {Ein generisches Konzept zur Modellierung und Bewertung feldprogrammierbarer Architekturen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7944}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Gegenstand der Arbeit stellt eine erstmalig unternommene, architektur{\"u}bergreifende Studie {\"u}ber feldprogrammierbare Logikbausteine zur Implementierung synchroner Schaltkreise dar. Zun{\"a}chst wird ein Modell f{\"u}r allgemeine feldprogrammiebare Architekturen basierend auf periodischen Graphen definiert. Schließlich werden Bewertungsmaße f{\"u}r Architekturen und Schaltkreislayouts angegeben zur Charakterisierung struktureller Eigenschaften hinsichtlich des Verhaltens in Chipfl{\"a}chenverbrauch und Signalverz{\"o}gerung. Ferner wird ein generisches Layout-Werkzeug entwickelt, das f{\"u}r beliebige Architekturen und Schaltkreise Implementierungen berechnen und bewerten kann. Abschließend werden neun ressourcenminimalistische Architekturen mit Maschen- und mit Inselstruktur einander gegen{\"u}bergestellt.}, subject = {Gay-Array-Bauelement}, language = {de} } @phdthesis{Kluge2004, author = {Kluge, Boris}, title = {Motion coordination for a mobile robot in dynamic environments}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15508}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Generating coordinated motion for a mobile robot operating in natural, continuously changing environments among moving obstacles such as humans is a complex task which requires the solution of various sub problems. In this thesis, we will cover the topics of perception and navigation in dynamic environments, as well as reasoning about the motion of the obstacles and of the robot itself. Perception is mainly considered for a laser range finder, and an according method for obstacle detection and tracking is proposed. Network optimization algorithms are used for data association in the tracking step, resulting in considerable robustness with respect to clutter by small objects. Navigation in general is accomplished using an adaptation of the velocity obstacle approach to the given vehicle kinematics, and cooperative motion coordination between the robot and a human guide is achieved using an appropriate selection rule for collision-free velocities. Next, the robot is enabled to compare its path to the path of a human guide using one of a collection of presented distance measures, which permits the detection of exceptional conditions. Furthermore, a taxonomy for the assessment of situations concerning the robot is presented, and following a summary of existing approaches to more intelligent and comprehensive perception, we propose a method for obstruction detection. Finally, a new approach to reflective navigation behaviors is described where the robot reasons about intelligent moving obstacles in its environment, which allows to adjust the character of the robot motion from regardful and defensive to more self-confident and aggressive behaviors.}, subject = {Bewegungsablauf}, language = {de} } @phdthesis{Binder2006, author = {Binder, Andreas}, title = {Die stochastische Wissenschaft und zwei Teilsysteme eines Web-basierten Informations- und Anwendungssystems zu ihrer Etablierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26146}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Das stochastische Denken, die Bernoullische Stochastik und dessen informationstechnologische Umsetzung, namens Stochastikon stellen die Grundlage f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis und die erfolgreiche Nutzung einer stochastischen Wissenschaft dar. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt eine Kl{\"a}rung des Begriffs des stochastischen Denkens, eine anschauliche Darstellung der von Elart von Collani entwickelten Bernoullischen Stochastik und eine Beschreibung von Stochastikon. Dabei werden sowohl das Gesamtkonzept von Stochastikon, sowie die Ziele, Aufgaben und die Realisierung der beiden Teilsysteme namens Mentor und Encyclopedia vorgestellt. Das stochastische Denken erlaubt eine realit{\"a}tsnahe Sichtweise der Dinge, d.h. eine Sichtweise, die mit den menschlichen Beobachtungen und Erfahrungen im Einklang steht und somit die Unsicherheit {\"u}ber zuk{\"u}nftige Entwicklungen ber{\"u}cksichtigt. Der in diesem Kontext verwendete Begriff der Unsicherheit bezieht sich ausschließlich auf zuk{\"u}nftige Entwicklungen und {\"a}ußert sich in Variabilit{\"a}t. Quellen der Unsicherheit sind einerseits die menschliche Ignoranz und andererseits der Zufall. Unter Ignoranz wird hierbei die Unwissenheit des Menschen {\"u}ber die unbekannten, aber feststehenden Fakten verstanden, die die Anfangsbedingungen der zuk{\"u}nftigen Entwicklung repr{\"a}sentieren. Die Bernoullische Stochastik liefert ein Regelwerk und erm{\"o}glicht die Entwicklung eines quantitativen Modells zur Beschreibung der Unsicherheit und expliziter Einbeziehung der beiden Quellen Ignoranz und Zufall. Das Modell tr{\"a}gt den Namen Bernoulli-Raum und bildet die Grundlage f{\"u}r die Herleitung quantitativer Verfahren, um zuverl{\"a}ssige und genaue Aussagen sowohl {\"u}ber die nicht-existente zuf{\"a}llige Zukunft (Vorhersageverfahren), als auch {\"u}ber die unbekannte feststehende Vergangenheit (Messverfahren). Das Softwaresystem Stochastikon implementiert die Bernoullische Stochastik in Form einer Reihe autarker, miteinander kommunizierender Teilsysteme. Ziel des Teilsystems Encyclopedia ist die Bereitstellung und Bewertung stochastischen Wissens. Das Teilsystem Mentor dient der Unterst{\"u}tzung des Anwenders bei der Probleml{\"o}sungsfindung durch Identifikation eines richtigen Modells bzw. eines korrekten Bernoulli-Raums. Der L{\"o}sungsfindungsprozess selber enth{\"a}lt keinerlei Unsicherheit. Die ganze Unsicherheit steckt in der L{\"o}sung, d.h. im Bernoulli-Raum, der explizit die vorhandene Unwissenheit (Ignoranz) und den vorliegenden Zufall abdeckend enth{\"a}lt.}, subject = {Stochastik}, language = {de} } @phdthesis{Herrler2007, author = {Herrler, Rainer}, title = {Agentenbasierte Simulation zur Ablaufoptimierung in Krankenh{\"a}usern und anderen verteilten, dynamischen Umgebungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24483}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Verteilte dynamische Systeme unter lokalen und globalen Gesichtspunkten zu optimieren ist eine schwierige Aufgabe. Zwar sind grunds{\"a}tzliche Auswirkungen einzelner Maßnahmen h{\"a}ufig bekannt, durch widerstrebende Ziele, Wechselwirkungen zwischen Prozessen und Nebenwirkungen von Maßnahmen ist ein analytisches Vorgehen bei der Optimierung nicht m{\"o}glich. Besonders schwierig wird es, wenn lokale Einheiten einerseits ihre Ziele und Autonomie behalten sollen, aber durch zentrale Vorgaben bzw. Anreize so gesteuert werden sollen, dass ein {\"u}bergeordnetes Ziel erreicht wird. Ein praktisches Beispiel dieses allgemeinen Optimierungsproblems findet sich im Gesundheitswesen. Das Management von modernen Kliniken ist stets mit dem Problem konfrontiert, die Qualit{\"a}t der Pflege zu gew{\"a}hrleisten und gleichzeitig kosteneffizient zu arbeiten. Hier gilt es unter gegeben Rahmenbedingungen und bei Respektierung der Autonomie der Funktionseinheiten, Optimierungsmaßnahmen zu finden und durchzuf{\"u}hren. Vorhandene Werkzeuge zur Simulation und Modellierung bieten f{\"u}r diese Aufgabe keine ausreichend guten Vorgehensmodelle und Modellierungsmechanismen. Die agentenbasierte Simulation erm{\"o}glicht die Abbildung solcher Systeme und die Durchf{\"u}hrung von Simulationsexperimenten zur Bewertung einzelner Maßnahmen. Es werden L{\"o}sungswege und Werkzeuge vorgestellt und evaluiert, die den Benutzer bei der Formalisierung des Wissens und der Modellierung solch komplexer Szenarien unterst{\"u}tzen und ein systematisches Vorgehen zur Optimierung erm{\"o}glichen.}, subject = {Simulation}, language = {de} } @phdthesis{Fehler2010, author = {Fehler, Manuel}, title = {Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64762}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird das Problem der Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen (ABS) behandelt, also das Problem, die Parameterwerte eines Agenten-basierten Simulationsmodells so einzustellen, dass valides Simulationsverhalten erreicht wird. Das Kalibrierungsproblem f{\"u}r Simulationen an sich ist nicht neu und ist im Rahmen klassischer Simulationsparadigmen, wie z.B. der Makro-Simulation, fester Bestandteil der Forschung. Im Vergleich zu den dort betrachteten Kalibrierungsproblemen zeichnet sich das Kalibrierungsproblem f{\"u}r ABS jedoch durch eine Reihe zus{\"a}tzlicher Herausforderungen aus, welche die direkte Anwendung existierender Kalibrierungsverfahren in begrenzter Zeit erschweren, bzw. nicht mehr sinnvoll zulassen. Die L{\"o}sung dieser Probleme steht im Zentrum dieser Dissertation: Das Ziel besteht darin, den Nutzer bei der Kalibrierung von ABS auf der Basis von unzureichenden, potentiell fehlerhaften Daten und Wissen zu unterst{\"u}tzen. Dabei sollen drei Hauptprobleme gel{\"o}st werden: 1)Vereinfachung der Kalibrierung großer Agenten-Parametermengen auf der Mikro- Ebene in Agenten-basierten Simulationen durch Ausnutzung der spezifischen Struktur von ABS (n{\"a}mlich dem Aufbau aus einer Menge von Agentenmodellen). 2)Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen, so dass auf allen relevanten Beobachtungsebenen valides Simulationsverhalten erzeugt wird (mindestens Mikro und Makro-Ebene). Als erschwerende Randbedingung muss die Kalibrierung unter der Voraussetzung einer Makro-Mikro-Wissensl{\"u}cke durchgef{\"u}hrt werden. 3)Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen auf der Mikro-Ebene unter der Voraussetzung, dass zur Kalibrierung einzelner Agentenmodelle nicht ausreichend und potentiell verf{\"a}lschte Daten zur Verhaltensvalidierung zur Verf{\"u}gung stehen. Hierzu wird in dieser Arbeit das sogenannte Makro-Mikro-Verfahren zur Kalibrierung von Agenten-basierten Simulationen entwickelt. Das Verfahren besteht aus einem Basisverfahren, das im Verlauf der Arbeit um verschiedene Zusatzverfahren erweitert wird. Das Makro-Mikro-Verfahren und seine Erweiterungen sollen dazu dienen, die Modellkalibrierung trotz stark verrauschter Daten und eingeschr{\"a}nktem Wissen {\"u}ber die Wirkungszusammenh{\"a}nge im Originalsystem geeignet zu erm{\"o}glichen und dabei den Kalibrierungsprozess zu beschleunigen: 1) Makro-Mikro-Kalibrierungsverfahren: Das in dieser Arbeit entwickelte Makro- Mikro-Verfahren unterst{\"u}tzt den Nutzer durch eine kombinierte Kalibrierung auf der Mikro- und der Makro-Beobachtungsebene, die gegebenenfalls durch Zwischenebenen erweitert werden kann. Der Grundgedanke des Verfahrens besteht darin, das Kalibrierungsproblem in eines auf aggregierter Verhaltensebene und eines auf der Ebene des Mikro-Agentenverhaltens aufzuteilen. Auf der Makro-Ebene wird nach validen idealen aggregierten Verhaltensmodellen (IVM) der Agenten gesucht. Auf der Mikro-Ebene wird versucht die individuellen Modelle der Agenten auf Basis des erw{\"u}nschten Gesamtverhaltens und der ermittelten IVM so zu kalibrieren, das insgesamt Simulationsverhalten entsteht, das sowohl auf Mikro- als auch auf Makro-Ebene valide ist. 2) Erweiterung 1: Robuste Kalibrierung: Um den Umgang mit potentiell verrauschten Validierungskriterien (d.h. mit verrauschten Daten {\"u}ber ein Originalsystem, auf denen die Validierungskriterien der Simulation beruhen) und Modellteilen w{\"a}hrend der Kalibrierung von ABS zu erm{\"o}glichen, wird eine robuste Kalibrierungstechnik zur Anwendung im Makro-Mikro-Verfahren entwickelt. 3) Erweiterung 2: Kalibrierung mit Heterogenit{\"a}tssuche: Als zweite Erweiterung des Makro-Mikro-Verfahrens wird ein Verfahren entwickelt, das das Problem des unklaren Detaillierungsgrades von ABS auf der Ebene der Parameterwerte adressiert. Prinzipiell kann zwar jeder Agent unterschiedliche Parameterwerte verwenden, obwohl eine geringere Heterogenit{\"a}t zur Erzeugung validen Verhaltens ausreichend w{\"a}re. Die entwickelte Erweiterung versucht, w{\"a}hrend der Kalibrierung, eine geeignete Heterogenit{\"a}tsauspr{\"a}gung f{\"u}r die Parameterwerte der Agenten zu ermitteln. Unter einer Heterogenit{\"a}tsauspr{\"a}gung wird dabei eine Einteilung der simulierten Agenten in Gruppen mit jeweils gleichen Parameterwerten verstanden. Die Heterogenit{\"a}tssuche dient dazu, einen Kompromiss zu finden zwischen der Notwendigkeit, sehr große Parametersuchr{\"a}ume durchsuchen zu m{\"u}ssen und gleichzeitig den Suchraum so klein wie m{\"o}glich halten zu wollen.}, subject = {Computersimulation}, language = {de} } @phdthesis{Selbach2011, author = {Selbach, Stefan}, title = {Hybride bitparallele Volltextsuche}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-66476}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Der große Vorteil eines q-Gramm Indexes liegt darin, dass es m{\"o}glich ist beliebige Zeichenketten in einer Dokumentensammlung zu suchen. Ein Nachteil jedoch liegt darin, dass bei gr{\"o}ßer werdenden Datenmengen dieser Index dazu neigt, sehr groß zu werden, was mit einem deutlichem Leistungsabfall verbunden ist. In dieser Arbeit wird eine neuartige Technik vorgestellt, die die Leistung eines q-Gramm Indexes mithilfe zus{\"a}tzlicher M-Matrizen f{\"u}r jedes q-Gramm und durch die Kombination mit einem invertierten Index erh{\"o}ht. Eine M-Matrix ist eine Bit-Matrix, die Informationen {\"u}ber die Positionen eines q-Gramms enth{\"a}lt. Auch bei der Kombination von zwei oder mehreren Q-Grammen bieten diese M-Matrizen Informationen {\"u}ber die Positionen der Kombination. Dies kann verwendet werden, um die Komplexit{\"a}t der Zusammenf{\"u}hrung der q-Gramm Trefferlisten f{\"u}r eine gegebene Suchanfrage zu reduzieren und verbessert die Leistung des n-Gramm-invertierten Index. Die Kombination mit einem termbasierten invertierten Index beschleunigt die durchschnittliche Suchzeit zus{\"a}tzlich und vereint die Vorteile beider Index-Formate. Redundante Informationen werden in dem q-Gramm Index reduziert und weitere Funktionalit{\"a}t hinzugef{\"u}gt, wie z.B. die Bewertung von Treffern nach Relevanz, die M{\"o}glichkeit, nach Konzepten zu suchen oder Indexpartitionierungen nach Wichtigkeit der enthaltenen Terme zu erstellen.}, subject = {Information Retrieval}, language = {de} } @phdthesis{Dang2012, author = {Dang, Nghia Duc}, title = {Konzeption und Evaluation eines hybriden, skalierbaren Werkzeugs zur mechatronischen Systemdiagnose am Beispiel eines Diagnosesystems f{\"u}r freie Kfz-Werkst{\"a}tten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70774}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Die Entwicklung eines wissensbasierten Systems, speziell eines Diagnosesystems, ist eine Teildisziplin der k{\"u}nstlichen Intelligenz und angewandten Informatik. Im Laufe der Forschung auf diesem Gebiet wurden verschiedene L{\"o}sungsans{\"a}tze mit unterschiedlichem Erfolg bei der Anwendung in der Kraftfahrzeugdiagnose entwickelt. Diagnosesysteme in Vertragswerkst{\"a}tten, das heißt in Fahrzeughersteller gebundenen Werkst{\"a}tten, wenden haupts{\"a}chlich die fallbasierte Diagnostik an. Zum einen h{\"a}lt sich hier die Fahrzeugvielfalt in Grenzen und zum anderen besteht eine Meldepflicht bei neuen, nicht im System vorhandenen F{\"a}llen. Die freien Werkst{\"a}tten verf{\"u}gen nicht {\"u}ber eine solche Datenbank. Somit ist der fallbasierte Ansatz schwer umsetzbar. In freien Werkst{\"a}tten - Fahrzeughersteller unabh{\"a}ngigen Werkst{\"a}tten - basiert die Fehlersuche haupts{\"a}chlich auf Fehlerb{\"a}umen. Wegen der wachsenden Fahrzeugkomplexit{\"a}t, welche wesentlich durch die stark zunehmende Anzahl der durch mechatronische Systeme realisierten Funktionen bedingt ist, und der steigenden Typenvielfalt ist die gef{\"u}hrte Fehlersuche in freien Werkst{\"a}tten nicht immer zielf{\"u}hrend. Um die Unterst{\"u}tzung des Personals von freien Werkst{\"a}tten bei der zuk{\"u}nftigen Fehlersuche zu gew{\"a}hrleisten, werden neue Generationen von herstellerunabh{\"a}ngigen Diagnosetools ben{\"o}tigt, die die Probleme der Variantenvielfalt und Komplexit{\"a}t l{\"o}sen. In der vorliegenden Arbeit wird ein L{\"o}sungsansatz vorgestellt, der einen qualitativen, modellbasierten Diagnoseansatz mit einem auf heuristischem Diagnosewissen basierenden Ansatz vereint. Neben der Grundlage zur Wissenserhebung werden in dieser Arbeit die theoretische Grundlage zur Beherrschung der Variantenvielfalt sowie die Tests f{\"u}r die erstellten Diagnosemodelle behandelt. Die Diagnose ist symptombasiert und die Inferenzmechanismen zur Verarbeitung des Diagnosewissens sind eine Kombination aus Propagierung der abweichenden physikalischen Gr{\"o}ßen im Modell und der Auswertung des heuristischen Wissens. Des Weiteren werden in dieser Arbeit verschiedene Aspekte der Realisierung der entwickelten theoretischen Grundlagen dargestellt, zum Beispiel: Systemarchitektur, Wissenserhebungsprozess, Ablauf des Diagnosevorgangs in den Werkst{\"a}tten. Die Evaluierung der entwickelten L{\"o}sung bei der Wissenserhebung in Form von Modellerstellungen und Modellierungsworkshops sowie Feldtests dient nicht nur zur Best{\"a}tigung des entwickelten Ansatzes, sondern auch zur Ideenfindung f{\"u}r die Integration der entwickelten Tools in die existierende IT-Infrastruktur.}, subject = {Diagnosesystem}, language = {de} } @phdthesis{Wojtkowiak2018, author = {Wojtkowiak, Harald}, title = {Planungssystem zur Steigerung der Autonomie von Kleinstsatelliten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-163569}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Der Betrieb von Satelliten wird sich in Zukunft gravierend {\"a}ndern. Die bisher ausge{\"u}bte konventionelle Vorgehensweise, bei der die Planung der vom Satelliten auszuf{\"u}hrenden Aktivit{\"a}ten sowie die Kontrolle hier{\"u}ber ausschließlich vom Boden aus erfolgen, st{\"o}ßt bei heutigen Anwendungen an ihre Grenzen. Im schlimmsten Fall verhindert dieser Umstand sogar die Erschließung bisher ungenutzter M{\"o}glichkeiten. Der Gewinn eines Satelliten, sei es in Form wissenschaftlicher Daten oder der Vermarktung satellitengest{\"u}tzter Dienste, wird daher nicht optimal ausgesch{\"o}pft. Die Ursache f{\"u}r dieses Problem l{\"a}sst sich im Grunde auf eine ausschlaggebende Tatsache zur{\"u}ckf{\"u}hren: Konventionelle Satelliten k{\"o}nnen ihr Verhalten, d.h. die Folge ihrer T{\"a}tigkeiten, nicht eigenst{\"a}ndig anpassen. Stattdessen erstellt das Bedienpersonal am Boden - vor allem die Operatoren - mit Hilfe von Planungssoftware feste Ablaufpl{\"a}ne, die dann in Form von Kommandosequenzen von den Bodenstationen aus an die jeweiligen Satelliten hochgeladen werden. Dort werden die Befehle lediglich {\"u}berpr{\"u}ft, interpretiert und strikt ausgef{\"u}hrt. Die Abarbeitung erfolgt linear. Situationsbedingte {\"A}nderungen, wie sie vergleichsweise bei der Codeausf{\"u}hrung von Softwareprogrammen durch Kontrollkonstrukte, zum Beispiel Schleifen und Verzweigungen, {\"u}blich sind, sind typischerweise nicht vorgesehen. Der Operator ist daher die einzige Instanz, die das Verhalten des Satelliten mittels Kommandierung, per Upload, beeinflussen kann, und auch nur dann, wenn ein direkter Funkkontakt zwischen Satellit und Bodenstation besteht. Die dadurch m{\"o}glichen Reaktionszeiten des Satelliten liegen bestenfalls bei einigen Sekunden, falls er sich im Wirkungsbereich der Bodenstation befindet. Außerhalb des Kontaktfensters kann sich die Zeitschranke, gegeben durch den Orbit und die aktuelle Position des Satelliten, von einigen Minuten bis hin zu einigen Stunden erstrecken. Die Signallaufzeiten der Funk{\"u}bertragung verl{\"a}ngern die Reaktionszeiten um weitere Sekunden im erdnahen Bereich. Im interplanetaren Raum erstrecken sich die Zeitspannen aufgrund der immensen Entfernungen sogar auf mehrere Minuten. Dadurch bedingt liegt die derzeit technologisch m{\"o}gliche, bodengest{\"u}tzte, Reaktionszeit von Satelliten bestenfalls im Bereich von einigen Sekunden. Diese Einschr{\"a}nkung stellt ein schweres Hindernis f{\"u}r neuartige Satellitenmissionen, bei denen insbesondere nichtdeterministische und kurzzeitige Ph{\"a}nomene (z.B. Blitze und Meteoreintritte in die Erdatmosph{\"a}re) Gegenstand der Beobachtungen sind, dar. Die langen Reaktionszeiten des konventionellen Satellitenbetriebs verhindern die Realisierung solcher Missionen, da die verz{\"o}gerte Reaktion erst erfolgt, nachdem das zu beobachtende Ereignis bereits abgeschlossen ist. Die vorliegende Dissertation zeigt eine M{\"o}glichkeit, das durch die langen Reaktionszeiten entstandene Problem zu l{\"o}sen, auf. Im Zentrum des L{\"o}sungsansatzes steht dabei die Autonomie. Im Wesentlichen geht es dabei darum, den Satelliten mit der F{\"a}higkeit auszustatten, sein Verhalten, d.h. die Folge seiner T{\"a}tigkeiten, eigenst{\"a}ndig zu bestimmen bzw. zu {\"a}ndern. Dadurch wird die direkte Abh{\"a}ngigkeit des Satelliten vom Operator bei Reaktionen aufgehoben. Im Grunde wird der Satellit in die Lage versetzt, sich selbst zu kommandieren. Die Idee der Autonomie wurde im Rahmen der zugrunde liegenden Forschungsarbeiten umgesetzt. Das Ergebnis ist ein autonomes Planungssystem. Dabei handelt es sich um ein Softwaresystem, mit dem sich autonomes Verhalten im Satelliten realisieren l{\"a}sst. Es kann an unterschiedliche Satellitenmissionen angepasst werden. Ferner deckt es verschiedene Aspekte des autonomen Satellitenbetriebs, angefangen bei der generellen Entscheidungsfindung der T{\"a}tigkeiten, {\"u}ber die zeitliche Ablaufplanung unter Einbeziehung von Randbedingungen (z.B. Ressourcen) bis hin zur eigentlichen Ausf{\"u}hrung, d.h. Kommandierung, ab. Das Planungssystem kommt als Anwendung in ASAP, einer autonomen Sensorplattform, zum Einsatz. Es ist ein optisches System und dient der Detektion von kurzzeitigen Ph{\"a}nomenen und Ereignissen in der Erdatmosph{\"a}re. Die Forschungsarbeiten an dem autonomen Planungssystem, an ASAP sowie an anderen zu diesen in Bezug stehenden Systemen wurden an der Professur f{\"u}r Raumfahrttechnik des Lehrstuhls Informatik VIII der Julius-Maximilians-Universit{\"a}t W{\"u}rzburg durchgef{\"u}hrt.}, subject = {Planungssystem}, language = {de} }