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An Hochschulen ist eine zunehmende generationale Durchmischung der Beschäftigten zu beobachten (vgl. Gülker 2011). Erklärungsansätze, warum dies so ist, beziehen sich insbesondere auf zwei Entwicklungen: zum einen den demografischen Wandel, zum anderen einen sich verändernden Führungsstil in Organisationen.
The paper presents a bond graph model-based approach to active fault tolerant control (FTC) that makes use of residuals of analytical redundancy relations (ARRs). The latter ones are computed in order to decide whether a fault has occurred. Given a single fault hypothesis can be adopted, an advantage is that the time for isolating a fault among potential fault candidates that contribute to an ARR by means of parameter estimation may be saved and as long as ARR residuals are within their thresholds no input reconstruction at all is needed. It is shown that ARR residuals can be used for estimation of faults that can be isolated. ARR based input reconstruction is demonstrated by application to a buck-converter driven DC motor as a simple example of a switched power electronic system for which an averaged bond graph model is used. Scilab simulation runs confirm analytical results. If a required input cannot be determined analytically, it can be obtained by numerically solving a differential-algebraic equations (DAE) system.
Knowledge economics is the most important issue when designing an enterprise knowledge management system. This paper presents a 4-pillar-model which enables the design of an economically efficient knowledge management system and it documents how this model was applied to establish a knowledge management system in the internal consultancy unit of a large German enterprise in the information and communication technology sector. Eventually, the knowledge economics of the conceived system are assessed in order to improve the enterprise knowledge management system. The structure of the 4-pillar-model itself anticipates utility in all types of (re-) organisation projects.
We report on two experiments that deploy low-frequency audio and strong vibrations to induce haptic-like sensations throughout the human body. Vibration is quite frequently deployed in immersive systems, for example to provide collision feedback, but its actual effects are not well understood [Kruijff & Pander 2005; Kruijff et al. 2015]. The starting point of our experiments was a study by Rasmussen [Rasmussen 1982], which found that different vibration frequencies were experienced differently throughout the body. We will show how vibrations affect sensations throughout the body and may provide some directional cues to some parts of the body, yet also illustrate the difficulties.
Langfristige Finanzierungen tragen wesentlich zur Beruhigung der Märkte und damit zur Stabilität von Volkswirtschaften bei. Dies zeigt eindrucksvoll das Beispiel des deutschen Marktes für Wohnungsfinanzierungen. Bedingt durch die neuen Finanzmarktregulierungen wie Basel III und Solvency II wird sich der Markt für langfristige Finanzierungen jedoch verkleinern, da Banken Anreize erhalten, eher kurzfristige Darlehen zu vergeben. Andere Finanzintermediäre, etwa Versicherungen oder Fonds, werden diese Lücke kaum schließen können. Zwar werden alternative Finanzintermediäre aufgrund von Vorteilen in der Regulierung ihre Kreditvergabe erhöhen, aber wegen fehlender Erfahrungen und Anreize werden sie den Mangel an Langfristfinanzierungen nicht beheben können. Geboten ist daher eine Anpassung des Regelwerks, damit der Bankensektor robuster wird, gleichzeitig aber seine originären volkswirtschaftlichen Funktionen weiter erfüllen kann.
Die vorliegende Arbeit widmet sich dem Aufbau und Betrieb eines Teststandes zur kontinuierlichen solaren Methanreformierung. Für den Teststand, der in einem Hochleistungsstrahler aufgebaut wird, werden Verfahrenskomponenten sowie Mess- und Regelungstechniken ausgewählt, platziert und ein Regelungskonzept erstellt. Mit dem Programm LabVIEW werden die erfassten Mess- und Regelungsgrößen grafisch angezeigt, gespeichert und eine vor-läufige Bestimmung der Prozessgüte durchgeführt. Um die Qualität der Messergebnisse zu steigern, wird die Messunsicherheit der verwendeten Messtechnik berechnet. Für die solare Methanreformierung wird ein Absorber mit neuartiger Zweikanalstruktur in einen bereits bestehenden Receiver integriert. In der einen Hälfte der Kanalstruktur findet die Methanreformierungsreaktion statt. In den restlichen Kanälen kann ein Wärmeaustauch mit dem Medium Luft erfolgen, um einen Wärmespeicher zu beladen bzw. im Nachtbetrieb Wärme aus dem Speicher wieder in den Receiver einzukoppeln. Für die Inbetriebnahme werden Mess- und Regelungskomponenten kalibriert und ein Gaserhitzer für die Verwendung im Teststand entwickelt und optimiert. Weiterhin werden die Inbetriebnahme und Versuchspläne für die erste Testkampagne ausgearbeitet.
Lehren an Hochschulen
(2015)
Die Servicestelle Lehrbeauftragtenpool ist ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Verbundprojekt der Hochschulen Bonn-Rhein-Sieg, Düsseldorf, Niederrhein und Rhein-Waal. Unser Ziel ist es, die Qualität der Lehre zu verbessern, indem wir Menschen mit Berufserfahrung an die Hochschulen und in die Lehre bringen.
Extraction of text information from visual sources is an important component of many modern applications, for example, extracting the text from traffic signs on a road scene in an autonomous vehicle. For natural images or road scenes this is a unsolved problem. In this thesis the use of histogram of stroke widths (HSW) for character and noncharacter region classification is presented. Stroke widths are extracted using two methods. One is based on the Stroke Width Transform and another based on run lengths. The HSW is combined with two simple region features– aspect and occupancy ratios– and then a linear SVM is used as classifier. One advantage of our method over the state of the art is that it is script-independent and can also be used to verify detected text regions with the purpose of reducing false positives. Our experiments on generated datasets of Latin, CJK, Hiragana and Katakana characters show that the HSW is able to correctly classify at least 90% of the character regions, a similar figure is obtained for non-character regions. This performance is also obtained when training the HSW with one script and testing with a different one, and even when characters are rotated. On the English and Kannada portions of the Chars74K dataset we obtained over 95% correctly classified character regions. The use of raycasting for text line grouping is also proposed. By combining it with our HSW-based character classifier, a text detector based on Maximally Stable Extremal Regions (MSER) was implemented. The text detector was evaluated on our own dataset of road scenes from the German Autobahn, where 65% precision, 72% recall with a f-score of 69% was obtained. Using the HSW as a text verifier increases precision while slightly reducing recall. Our HSW feature allows the building of a script-independent and low parameter count classifier for character and non-character regions.
Advanced driver assistance systems (ADAS) are technology systems and devices designed as an aid to the driver of a vehicle. One of the critical components of any ADAS is the traffic sign recognition module. For this module to achieve real-time performance, some preprocessing of input images must be done, which consists of a traffic sign detection (TSD) algorithm to reduce the possible hypothesis space. Performance of TSD algorithm is critical.
One of the best algorithms used for TSD is the Radial Symmetry Detector (RSD), which can detect both Circular [7] and Polygonal traffic signs [5]. This algorithm runs in real-time on high end personal computers, but computational performance of must be improved in order to be able to run in real-time in embedded computer platforms.
To improve the computational performance of the RSD, we propose a multiscale approach and the removal of a gaussian smoothing filter used in this algorithm. We evaluate the performance on both computation times, detection and false positive rates on a synthetic image dataset and on the german traffic sign detection benchmark [29].
We observed significant speedups compared to the original algorithm. Our Improved Radial Symmetry Detector is up to 5.8 times faster than the original on detecting Circles, up to 3.8 times faster on Triangle detection, 2.9 times faster on Square detection and 2.4 times faster on Octagon detection. All of this measurements were observed with better detection and false positive rates than the original RSD.
When evaluated on the GTSDB, we observed smaller speedups, in the range of 1.6 to 2.3 times faster for Circle and Regular Polygon detection, but for Circle detection we observed a decreased detection rate than the original algorithm, while for Regular Polygon detection we always observed better detection rates. False positive rates were high, in the range of 80% to 90%.
We conclude that our Improved Radial Symmetry Detector is a significant improvement of the Radial Symmetry Detector, both for Circle and Regular polygon detection. We expect that our improved algorithm will lead the way to obtain real-time traffic sign detection and recognition in embedded computer platforms.
Der Einsatz von Agentensystemen ist vielfältig, dennoch sind aktuelle Realisierungen lediglich in der Lage primär regelkonformes oder aber „geskriptetes“ Verhalten auch unter Einsatz von randomisierten Verfahren abzubilden. Für eine realistische Repräsentation sind jedoch auch Abweichungen von den Regeln notwendig, die nicht zufällig sondern kontextbedingt auftreten. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde ein realitätsnaher Straßenverkehrssimulator realisiert, der mittels eines detailliert definierten Systems für kognitive Agenten auch diese irregulären Verhaltensweisen generiert und somit ein realistisches Verkehrsverhalten für die Verwendung in VR-Anwendungen simuliert. Durch das Erweitern der Agenten mit psychologischen Persönlichkeitsprofilen, basierend auf dem „Fünf-Faktoren-Modell“, zeigen die Agenten individualisierte und gleichzeitig konsistente Verhaltensmuster. Ein dynamisches Emotionsmodell sorgt zusätzlich für eine situationsbedingte Adaption des Verhaltens, z.B. bei langen Wartezeiten. Da die detaillierte Simulation kognitiver Prozesse, der Persönlichkeitseinflüsse und der emotionalen Zustände erhebliche Rechenleistungen verlangt, wurde ein mehrschichtiger Simulationsansatz entwickelt, der es erlaubt den Detailgrad der Berechnung und Darstellung jedes Agenten während der Simulation stufenweise zu verändern, so dass alle im System befindlichen Agenten konsistent simuliert werden können. Im Rahmen diverser Evaluierungsiterationen in einer bestehenden VR-Anwendung – dem FIVIS-Fahrradfahrsimulator des Antragstellers - konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, dass die realisierten Konzepte die ursprünglich formulierten Forschungsfragestellung überzeugend und effizient lösen.
Praxisorientierte, wissenschaftliche Lehre und Forschung in enger Zusammenarbeit mit Unternehmen, Organisationen und gesellschaftlichen Gruppierungen ist das zentrale Leitbild des Fachbereichs Wirtschaftswissenschaften an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.
Annual Report 2013 - 2014
(2015)
Förderpreise 2015
(2015)
Communicating Sequential Processes (CSP) [7] is a calculus for concurrent systems that has been the basis of subject-oriented business process management (S-BPM) [4]. We use CSPm -- a machine readable dialect of CSP -- to create a sequence of models for a case study on an "Automated Teller Machine" [1]. We use the refinement checker FDR2 to prove that certain models are correct implementations of specifications.
Detection of triacetone triperoxide using temperature cycled metal-oxide semiconductor gas sensors
(2015)
Aufgrund eines nahezu gleichlautenden Beschlusses des Kreistages im Rhein-Sieg-Kreis (RSK) und des Hauptausschusses der Stadt Bonn im Jahr 2011 wurden die jeweiligen Verwaltungen beauftragt, gemeinsam mit den Energieversorgern der Region ein Starthilfekonzept Elektromobilität zu entwickeln. In Folge dieses Beschlusses konstituierte sich Ende 2011 ein Arbeitskreis, der aus den Verwaltungen des Rhein-Sieg-Kreises und der Stadt Bonn, den Energieversorgern SWB Energie und Wasser, der Rhenag, den Stadtwerken Troisdorf, der Rheinenergie und den RWE besteht. Die inhaltlichen Schwerpunkte, die inzwischen in drei Arbeitskreisen behandelt werden, umfassen den Ausbau der Ladeinfrastruktur, die Öffentlichkeitsarbeit und die Bereitstellung von Strom aus regenerativen Quellen durch den Zubau entsprechender Anlagen in der Region. Während Maßnahmen zur Öffentlichkeitsarbeit und die Bereitstellung Grünen Stroms aus den Arbeitskreisen direkt bearbeitet und bewegt werden, ist dies aufgrund der Komplexität des Themas und der zahlreichen Einflussgrößen beim Ausbau der Ladeinfrastruktur nicht möglich. Daraus entstand die Überlegung einer Kooperation mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.
An evolving strategy for a multi-stage placement of charging stations for electrical cars is developed. Both an incremental as well as a decremental placement decomposition are evaluated on this Maximum Covering Location Problem. We show that an incremental Genetic Algorithm benefits from problem decomposition effects of having multiple stages and shows greedy behaviour.
Unkonventionelle Spreng- und Brandvorrichtungen sind Bedrohungen in den weltweiten Konfliktherden und werden bei terroristischen Aktivitäten verwendet. Der Schutz von Menschen und Material erfordert daher effektive Gegenmaßnahmen. Dazu gehört auch die Anforderung an Sicherheitskräfte oder militärisches Personal, unbekannte Substanzfunde mit geringem zeitlichem und logistischem Aufwand vor Ort als gefährdend oder unkritisch einzustufen. Um Explosivstoffe von nicht-explosiven Materialien zu unterscheiden, kann die bei Explosivstoffen initiierbare, stark exotherme Reaktion genutzt werden. Diese resultiert in Strahlungsemissionen sowie in lokaler Druck- und Temperaturerhöhung. Die Messung dieser Reaktionseffekte und die Anforderung an eine mobile, einfach zu bedienende und robuste Analytik werden durch ein System ermöglicht, das Proben im einstelligen mg-Bereich durch schnelles Erhitzen auf mikrostrukturierten Heizern zum chemischen Umsatz anregt. Die emittierte Strahlung wird mit Photodioden im Bereich des sichtbaren und nah-infraroten Lichts aufgenommen, ein Sensor registriert die Druckerhöhung in einer geschlossenen Versuchskammer. In einem zweiten Aufbau werden die gasförmigen Reaktionsprodukte über ein Sensorarray von vier kommerziellen Gassensoren geleitet und die Signalantworten der Halbleitergassensoren mittels Hauptkomponentenanalyse ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die schnelle thermische Aktivierung für die untersuchten primären Explosivstoffe, Treibladungspulver, sowie Trinitrotoluol (TNT) reproduzierbar erfolgt. Nicht-Explosivstoffe werden dabei im untersuchten Umfang sicher als unkritisch erkannt. Die Auswertung der Gassensorsignale liefert eine Unterscheidung von Nitrat- und Peroxid-basierten Sprengstoffen sowie von nicht-explosiven Substanzen.
Der verantwortungsvolle Konsument – Einstellungen von Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlern
(2015)
An den wirtschaftswissenschaftlichen Fakultäten der Technischen Hochschule Köln (TH Köln) und der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (HBRS) sind im Verlauf des Jahres 2013 Befragungen zu nachhaltigen, zertifizierten Lebensmitteln durchgeführt worden. Ziel war es, die Bedeutung von Fairtrade und Bio auf der Basis von Konsumenteneinschätzungen zu analysieren. Dazu wurden Wahrnehmung, Bekanntheitsgrad und Vertrauen, Kaufverhalten, Zahlungsbereitschaft sowie Glaubwürdigkeit in Bezug auf Fairtrade- und Bio-Produkte abgefragt. Der Kreis der Befragten umfasste die Gruppe der Studierenden, Mitarbeiter/innen und Professor(inn)en. Darüber hinaus konnten Differenzierungen nach Geschlecht, Einkommen und Alter vorgenommen werden. Die Ergebnisse sind in der Reihe „Forum NIL“ veröffentlicht worden. In der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, ob Sozialwissenschaftler ein verantwortungsvolleres Konsumentenverhalten aufweisen als Wirtschaftswissenschaftler. Aus diesem Grunde, wurde die gleiche Befragung an der Fakultät für Sozialwissenschaften der TH Köln durchgeführt. Ein Vergleich der Befragungsergebnisse zeigte einerseits, dass Studierende, Mitarbeiter/innen und Professor(inn)en in den Sozialwissenschaften ein teilweise höheres Verantwortungsbewusstsein aufweisen. Dies gilt insbesondere in Bezug auf das bewusste Achten auf nachhaltige Produkte, die Zahlungsbereitschaft und den tatsächlichen Kauf von Fairtrade- und Bio-Produkten. Allerdings war auch bei den Befragten der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften ein durchaus verantwortungsvolles Konsumentenverhalten erkennbar. Darüber hinaus konnte der generelle Vorwurf, dass sich eine Ökonomieausbildung negativ auf die Einstellung zu einem verantwortungsvollen Handeln auswirkt, anhand der Studienergebnisse nicht bestätigt werden. Vielmehr zeigte sich, dass nahezu keine Unterschiede zwischen den Antworten der Studienanfänger und Studierender höherer Semester an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften feststellbar waren.
Many experimentally induced or disease-related cellular dysfunctions stress the endoplasmic reticulum, commonly resulting in an accumulation of unfolded proteins in the ER lumen which is sensed by three ER-resident transmembrane proteins, PERK, ATF6, and IRE1. Their activation by such ER stress affects the unfolded protein response, which consists of a shutoff of protein translation and at the same time the switching-on of specific transcription factors that control genes which function to reduce the burden of unfolded proteins to the ER. Here, we describe two sets of methods for monitoring the occurrence of ER stress and UPR signaling in human cells by analyzing markers of activation of all three ER stress sensor proteins. The first set of methods is based on the qualitative and quantitative analysis of UPR-induced transcripts by qPCR. The second set of methods consists of Western blot-based analysis of UPR-induced proteins or protein modifications. Their combined analysis allows assessment of activation of all three ER stress-activated signaling pathways that in combination are characteristic for the UPR.
Autoimmune lymphoproliferative syndrome is frequently caused by mutations in genes involved in the Fas death receptor pathway, but for 20–30% of patients the genetic defect is unknown. We observed that treatment of healthy T cells with interleukin-12 induces upregulation of Fas ligand and Fas ligand-dependent apoptosis. Consistently, interleukin-12 could not induce apoptosis in Fas ligand-deficient T cells from patients with autoimmune lymphoproliferative syndrome. We hypothesized that defects in the interleukin-12 signaling pathway may cause a similar phenotype as that caused by mutations of the Fas ligand gene. To test this, we analyzed 20 patients with autoimmune lymphoproliferative syndrome of unknown cause by whole-exome sequencing. We identified a homozygous nonsense mutation (c.698G>A, p.R212*) in the interleukin-12/interleukin-23 receptor-component IL12RB1 in one of these patients. The mutation led to IL12RB1 protein truncation and loss of cell surface expression. Interleukin-12 and -23 signaling was completely abrogated as demonstrated by deficient STAT4 phosphorylation and interferon γ production. Interleukin-12-mediated expression of membrane-bound and soluble Fas ligand was lacking and basal expression was much lower than in healthy controls. The patient presented with the classical symptoms of autoimmune lymphoproliferative syndrome: chronic non-malignant, non-infectious lymphadenopathy, splenomegaly, hepatomegaly, elevated numbers of double-negative T cells, autoimmune cytopenias, and increased levels of vitamin B12 and interleukin-10. Sanger sequencing and whole-exome sequencing excluded the presence of germline or somatic mutations in genes known to be associated with the autoimmune lymphoproliferative syndrome. Our data suggest that deficient regulation of Fas ligand expression by regulators such as the interleukin-12 signaling pathway may be an alternative cause of autoimmune lymphoproliferative syndrome-like disease.
