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In der vorliegenden Arbeit werden Verfahren vorgestellt, die geeignet sind, Modelle des menschlichen kardiovaskulären Systems an individuelle Kreislaufreaktionen anzupassen. Allgemeine Kreislaufmodelle des menschlichen kardiovaskulären Systems sind in der Regel nichtlineare Differentialgleichungssysteme, für die es keine effizienten Optimierungsverfahren gibt. Durch die Einschränkung auf relevante Aspekte (bzgl. der Individualisierungsaufgabe) wird ein solches Modell auf Modelle einfacherer Struktur projiziert, die eine Approximation durch Funktionsapproximatoren erlauben, für welche wiederum effiziente Optimierungsalgorithmen existieren. In Abhängigkeit von der Struktur der Individualisierungsaufgabe kommt zusätzlich ein modifiziertes BFGS-Verfahren zum Einsatz, das Approximationen solcher Modellaspekte verwendet um die Konvergenz der Modellindividualisierung zu verbessern.
We present a model checking algorithm for ∀CTL (and full CTL) which uses an iterative abstraction refinement strategy.
It terminates at least for all transition systems M that have a finite simulation or bisimulation quotient. In contrast to other abstraction refinement algorithms, we always work with abstract models whose sizes depend only on the length of the formula θ (but not on the size of the system, which might be infinite).
Theoretische Informatik
(2002)
Eine anschauliche Einführung in die klassischen Themenbereiche der Theoretischen Informatik für Studierende der Informatik im Haupt- und Nebenfach. Die Autoren wählen einen Ansatz, der durch zahlreiche ausgearbeitete Beispiele auch LeserInnen mit nur elementaren Mathematikkenntnissen den Zugang zu Berechenbarkeit, Komplexitätstheorie und formalen Sprachen ermöglicht. Die mathematischen Konzepte werden sowohl formal eingeführt als auch informell erläutert und durch grafische Darstellungen veranschaulicht. Das Buch umfasst den Lehrstoff einführender Vorlesungen in die Theoretische Informatik und bietet zahlreiche Übungsaufgaben zu jedem Kapitel an. (Verlagsangaben)
Microcontroller-based sensor systems offer great opportunities for the implementation of safety features for potentially dangerous machinery. However, in general they are difficult to assess with regard to their reliability and failure rate. This paper describes the safety assessment of hardware and software of a new and innovative sensor system. The hardware is assessed by standardized methods according to norm EN ISO 13849-1, while the use of model checking is presented as an approach to solve the problem of validating the software.
This paper describes the development of a Pedelec controller whose performance level (PL) conforms to European standard on safety of machinery [9] and whose soft- ware is verified to conform to EPAC standard [6] by means of a software verification technique called model checking. In compliance with the standard [9] the hardware needs to implement the required properties corresponding to categories “C” and “D”. The latter is used if the breaks are not able to bring the velomobile with a broken motor controller to a full stop. Therefore the controller needs to implement a test unit, which verifies the functionality of the components and, in case of an emergency, shuts the whole hardware down to prevent injuries of the cyclist. The MTTFd can be measured through a failure graph, which is the result of a FMEA analysis, and can be used to proof that the Pedelec controller meets the regulations of the system specification. The analysis of the system in compliance with [9] usually treats the software as a black box thus ignoring its inner workings and validating its correctness by means of testing. In this paper we present a temporal logic specification according to [6], based on which the software for the Pedelec controller is implemented, and verify instead of only testing its functionality. By means of model checking [1] we proof that the software fulfills all requirements which are regulated by its specification.
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.
With the increasing average age of the population in many developed countries, afflictions like cardiovascular diseases have also increased. Exercising has a proven therapeutic effect on the cardiovascular system and can counteract this development. To avoid overstrain, determining an optimal training dose is crucial. In previous research, heart rate has been shown to be a good measure for cardiovascular behavior. Hence, prediction of the heart rate from work load information is an essential part in models used for training control. Most heart-rate-based models are described in the context of specific scenarios, and have been evaluated on unique datasets only. In this paper, we conduct a joint evaluation of existing approaches to model the cardiovascular system under a certain strain, and compare their predictive performance. For this purpose, we investigated some analytical models as well as some machine learning approaches in two scenarios: prediction over a certain time horizon into the future, and estimation of the relation between work load and heart rate over a whole training session.