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- software process (1)
- software tools (1)
- spherical decomposition (1)
- spinning processes (1)
- stability (1)
- statistical modeling (1)
- steady Richards’ equation (1)
- steady modified Richards’ equation (1)
- stochastic Hamiltonian system (1)
- stochastic averaging. (1)
- stochastic dif (1)
- stochastic volatility (1)
- stokes (1)
- stop and go waves (1)
- stop- and play-operator (1)
- stop- and play-operators (1)
- strategic (1)
- strength (1)
- strong equilibria (1)
- strut thickness (1)
- subgrid approach (1)
- subgrid approximation (1)
- suspension (1)
- swap (1)
- symbolic analysis (1)
- synchrone Sprachen (1)
- synchronous languages (1)
- system simulation (1)
- tabu search (1)
- technology (1)
- territory desgin (1)
- testing philosophy (1)
- textile quality control (1)
- texture classification (1)
- theorem prover (1)
- thin films (1)
- tolerance analysis (1)
- topological sensitivity (1)
- topology optimization (1)
- total latency (1)
- tr (1)
- trace stability (1)
- traffic flow (1)
- transfer quality (1)
- translation validation (1)
- transportation (1)
- tree method (1)
- turbulence modeling (1)
- turbulence modelling (1)
- two-grid algorithm (1)
- two-way coupling (1)
- types (1)
- unstructured grid (1)
- upscaling (1)
- urban elevation (1)
- variable aggregation method (1)
- variable neighborhood search (1)
- variational formulation (1)
- vector spherical harmonics (1)
- vectorial wavelets (1)
- viscous thermal jets (1)
- visual (1)
- visual interfaces (1)
- visualization (1)
- volatility (1)
- volume of fluid method (1)
- wave based method (1)
- wave propagation (1)
- weak solution theory (1)
- weakly/ strictly pareto optima (1)
- white noise (1)
- wild bootstrap test (1)
- working memory (1)
Faculty / Organisational entity
- Fraunhofer (ITWM) (198)
- Kaiserslautern - Fachbereich Informatik (139)
- Kaiserslautern - Fachbereich Mathematik (121)
- Kaiserslautern - Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (9)
- Kaiserslautern - Fachbereich Sozialwissenschaften (7)
- Kaiserslautern - Fachbereich Raum- und Umweltplanung (5)
- Kaiserslautern - Fachbereich ARUBI (2)
- Distance and Independent Studies Center (DISC) (1)
- Universität (1)
Der Bericht stellt die deskriptive Auswertung der Studie "Jugend in Kaiserslautern 2023" vor. Diese wurde mit dem Jugendparlament Kaiserslautern auf den Weg gebracht und vom Jugendreferat Kaiserslautern unterstützt. Die Umfrage wurde im Rahmen eines Lehrforschungsprojekts im Studiengang Integrative Sozialwissenschaft an der RPTU Kaiserslautern erstellt.
Ziel der Studie war es das Freizeitverhalten der Jugendlichen zu untersuchen, die Zufriedenheit mit den Angeboten der Stadt zu erheben, und Verbesserungsbedarf zu identifizieren. Zudem wurde das Thema Sicherheit aus der Studie "Sicherheit in Kaiserslautern 2021" nocheinmal kurz aufgegriffen.
Zu der Online-Umfrage erhielten alle 16- und 17 jährigen Jugendlichen, die in Kaiserslautern ihren Erstwohnsitz haben, eine Einladung per Post. Es ergibt sich eine Rücklaufquote von ca. 23 Prozent.
Die Untersuchung der Verteilung der Jugendlichen in der Stadt zeigt, dass ein hoher Anteil in der Innenstadt wohnt und die Dichte an Jugendlichen dort und auch in Orten mit Hochhausbebauung besonders hoch ist.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Jugendlichen sehr aktiv sind und Ihre Freizeit mit sehr vielen unterschiedlichen Aktivitäten verbringen. Auch wenn Jugendliche auch häufig Computer spielen, zeigt diese Umfrage, dass sie auch viel Zeit mit Fortbildungen, Sport, der Familie, Diskussionen und Vereinsaktivitäten verbringen. In der Zeitverwendung ergeben sich Unterschiede nach Geschlecht und Migrationshintergrund. Die Zufriedenheit mit den Angeboten der Stadt ist sehr durchmischt und der Median liegt meist bei 3 (von 5), der Mittelwert meist darunter. Unzufrieden sind die Jugendlichen vor allem auch mit den Preisen und den Räumen. Dies zeigt sich auch in den Verbesserungsvorschlägen. Es werden mehr Aufenthaltsmöglichkeiten ohne Konsumzwang gefordert, mehr Sportplätze und auch mehr Sitzmöglichkeiten. Aber auch mehr events. Das Jugendzentrum wird von dieser Altersgruppe nicht breit genutzt. Dabei muss auch beachtet werden, dass es laut diesen Ergebnissen bisher nicht gelingt Jugendliche gut über die Angebote in der Stadt zu informieren.
Jugendliche erteilen der Politik schlechte Noten. Sie fühlen sich weit mehrheitlich nicht von Politiker:innen vertreten und auch nicht gut eingebunden. Sie fühlen sich auch in Medien schlecht dargestellt und von Erwachsenen als Störfaktor behandelt. Die Schaffung einer zentralen Anlaufstelle findet breite Zustimmung bei den Jugendlichen.
Viele Jugendliche haben ein eher schlechtes Sicherheitsgefühl, insbesondere auch Frauen. Das kann an einer recht hohen Viktimisierungsrate im Bereich sexuelle Belästigung und auch Pöbeleien/ Beleidigungen liegen. Bezogen auf die Wohngegend fühlen sich die Jugendlichen in der Innenstadt unsicherer als im Uniwohngebiet/ Lämmchesberg und den Ortsbezirken, was auch den Ergebnissen für die Gesamtbevölkerung entspricht. Die unsicheren Orte, die Jugendliche nennen, sind inetwa dieselben wie die, die von der Gesamtbevölkerung genannt wurden (Dannwolf 2022). Auch bei Jugendlichen stechen die Mall und andere Plätze in der zentralen Innenstadt hervor. Die Altstadt dagegen wird nicht sehr häufig als unsicherer Ort genannt. Auch bei den Jugendlichen wird vor allem die Präsenz von Gruppen als Grund für Unsicherheit genannt.
Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse der Umfrage Sicherheit in Kaiserslautern 2021 vor, die im November/Dezember 2021 durchgeführt wurde. Es wurden 3100 zufällig ausgewählte Bürger*innen Kaiserslauterns mittels einer Papierfragebogens als Hauptmodus befragt. Die Rücklaufquote war 37,9% (AAPOR RR3). Die Studie wurde von der Stadt Kaiserslautern in Zusammenarbeit mit der Polizei Westpfalz in Auftrag gegeben und vom Innenministerium Rheinland-Pfalz gefördert. Sie wurde im Rahmen eines Lehrforschungsprojekts im Studiengang Integrative Sozialwissenschaft durchgeführt. Die Ergebnisse zeichnen ein detailliertes Bild des Sicherheitsgefühls und der Kriminalitätsfurcht der Kaiserslauterner Bevölkerung. Als weiterer Schwerpunkt der Studie wurde die Wahrnehmung von und die Belastung durch incivilities erhoben.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich ein großer Anteil der Bürger*innen sich (sehr) unsicher fühlen. Der Bericht zeigt eine räumliche Ungleichheit im Sicherheitsgefühl in Kaiserslautern, die sich nicht auf eine Unterscheidung zwischen Innenstadt- und Ortsbezirke reduzieren lässt. Es haben sich einige konkrete Orte ergeben, an denen sich viele Bürger*innen (sehr) unsicher fühlen: Dabei ist insbesondere generell die Innenstadt abends zu nennen, und dort auch insbesondere die Gegend um das Rathaus und das Pfalztheater, die Mall und den Hauptbahnhof. Die Studie hat aber auch gezeigt, dass die Bemühungen um das Sicherheitsgefühl nicht an diesen Orten enden sollte, da sich beispielsweise auch ein recht hoher Anteil der Bürger*innen im Stadtpark unsicher fühlt. Frauen sind mehr von Kriminalitätsfurcht und einem niedrigen Sicherheitsgefühl betroffen als Männer. Das Alltagsverhalten von Frauen ist demnach auch wesentlich häufiger geprägt von Vermeidungsverhalten als das von Männern. Bei der Auswertung nach Altersgruppen fällt vor allem auf, dass sich die älteren Bürger*innen in der Innenstadt abends weniger sicher fühlen als die jüngeren Gruppen. Diese Unterschiede sind allerdings weniger prägnant, wenn einzelne Orte beleuchtet werden. Die Auswertung der incivilities zeigt, dass Hundekot und Abfall die Menschen belasten. Auffällig sind ebenfalls zu schnell fahrende Autofahrer*innen und abgestellte E-Scooter. Bei den sozialen incivilities fällt auf, dass hier vor allem bestimmte Innenstadtbezirke betroffen sind. Bei dem vorliegenden Bericht handelt es sich um eine rein deskriptive Auswertung der geschlossenen Fragen.
Die Umsetzung von Projekten gemeinschaftlichen Wohnens ist Teil eines aufwändigen Prozesses, der häufig mit einer hohen Unsicherheit bei der Realisierung behaftet ist und Wohnprojektinitiativen viel Engagement abverlangt. Ein großes Potenzial wird daher in gemeinschaftlichen Wohnprojekten gesehen, die durch oder in Kooperation mit einem Wohnungsunternehmen oder einer -genossenschaft entstehen und die die Wohnungen und Gemeinschaftsflächen an die Bewohnerschaft vermieten. In dieser Kurzstudie mit Schwerpunkt Rheinland-Pfalz (07/2020 – 06/2021) steht im Fokus, welche Erfahrungen Wohnungsanbieter im Planungs- und Entstehungsprozess von gemeinschaftlichen Mietwohnprojekten gemacht haben und wie sie den Prozess retrospektiv bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass der Großteil der befragten Wohnungsanbieter positive Erfahrungen mit den gemeinschaftlichen Mietwohnprojekten gemacht hat, wenngleich ein teilweise erhöhter Aufwand in der Planungs- und Entwicklungsphase bestand.
Wo und wie lernen die Studierenden der Technischen Universität Kaiserslautern, und welche Räumlichkeiten wünschen sie sich dafür? Diese Fragestellung steht im Zentrum der hier vorgestellten Studierendenbefragung „Lern(T)RÄUME“.
Die Online-Befragung wurde im Zeitraum Juli bis Oktober 2018 im Rahmens des BMBF-Projekts „Selbstlernförderung als Grundlage. Die Förderung von Selbstlernfähigkeiten als integriertes Konzept universitärer Lehre“, das am Distance and Independent Studies Center (DISC) angesiedelte ist, durchgeführt.
Die Zielsetzung der Befragung war es, einen Überblick über die Lerngewohnheiten und die damit verbundenen Raumbedarfe der Präsenzstudierenden der TUK zu erhalten, um somit die Lernraumsituation am Campus der TUK besser einschätzen zu können. Die Fragen zielten in erster Linie auf die Nutzung und Ausstattung der physischen Lernräume auf dem Campus ab, wobei die Übergänge in virtuelle Lernräume oftmals an das physische Setting gekoppelt sind (z. B. durch Raumausstattung oder Nutzung digitaler Medien beim Lernen).
Aus den Ergebnissen der Befragung lassen sich Handlungsempfehlungen ableiten, die Entscheidern eine Orientierung geben, wie die Lernräume auf dem Campus künftig verstärkt bedarfsorientiert gestaltet werden könnten.
Durch die Zielsetzung des Projekts, in einem ganzheitlichen Ansatz Bleibefaktoren für Zuwanderer in ländlichen
Räumen zu untersuchen und geeignete Lösungsansätze für deren Integration zu entwickeln, wird eine bisher in
dieser Form kaum betrachtete Forschungslücke adressiert. Diese Nische zeichnet sich dadurch aus, dass im
Vorhaben miteinander verbundene, jedoch bisher meist disziplinär bearbeitete Fragestellungen der
Integrationsforschung, der Stadtplanung und der zukunftsfähigen Kommunalentwicklung bzw. kommunalen
Nachhaltigkeit unter besonderer Berücksichtigung von demografischen Herausforderungen vereint werden.
Diese inhaltliche Verschränkung spiegelt sich zudem auch in der interdisziplinären Vorgehensweise im Projekt
wider. So werden die Fragestellungen des Vorhabens aus der Perspektive von und mit
methodischen Zugängen aus den Sozial-, Wirtschafts- und Planungswissenschaften bearbeitet.
Der von Beginn an starke und unmittelbare Einbezug der Kommunalpartner und weiterer praxisnaher Akteure
stellt sicher, dass von Anfang an unterschiedliche wissenschaftliche und nicht-wissenschaftliche Perspektiven
sowie Praxiswissen in den Forschungsprozess integriert werden, um ein gemeinsames Problemverständnis und
eine hohe Relevanz der Ergebnisse für die kommunale Praxis sicherzustellen.
Zuwanderung an sich ist kein neues Phänomen in der Geschichte der Bundesrepublik, was sich in einer Vielfalt
von Studien und Publikationen zu den Einflussfaktoren auf die Integration von verschiedenen Migrantengruppen
(z.B. von „Gastarbeitern“ und ihren Familien, Aussiedlern und Spätaussiedlern aus Osteuropa, humanitären
Migranten bzw. Flüchtlingen, Migranten in erster und zweiter Generation) widerspiegelt. Darüber hinaus
existieren Studien zu einzelnen Aspekten der Integration wie der Teilhabe am Arbeitsmarkt, dem Schulsystem,
der Integration in den Wohnungsmarkt oder auch standortbezogene Fallstudien. Diese Untersuchungen
betrachten jedoch die allgemeine Integration von Zuwanderern, ohne auf die Besonderheiten von kleinstädtisch
und ländlich geprägten Kommunen einzugehen. Diese Thematik wird in einer Studie der Schader Stiftung
aufgegriffen, in der neben den Herausforderungen und Rahmenbedingungen in den Kommunen einige Aspekte
bzw. Handlungsoptionen der Integration aufgezeigt werden.
Die besonderen Herausforderungen des demografischen Wandels für Kommunen sind ebenfalls Gegenstand
zahlreicher Publikationen. Kleinstädtische und ländlich geprägte Kommunen sind besonders stark von diesem
Megatrend betroffen, so dass in vielen Fällen auch deren Zukunftsfähigkeit bedroht sein kann. Durch die
Integration von Zuwanderern im ländlichen Raum können sich für die Kommunen Potenziale ergeben, die
negativen Auswirkungen des Trends zum Teil aufzufangen.
Aus einer stadtplanerischen Perspektive sind in Kommunen mit demografischen Herausforderungen im Sinne
einer (stark) schrumpfenden Bevölkerung signifikante Anlässe zur baulichen Wiedernutzung von Brachflächen,
zum Schließen von Baulücken oder zur Nachverdichtung im Bestand gegeben: Potentielle volkswirtschaftlichen
Folgen sind zu erwarten, wenn sozialräumlich homogene Wohnungsbestände durch den Attraktivitäts- und
Imageverlust von benachbarten Teilräumen mit hohen Wohnungsleerständen betroffen sind. Zudem gilt es, den
betriebswirtschaftlichen (Kostenfaktoren) und städtebaulichen Auswirkungen entgegenzusteuern, um den
potentiellen baulichen Verfall sowie stadtstrukturelle, funktionale und soziale Missstände zu verhindern.
Eine effiziente Nutzung innerörtlicher Flächenressourcen, sowohl durch die Wiedernutzung von Brachflächen
als auch durch die Reaktivierung von Wohnungsleerständen, ermöglicht es den Kommunen, die
Neuinanspruchnahme von Siedlungs- und Verkehrsflächen zu reduzieren. Hierdurch kann den im Rahmen der
Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie formulierten Zielvorgaben der Reduzierung zusätzlicher
Flächeninanspruchnahme Rechnung getragen werden. Ein sparsamer Umgang mit Grund und Boden und die
Begrenzung der Bodenversiegelung ist als städtebauliche Aufgabe durch die Bodenschutzklausel gemäß §1a
Abs. 2 BauGB bestimmt. In Anpassung an die örtlichen und städtebaulichen Gegebenheiten sind anstelle der
Neuausweisung von Bauflächen Möglichkeiten der innerörtlichen Entwicklung zu nutzen. Bei der
Inanspruchnahme unbebauter Flächen ist darüber hinaus eine flächensparende Bauweise zu bevorzugen. Durch
entsprechende Darstellungen und Festsetzungen in den Bauleitplänen kann dies erreicht werden, indem
beispielsweise auf Darstellungen von (Neu-) Bauflächen in Flächennutzungsplänen verzichtet oder indem
Höchstmaße der baulichen Nutzung für Wohnbaugrundstücke in Bebauungsplänen festgesetzt werden (§ 9
Abs. 1 Nr. 3 BauGB).
Anstelle der Neuausweisung von Wohngebieten in siedlungsstrukturellen Randlagen stellt die Innenentwicklung
für den Erhalt lebendiger Zentren und zur Begrenzung der Flächenneuinanspruchnahme einen wichtigen Beitrag
zur nachhaltigen städtebaulichen Entwicklung im Sinne des §1 Abs. 5 BauGB dar. Als Voraussetzungen für die
erfolgreiche Wiedernutzung innerörtlicher Flächen und baulicher Potentiale sind Kenntnisse der vorhandenen
Innenentwicklungspotenziale und ihre Verfügbarkeit erforderlich.
In einem geografischen Informationssystem (GIS) lassen sich nach dem gegenwärtigen Stand von Wissenschaft
und Technik Brachflächen, Baulücken und Leerstände zentral erfassen. Zur Erhebung und Verwaltung von
Wohnungsleerständen in einem kommunalen Leerstandskataster lassen sich im Wesentlichen folgende
Methoden und Datenquellen nutzen: Die Analyse von Ver- und Entsorgerdaten (Strom/Wasser) stellen neben
der Erhebung durch Ortsbegehungen (Inaugenscheinnahme von außen durch geschultes Personal), den
Befragungen von Eigentümern, den statistischen Schätzverfahren (Wohnungsfortschreibung und Melderegister)
bzw. den Befragungen kommunaler Funktionsträger (Ortsvorsteher, Bürgermeister) methodische Zugänge dar.
Zur Verifizierung der Daten erfolgt eine Kombination der genannten Methoden. Dabei werden die ermittelten
Leerstände mittels der Stromzählermethode durch zusätzliche Befragung von
Wohnungsunternehmen/Eigentümern oder Ortsvorstehern ergänzt und plausibilisiert, quantitative Daten
(zählerbasierte Methoden) werden durch qualitative Erhebungen (Befragungen) ergänzt. Da der Zugang
zu diesen kommunalen Datenbeständen erschwert war, bediente sich die Forschungsgruppe der SeniorForschungsprofessur Stadtplanung an zugänglichen öffentlichen Daten (Zensus-Erhebungen zu den
Wohnungsleerständen aus dem Jahr 2011) sowie kommerziell erwerbbaren Daten aus der Marktforschung
(microm Geo-Milieus®), da diese empirisch abgesichert sind und im Kontext der Kommunalentwicklung vielfältig
eingesetzt werden (z.B. Beteiligungsverfahren, Wohnbaulandentwicklung).
Leben in Kaiserslautern 2019
(2019)
Das Projekt zum „Leben in Kaiserslautern 2019“ (LiK) untersucht die Lebensqualität in Kaiserslautern, die Zufriedenheit mit der Demokratie und den politischen Institutionen sowie die politische und gesellschaftliche Partizipation der Bürgerinnen und Bürger. Der Bericht stellt das methodische Design der LiK-Befragung vor. Es werden deskriptive Ergebnisse aus der Befragung präsentiert. Dabei wird auch Bezug auf Ergebnisse aus bundesweiten Bevölkerungsumfragen, die einen Vergleich zwischen Kaiserslautern und ganz Deutschland erlauben, genommen.
Das Projekt „Integration findet Stadt – Im Dialog zum Erfolg“ wird von 2017-2019 als eines von zehn Projekten im Rahmen der Nationalen Stadtentwicklungspolitik zum Thema Integration durchgeführt (gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit). Das bestehende Integrationskonzept der Stadt Kaiserslautern soll in diesem Kontext weiterentwickelt und an die veränderte Zusammensetzung der Migranten in der Stadt angepasst werden. Mit dem Projekt ist verbunden, auf Quartiersebene Partizipations- und Aktivierungsprozesse anzustoßen und Integrationsbedarfe und die Bereitschaft zum Engagement zu ermitteln. Ziel des Gesamtprojektes in Kaiserslautern ist es, die Vernetzung in den Quartieren zu stärken, um das Zusammenleben einfacher zu gestalten und Unterstützungspotenziale der deutsch wie migrantisch geprägten Bewohnerinnen und Bewohner zu aktivieren. Im Rahmen dieses Projektes hat das Fachgebiet Stadtsoziologie der TU Kaiserslautern eine Teil Studie über das Zusammenleben von Migranten und nicht Migranten in Kaiserslautern angefertigt.
Im ersten Teil der vorliegenden Studie wird eine statistische Bestandsaufnahme nach demografischen und sozial strukturellen Merkmalen der Bevölkerung in den verschiedenen Stadtteilen durchgeführt. Der zweite Teil informiert anhand von Interviews wie die sozialen Netzwerke in den unterschiedlichen Stadtteilen Kaiserslauterns von Zugewanderten und Alteingesessenen wahrgenommen werden. Im dritten Teil werden Ergebnisse einer quantitativen Befragung zum Zusammenleben im Stadtteil, Bewertungen und Vorstellungen sowie Potentiale für Engagement der Bewohner/innen Kaiserslauterns mit und ohne Migrationshintergrund dargestellt. Dieser Mix von quantitativen und qualitativen Methoden dient dazu um Unterschiede zwischen Bevölkerungsgruppen zu erfassen, Netzwerke des Zusammenlebens zu identifizieren und die unterschiedlichen Stärken und Schwächen der Stadtteile deutlich zu machen. Die unterschiedlichen Zugangswege sollen Integrationsbedarfe und –potenziale erkennbar machen um das vielfältige Leben der Stadt aufzuzeichnen.
In Anbetracht der Flüchtlingsbewegungen von 2014 bis 2016 und der damit einhergehenden Folgewirkungen auf die Bundesrepublik Deutschland als Aufnahmeland erhalten Fragen der Integration einen hohen Stellenwert in der aktuellen gesellschaftspolitischen Debatte. Der Begriff der Integration ist im deutschen Diskurs maßgeblich durch den Ansatz von Hartmut Esser geprägt (Esser 1980, 2001). Er unterscheidet vier Dimensionen der Integration: 1. Kulturation (Wissen, Sprache, gesellschaftliche Teilhabe), 2. Platzierung (Rechte, ökonomisches Potential, Zugang zum Bildungssystem, zum Arbeits- und Wohnungsmarkt); 3. Interaktion: kulturelles und soziales Kapital (Teilhabe am gesellschaftlichen und kulturellen Leben) und 4. Identifikation (Bürgersinn). Allerdings ist der Integrationsbegriff umstritten, da er die Aufgabe der Integration einseitig auf Seiten der Zuwandernden sieht und die Aufgaben der Aufnahmegesellschaft in diesem Prozess zu wenig berücksichtigt (Gestring 2014: 82). Der Begriff der Integration vernachlässigt darüber hinaus, dass sich vielfältige kulturelle Prägungen und Identitäten durchaus miteinander verbinden und gemeinsam leben lassen (West 2014: 92 ff.; Gans et al. 2014). Aus diesem Grund wird der Integrationsbegriff in den Migrationswissenschaften vermieden und neutralere Begriffe werden verwendet, wie Transnationalismus, Transmigration, Trans-, Inter- und Multikulturalität (ARL 2016: 2), Vielfalt, Zweiheimischkeit oder allgemein Vergesellschaftung (ARL 2016: 12). In Hinsicht auf soziale Unterschiede macht Vertovec mit dem Begriff der (Super-)Diversität auf die Bedeutung sozialer Ungleichheiten unterschiedlicher Aufenthaltstitel der Migranten aufmerksam, die mit Zukunftsrechten beziehungsweise Exklusion einhergehen (Vertovec 2007).
Jedoch ist der Begriff „Integration“ eingeführt und auch für praktische Anforderungen vor Ort gut handhabbar, vor allem wenn konkrete Verankerungen in den Lebensbereichen Arbeit, Wohnen, Freizeit und Kultur berührt sind. Zugleich sollte betont werden, dass der Integrationsbegriff nicht auf die Zuwandernden alleine fokussiert werden kann, sondern immer auch Integrationsleistungen von den übrigen Bevölkerungsmitgliedern und Akteuren erfordert.
Auf Stadtteilebene, dort wo die Menschen ihren Alltag verbringen, arbeiten Freiwillige und Organisationen zusammen, um die Integration zu erleichtern. Für die ehrenamtlich Tätigen und die Organisationen besteht die Notwendigkeit, die kulturelle Vielfalt in ihrer Arbeit aufzunehmen, die Ansprache und Prozesse entsprechend zu gestalten und dabei die sozialstrukturellen Bedingungen in den jeweiligen Nachbarschaften nicht außer Acht zu lassen (Sprachkenntnisse, Bildungsniveaus, Berufstätigkeit, familiäre Verpflichtungen, Aufenthaltstitel der verschiedenen Migrantengruppen). Die Veränderungen in der Zusammensetzung der zugewanderten Bevölkerung sind daher für die langjährig Beschäftigten vor Ort möglicherweise nicht unmittelbar nachzuvollziehen.
Verschiedene Studien zur Integration auf Quartiersebene zeigen, dass Rheinland-Pfalz ein hohes Niveau des freiwilligen Engagements erreicht hat (Gesemann/Roth 2015: 28). Wie an anderen Orten auch sind Migrantinnen und Migranten jedoch nur unterdurchschnittlich vertreten. Das Anliegen, die Teilnahmemöglichkeiten an der Gesellschaft zu erweitern, hat in den jeweiligen Stadtgebieten ganz unterschiedliche Voraussetzungen nach Aufenthaltstitel, Qualifikation, Alter oder Familiensituation der Bewohnerinnen und Bewohner. Neben Sprach- und Kontaktschwierigkeiten spielt seit der Flüchtlingsbewegung der Aufenthaltsstatus eine besondere Rolle, da er mit großer Unsicherheit bei den Lebensperspektiven und sonstigen Belastungen der Geflüchteten einhergeht (Vertovic 2007; Robert Bosch-Stiftung 2016; Brücker u.a./et al 2016).
Das Anliegen, die Teilnahmemöglichkeiten an der Gesellschaft zu erweitern, hat in den jeweiligen Stadtgebieten ganz unterschiedliche Voraussetzungen nach Aufenthaltstitel, Qualifikation, Alter oder Familiensituation der Bewohnerinnen und Bewohner.
Im Folgenden werden die stadtsozilogischen Erhebungen separat vorgestellt. Im ersten Teil werden die zentralen Indikatoren die das statistische Amt zur Verfügung stellt, so kleinräumig wie möglich vorgestellt. Die zentralen Indikatoren beziehen sich auf die Demografie und die soziale Lage von Migranten/innen und nicht Migranten/innen. Im zweiten Teil wird das Zusammenleben in ausgewählten Quartieren mit hohem Ausländer/innen bzw. Flüchtlingsanteil behandelt. Der dritte Teil beruht auf einer quantitativen Befragung im Rahmen der Interkulturellen Woche im September 2017, die auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Wahrnehmung von Integration von Zugewanderten und Mehrheitsgesellschaft abzielt.
In Rheinland-Pfalz hinterlässt der demografische Wandel insbesondere in den ländlichen Regionen seine Spuren und die Gesellschaft wird „älter, bunter, weniger“. Ministerpräsidentin Malu Dreyer verdeutlichte bereits in ihrer Regierungserklärung 2013, dass auch die Förderpolitik des Landes neu ausgerichtet werden muss, um den Herausforderungen des demografischen Wandels frühzeitig begegnen zu können. Dabei sind die stärkere Zusammenarbeit der Kommunen sowie die gemeinsame Erarbeitung von überörtlichen Entwicklungskonzepten notwendig, um den gemeinsamen Bedürfnissen Rechnung tragen zu können. Die Entwicklungskonzepte sollen auf Basis von moderierten Beteiligungsprozessen entstehen, da die Bürgerinnen und Bürger am besten wissen, wie sich die Bedarfe in einer Region aufgrund des demografischen Wandels ändern.
In diesem Zusammenhang startete das Land Rheinland-Pfalz im Jahr 2013 die Zukunftsinitiative „Starke Kommunen – Starkes Land“, welche ein 30-monatiges landesweites Beratungs- und Begleitprojekt darstellte. Der Wettbewerb im Jahr 2013 richtete sich an die Verbandsgemeinden und verbandsfreien Gemeinden in Rheinland-Pfalz, an dessen Ende sechs Modellräume ausgewählt wurden. In diesen wurden Möglichkeiten von Bürgerbeteiligungen und langfristiger interkommunaler Zusammenarbeit auf Verbandsgemeinde-Ebene erprobt und ausgewertet.
Prof. Steinebach und das Team begleiteten die Zukunftsinitiative wissenschaftlich. Der Aufgabenbereich umfasste dabei die Evaluierung der organisatorischen Struktur und des Projektaufbaus, die Analyse der inhaltlichen Themenfelder sowie die Untersuchung und Bewertung der interkommunalen Kooperation. Am Ende der wissenschaftlichen Begleitung wurden die Ergebnisse aufgearbeitet und Handlungsempfehlungen gegeben. Daraus sollen Rückschlüsse für die Förderpolitik des Landes gezogen werden.
Im Zeitraum von März bis Mai 2017 wurde eine Evaluierung der Zukunftsinitiative durchgeführt. Diese ist im Download enthalten.
Due to the increasing number of natural or man-made disasters, the application of operations research methods in evacuation planning has seen a rising interest in the research community. From the beginning, evacuation planning has been highly focused on car-based evacuation. Recently, also the evacuation of transit depended evacuees with the help of buses has been considered.
In this case study, we apply two such models and solution algorithms to evacuate a core part of the metropolitan capital city Kathmandu of Nepal as a hypothetical endangered region, where a large part of population is transit dependent. We discuss the computational results for evacuation time under a broad range of possible scenarios, and derive planning suggestions for practitioners.
Chisel (Constructing Hardware in a Scala embedded language) is a new programming language, which embedded in Scala, used for hardware synthesis. It aims to increase productivity when creating hardware by enabling designers to use features present in higher level programming languages to build complex hardware blocks. In this paper, the most advertised features of Chisel are investigated and compared to their VHDL counterparts, if present. Afterwards, the authors’ opinion if a switch to Chisel is worth considering is presented. Additionally, results from a related case study on Chisel are briefly summarized. The author concludes that, while Chisel has promising features, it is not yet ready for use in the industry.
Investigate the hardware description language Chisel - A case study implementing the Heston model
(2013)
This paper presents a case study comparing the hardware description language „Constructing Hardware in a Scala Embedded Language“(Chisel) to VHDL. For a thorough comparison the Heston Model was implemented, a stochastic model used in financial mathematics to calculate option prices. Metrics like hardware utilization and maximum clock rate were extracted from both resulting designs and compared to each other. The results showed a 30% reduction in code size compared to VHDL, while the resulting circuits had about the same hardware utilization. Using Chisel however proofed to be difficult because of a few features that were not available for this case study.
The paper production is a problem with significant importance for the society
and it is a challenging topic for scientific investigations. This study is concerned
with the simulations of the pressing section of a paper machine. A two-dimensional
model is developed to account for the water flow within the pressing zone. Richards’
type equation is used to describe the flow in the unsaturated zone. The dynamic capillary
pressure–saturation relation proposed by Hassanizadeh and co-workers (Hassanizadeh
et al., 2002; Hassanizadeh, Gray, 1990, 1993a) is adopted for the paper
production process.
The mathematical model accounts for the co-existence of saturated and unsaturated
zones in a multilayer computational domain. The discretization is performed
by the MPFA-O method. The numerical experiments are carried out for parameters
which are typical for the production process. The static and dynamic capillary
pressure–saturation relations are tested to evaluate the influence of the dynamic
capillary effect.
Sport und Bewegung sind seit jeher wesentliche Bestandteile des öffentlichen Lebens. Der in den letzten Jahren erkennbare und sich weiter verstärkende demographische und gesellschaftliche Wandel führt allerdings zu einer Veränderung des Sport- und Bewegungsverhaltens und damit auch der Nachfrage nach Sportstätten und Bewegungsräumen. Die sich zunehmend verändernde Situation von Sport und Bewegung findet bislang weder auf der politischen Ebene noch auf der Ebene der kommunalen Planung ausreichend Berücksichtigung. Vor dem Hintergrund stetig steigender Bedarfe zur Sicherung der kommunalen Daseinsvorsorge müssen jedoch zeitnah Lösungen gefunden werden, die den veränderten Rahmenbedingungen auch zukünftig gerecht werden. Ausgehend hiervon befasst sich das in den Jahren 2011 und 2012 durchgeführte Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Gesunde Kommune – Sport und Bewegung als Faktor der Stadt- und Raumentwicklung“ mit der Bedeutung von Sport und Bewegung für die rheinland-pfälzischen Kommunen und verfolgt das Ziel, Verknüpfungen zwischen räumlichen und sportlichen Entwicklungsfeldern zu erschließen sowie Möglichkeiten zur gezielten Nutzung von Sport und Bewegung für die nachhaltige Raumentwicklung aufzuzeigen. Die raumwirksamen Leistungen von Sport und Bewegung werden hierbei unter den Aspekten Gesundheit, Ökonomie, Ökologie und Soziales betrachtet. Ein wesentliches Projektziel bildete darüber hinausgehend die Bewusstseinsbildung und Sensibilisierung aller relevanten Akteure auf Landes- und Kommunalebene. Das Projekt wurde Erarbeitet durch den Lehrstuhl Stadtplanung der TU Kaiserslautern in Kooperation mit dem Fachgebiet Sportwissenschaft der TU Kaiserslautern im Auftrag der Entwicklungsagentur Rheinland-Pfalz e.V.. Die Dokumentation und Veröffentlichung erfolgte sowohl im Rahmen eines Projektberichts 2011 sowie eines Abschlussberichts 2012.
One of the fundamental problems in computational structural biology is the prediction of RNA secondary structures from a single sequence. To solve this problem, mainly two different approaches have been used over the past decades: the free energy minimization (MFE) approach which is still considered the most popular and successful method and the competing stochastic context-free grammar (SCFG) approach. While the accuracy of the MFE based algorithms is limited by the quality of underlying thermodynamic models, the SCFG method abstracts from free energies and instead tries to learn about the structural behavior of the molecules by training the grammars on known real RNA structures, making it highly dependent on the availability of a rich high quality training set. However, due to the respective problems associated with both methods, new statistics based approaches towards RNA structure prediction have become increasingly appreciated. For instance, over the last years, several statistical sampling methods and clustering techniques have been invented that are based on the computation of partition functions (PFs) and base pair probabilities according to thermodynamic models. A corresponding SCFG based statistical sampling algorithm for RNA secondary structures has been studied just recently. Notably, this probabilistic method is capable of producing accurate (prediction) results, where its worst-case time and space requirements are equal to those of common RNA folding algorithms for single sequences.
The aim of this work is to present a comprehensive study on how enriching the underlying SCFG by additional information on the lengths of generated substructures (i.e. by incorporating length-dependencies into the SCFG based sampling algorithm, which is actually possible without significant losses in performance) affects the reliability of the induced RNA model and the accuracy of sampled secondary structures. As we will see, significant differences with respect to the overall quality of generated sample sets and the resulting predictive accuracy are typically implied. In principle, when considering the more specialized length-dependent SCFG model as basis for statistical sampling, a higher accuracy of predicted foldings can be reached at the price of a lower diversity of generated candidate structures (compared to the more general traditional SCFG variant or sampling based on PFs that rely on free energies).
In this work we extend the multiscale finite element method (MsFEM)
as formulated by Hou and Wu in [14] to the PDE system of linear elasticity.
The application, motivated from the multiscale analysis of highly heterogeneous
composite materials, is twofold. Resolving the heterogeneities on
the finest scale, we utilize the linear MsFEM basis for the construction of
robust coarse spaces in the context of two-level overlapping Domain Decomposition
preconditioners. We motivate and explain the construction
and present numerical results validating the approach. Under the assumption
that the material jumps are isolated, that is they occur only in the
interior of the coarse grid elements, our experiments show uniform convergence
rates independent of the contrast in the Young's modulus within the
heterogeneous material. Elsewise, if no restrictions on the position of the
high coefficient inclusions are imposed, robustness can not be guaranteed
any more. These results justify expectations to obtain coefficient-explicit
condition number bounds for the PDE system of linear elasticity similar to
existing ones for scalar elliptic PDEs as given in the work of Graham, Lechner
and Scheichl [12]. Furthermore, we numerically observe the properties
of the MsFEM coarse space for linear elasticity in an upscaling framework.
Therefore, we present experimental results showing the approximation errors
of the multiscale coarse space w.r.t. the fine-scale solution.
Worldwide the installed capacity of renewable technologies for electricity production is
rising tremendously. The German market is particularly progressive and its regulatory
rules imply that production from renewables is decoupled from market prices and electricity
demand. Conventional generation technologies are to cover the residual demand
(defined as total demand minus production from renewables) but set the price at the
exchange. Existing electricity price models do not account for the new risks introduced
by the volatile production of renewables and their effects on the conventional demand
curve. A model for residual demand is proposed, which is used as an extension of
supply/demand electricity price models to account for renewable infeed in the market.
Infeed from wind and solar (photovoltaics) is modeled explicitly and withdrawn from
total demand. The methodology separates the impact of weather and capacity. Efficiency
is transformed on the real line using the logit-transformation and modeled as a stochastic process. Installed capacity is assumed a deterministic function of time. In a case study the residual demand model is applied to the German day-ahead market
using a supply/demand model with a deterministic supply-side representation. Price trajectories are simulated and the results are compared to market future and option
prices. The trajectories show typical features seen in market prices in recent years and the model is able to closely reproduce the structure and magnitude of market prices.
Using the simulated prices it is found that renewable infeed increases the volatility of forward prices in times of low demand, but can reduce volatility in peak hours. Prices
for different scenarios of installed wind and solar capacity are compared and the meritorder effect of increased wind and solar capacity is calculated. It is found that wind
has a stronger overall effect than solar, but both are even in peak hours.
In this work, some model reduction approaches for performing simulations
with a pseudo-2D model of Li-ion battery are presented. A full pseudo-2D model of processes in Li-ion batteries is presented following
[3], and three methods to reduce the order of the full model are considered. These are: i) directly reduce the model order using proper
orthogonal decomposition, ii) using fractional time step discretization in order to solve the equations in decoupled way, and iii) reformulation
approaches for the diffusion in the solid phase. Combinations of above
methods are also considered. Results from numerical simulations are presented, and the efficiency and the accuracy of the model reduction approaches are discussed.
Granular systems in solid-like state exhibit properties like stiffness
dependence on stress, dilatancy, yield or incremental non-linearity
that can be described within the continuum mechanical framework.
Different constitutive models have been proposed in the literature either based on relations between some components of the stress tensor or on a quasi-elastic description. After a brief description of these
models, the hyperelastic law recently proposed by Jiang and Liu [1]
will be investigated. In this framework, the stress-strain relation is
derived from an elastic strain energy density where the stable proper-
ties are linked to a Drucker-Prager yield criteria. Further, a numerical method based on the finite element discretization and Newton-
Raphson iterations is presented to solve the force balance equation.
The 2D numerical examples presented in this work show that the stress
distributions can be computed not only for triangular domains, as previoulsy done in the literature, but also for more complex geometries.
If the slope of the heap is greater than a critical value, numerical instabilities appear and no elastic solution can be found, as predicted by
the theory. As main result, the dependence of the material parameter
Xi on the maximum angle of repose is established.
Gesunde Kommune - Sport und Bewegung als Faktor der Stadt- und Raumentwicklung - Projektbericht 2011
(2012)
Sport und Bewegung sind seit jeher wesentliche Bestandteile des öffentlichen Lebens. Der in den letzten Jahren erkennbare und sich weiter verstärkende demographische und gesellschaftliche Wandel führt allerdings zu einer Veränderung des Sport- und Bewegungsverhaltens und damit auch der Nachfrage nach Sportstätten und Bewegungsräumen. Die sich zunehmend verändernde Situation von Sport und Bewegung findet bislang weder auf der politischen Ebene noch auf der Ebene der kommunalen Planung ausreichend Berücksichtigung. Vor dem Hintergrund stetig steigender Bedarfe zur Sicherung der kommunalen Daseinsvorsorge müssen jedoch zeitnah Lösungen gefunden werden, die den veränderten Rahmenbedingungen auch zukünftig gerecht werden. Ausgehend hiervon befasst sich das in den Jahren 2011 und 2012 durchgeführte Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Gesunde Kommune – Sport und Bewegung als Faktor der Stadt- und Raumentwicklung“ mit der Bedeutung von Sport und Bewegung für die rheinland-pfälzischen Kommunen und verfolgt das Ziel, Verknüpfungen zwischen räumlichen und sportlichen Entwicklungsfeldern zu erschließen sowie Möglichkeiten zur gezielten Nutzung von Sport und Bewegung für die nachhaltige Raumentwicklung aufzuzeigen. Die raumwirksamen Leistungen von Sport und Bewegung werden hierbei unter den Aspekten Gesundheit, Ökonomie, Ökologie und Soziales betrachtet. Ein wesentliches Projektziel bildete darüber hinausgehend die Bewusstseinsbildung und Sensibilisierung aller relevanten Akteure auf Landes- und Kommunalebene. Das Projekt wurde Erarbeitet durch den Lehrstuhl Stadtplanung der TU Kaiserslautern in Kooperation mit dem Fachgebiet Sportwissenschaft der TU Kaiserslautern im Auftrag der Entwicklungsagentur Rheinland-Pfalz e.V..
The direction splitting approach proposed earlier in [6], aiming at the efficient solution of Navier-Stokes equations, is extended and adopted here to solve the Navier-Stokes-Brinkman equations describing incompressible flows in plain and in porous media. The resulting pressure equation is a perturbation of the
incompressibility constrained using a direction-wise factorized operator as proposed in [6]. We prove that this approach is unconditionally stable for the unsteady Navier-Stokes-Brinkman problem. We also provide numerical illustrations of the method's accuracy and efficiency.
In this paper, we propose multi-level Monte Carlo(MLMC) methods that use ensemble level mixed multiscale methods in the simulations of multi-phase flow and transport. The main idea of ensemble level multiscale methods is to construct local multiscale basis functions that can be used for any member of the ensemble. We consider two types of ensemble level mixed multiscale finite element methods, (1) the no-local-solve-online ensemble level method (NLSO) and (2) the local-solve-online ensemble level method (LSO). Both mixed multiscale methods use a number of snapshots of the permeability media to generate a multiscale basis.
As a result, in the offline stage, we construct multiple basis functions for
each coarse region where basis functions correspond to different realizations.
In the no-local-solve-online ensemble level method one uses the whole set of pre-computed basis functions to approximate the solution for an arbitrary realization. In the local-solve-online ensemble level method one uses the pre-computed functions to construct a multiscale basis for a particular realization. With this basis the solution corresponding to this
particular realization is approximated in LSO mixed MsFEM. In both approaches
the accuracy of the method is related to the number of snapshots computed based on different realizations that one uses to pre-compute a
multiscale basis. We note that LSO approaches share similarities with reduced basis methods [11, 21, 22].
In multi-level Monte Carlo methods ([14, 13]), more accurate (and expensive) forward simulations are run with fewer samples while less accurate(and inexpensive) forward simulations are run with a larger number of samples. Selecting the number of expensive and inexpensive simulations carefully, one can show that MLMC methods can provide better accuracy
at the same cost as MC methods. In our simulations, our goal is twofold. First, we would like to compare NLSO and LSO mixed MsFEMs. In particular, we show that NLSO
mixed MsFEM is more accurate compared to LSO mixed MsFEM. Further, we use both approaches in the context of MLMC to speed-up MC
calculations. We present basic aspects of the algorithm and numerical
results for coupled flow and transport in heterogeneous porous media.
We present the derivation of a simple viscous damping model of Kelvin–Voigt type for geometrically exact
Cosserat rods from three–dimensional continuum theory. Assuming a homogeneous and isotropic material,
we obtain explicit formulas for the damping parameters of the model in terms of the well known stiffness
parameters of the rod and the retardation time constants defined as the ratios of bulk and shear viscosities to
the respective elastic moduli. We briefly discuss the range of validity of our damping model and illustrate
its behaviour with a numerical example.
A simple transformation of the Equation of Motion (EoM) allows us to directly integrate nonlinear structural models into the recursive Multibody System (MBS) formalism of SIMPACK. This contribution describes how the integration is performed for a discrete Cosserat rod model which has been developed at the ITWM. As a practical example, the run-up of a simplified three-bladed wind turbine is studied where the dynamic deformations of the three blades are calculated by the Cosserat rod model.
In the presented work, we make use of the strong reciprocity between kinematics and geometry to build a geometrically nonlinear, shearable low order discrete shell model of Cosserat type defined on triangular meshes, from which we deduce a rotation–free Kirchhoff type model with the triangle vertex positions as degrees of freedom. Both models behave physically plausible already on very coarse meshes, and show good
convergence properties on regular meshes. Moreover, from the theoretical side, this deduction provides a
common geometric framework for several existing models.
SHIM is a concurrent deterministic programming language for embedded systems built on rendezvous communication. It abstracts away many details to give the developer a high-level view that includes virtual shared variables, threads as orthogonal statements, and deterministic concurrent exceptions.
In this paper, we present a new way to compile a SHIM-like language into a set of asynchronous guarded actions, a well-established intermediate representation for concurrent systems. By doing so, we build a bridge to many other tools, including hardware synthesis and formal verification. We present our translation in detail, illustrate it through examples, and show how the result can be used by various other tools.
We study the efficient computation of Nash and strong equilibria in weighted bottleneck games. In such a game different players interact on a set of resources in the way that every player chooses a subset of the resources as her strategy. The cost of a single resource depends on the total weight of players choosing it and the personal cost every player tries to minimize is the cost of the most expensive resource in her strategy, the bottleneck value. To derive efficient algorithms for finding Nash equilibria in these games, we generalize a tranformation of a bottleneck game into a special congestion game introduced by Caragiannis et al. [1]. While investigating the transformation we introduce so-called lexicographic games, in which the aim of a player is not only to minimize her bottleneck value but to lexicographically minimize the ordered vector of costs of all resources in her strategy. For the special case of network bottleneck games, i.e., the set of resources are the edges of a graph and the strategies are paths, we analyse different Greedy type methods and their limitations for extension-parallel and series-parallel graphs.
We provide a space domain oriented separation of magnetic fields into parts generated by sources in the exterior and sources in the interior of a given sphere. The separation itself is well-known in geomagnetic modeling, usually in terms of a spherical harmonic analysis or a wavelet analysis that is spherical harmonic based. However, it can also be regarded as a modification of the Helmholtz decomposition for which we derive integral representations with explicitly known convolution kernels. Regularizing these singular kernels allows a multiscale representation of the magnetic field with locally supported wavelets. This representation is applied to a set of CHAMP data for crustal field modeling.
In a dynamic network, the quickest path problem asks for a path minimizing the time needed to send a given amount of flow from source to sink along this path. In practical settings, for example in evacuation or transportation planning, the reliability of network arcs depends on the specific scenario of interest. In this circumstance, the question of finding a quickest path among all those having at least a desired path reliability arises. In this article, this reliable quickest path problem is solved by transforming it to the restricted quickest path problem. In the latter, each arc is associated a nonnegative cost value and the goal is to find a quickest path among those not exceeding a predefined budget with respect to the overall (additive) cost value. For both, the restricted and reliable quickest path problem, pseudopolynomial exact algorithms and fully polynomial-time approximation schemes are proposed.
In this paper the multi terminal q-FlowLoc problem (q-MT-FlowLoc) is introduced. FlowLoc problems combine two well-known modeling tools: (dynamic) network flows and locational analysis. Since the q-MT-FlowLoc problem is NP-hard we give a mixed integer programming formulation and propose a heuristic which obtains a feasible solution by calculating a maximum flow in a special graph H. If this flow is also a minimum cost flow, various versions of the heuristic can be obtained by the use of different cost functions. The quality of this solutions is compared.
Continuously improving imaging technologies allow to capture the complex spatial
geometry of particles. Consequently, methods to characterize their three
dimensional shapes must become more sophisticated, too. Our contribution to
the geometric analysis of particles based on 3d image data is to unambiguously
generalize size and shape descriptors used in 2d particle analysis to the spatial
setting.
While being defined and meaningful for arbitrary particles, the characteristics
were actually selected motivated by the application to technical cleanliness. Residual
dirt particles can seriously harm mechanical components in vehicles, machines,
or medical instruments. 3d geometric characterization based on micro-computed
tomography allows to detect dangerous particles reliably and with
high throughput. It thus enables intervention within the production line. Analogously
to the commonly agreed standards for the two dimensional case, we
show how to classify 3d particles as granules, chips and fibers on the basis of
the chosen characteristics. The application to 3d image data of dirt particles is
demonstrated.
Input loads are essential for the numerical simulation of vehicle multibody system
(MBS)- models. Such load data is called invariant, if it is independent of the specific system under consideration. A digital road profile, e.g., can be used to excite MBS models of different
vehicle variants. However, quantities efficiently obtained by measurement such as wheel forces
are typically not invariant in this sense. This leads to the general task to derive invariant loads
on the basis of measurable, but system-dependent quantities. We present an approach to derive
input data for full-vehicle simulation that can be used to simulate different variants of a vehicle
MBS model. An important ingredient of this input data is a virtual road profile computed by optimal control methods.
In this paper, we present a viscoelastic rod model that is suitable for fast and accurate dynamic simulations. It is based on Cosserat’s geometrically exact theory of rods and is able to represent extension, shearing (‘stiff’ dof), bending and torsion (‘soft’ dof). For inner dissipation, a consistent damping potential proposed by Antman is chosen. We parametrise the rotational dof by unit quaternions and directly use the quaternionic evolution differential equation for the discretisation of the Cosserat rod curvature. The discrete version of our rod model is obtained via a finite difference discretisation on a staggered grid. After an index reduction from three to zero, the right-hand side function f and the Jacobian \(\partial f/\partial(q, v, t)\) of the dynamical system \(\dot{q} = v, \dot{v} = f(q, v, t)\) is free of higher algebraic (e. g. root) or transcendental (e. g. trigonometric or exponential) functions and therefore cheap to evaluate. A comparison with Abaqus finite element results demonstrates the correct mechanical behavior of our discrete rod model. For the time integration of the system, we use well established stiff solvers like RADAU5 or DASPK. As our model yields computational times within milliseconds, it is suitable for interactive applications in ‘virtual reality’ as well as for multibody dynamics simulation.
This work presents a proof of convergence of a discrete solution to a continuous one. At first, the continuous problem is stated as a system
of equations which describe filtration process in the pressing section of a
paper machine. Two flow regimes appear in the modeling of this problem.
The model for the saturated flow is presented by the Darcy’s law and the mass conservation. The second regime is described by the Richards approach together with a dynamic capillary pressure model. The finite
volume method is used to approximate the system of PDEs. Then the existence of a discrete solution to proposed finite difference scheme is proven.
Compactness of the set of all discrete solutions for different mesh sizes is
proven. The main Theorem shows that the discrete solution converges
to the solution of continuous problem. At the end we present numerical
studies for the rate of convergence.
In this paper we develop monitoring schemes for detecting structural changes
in nonlinear autoregressive models. We approximate the regression function by a
single layer feedforward neural network. We show that CUSUM-type tests based
on cumulative sums of estimated residuals, that have been intensively studied
for linear regression in both an offline as well as online setting, can be extended
to this model. The proposed monitoring schemes reject (asymptotically) the null
hypothesis only with a given probability but will detect a large class of alternatives
with probability one. In order to construct these sequential size tests the limit
distribution under the null hypothesis is obtained.
This report gives an insight into basics of stress field simulations for geothermal reservoirs.
The quasistatic equations of poroelasticity are deduced from constitutive equations, balance
of mass and balance of momentum. Existence and uniqueness of a weak solution is shown.
In order of to find an approximate solution numerically, usage of the so–called method of
fundamental solutions is a promising way. The idea of this method as well as a sketch of
how convergence may be proven are given.
In this paper we deal with dierent statistical modeling of real world accident data in order to quantify the eectiveness of a safety function or a safety conguration (meaning a specic combination of safety functions) in vehicles. It is shown that the eectiveness can be estimated along the so-called relative risk, even if the eectiveness does depend on a confounding variable which may be categorical or continuous. For doing so a concrete statistical modeling is not necessary, that is the resulting estimate is of nonparametric nature. In a second step the quite usual and from a statistical point of view classical logistic regression modeling is investigated. Main emphasis has been laid on the understanding of the model and the interpretation of the occurring parameters. It is shown that the eectiveness of the safety function also can be detected via such a logistic approach and that relevant confounding variables can and should be taken into account. The interpretation of the parameters related to the confounder and the quantication of the in uence of the confounder is shown to be rather problematic. All the theoretical results are illuminated by numerical data examples.
We introduce a refined tree method to compute option prices using the stochastic volatility model of Heston. In a first step, we model the stock and variance process as two separate trees and with transition probabilities obtained by matching tree moments up to order two against the Heston model ones. The correlation between the driving Brownian motions in the Heston model is then incorporated by the node-wise adjustment of the probabilities. This adjustment, leaving the marginals fixed, optimizes the match between tree and model correlation. In some nodes, we are even able to further match moments of higher order. Numerically this gives convergence orders faster than 1/N, where N is the number of dis- cretization steps. Accuracy of our method is checked for European option prices against a semi closed-form, and our prices for both European and American options are compared to alternative approaches.
In this paper we study the possibilities of sharing profit in combinatorial procurement auctions and exchanges. Bundles of heterogeneous items are offered by the sellers, and the buyers can then place bundle bids on sets of these items. That way, both sellers and buyers can express synergies between items and avoid the well-known risk of exposure (see, e.g., [3]). The reassignment of items to participants is known as the Winner Determination Problem (WDP). We propose solving the WDP by using a Set Covering formulation, because profits are potentially higher than with the usual Set Partitioning formulation, and subsidies are unnecessary. The achieved benefit is then to be distributed amongst the participants of the auction, a process which is known as profit sharing. The literature on profit sharing provides various desirable criteria. We focus on three main properties we would like to guarantee: Budget balance, meaning that no more money is distributed than profit was generated, individual rationality, which guarantees to each player that participation does not lead to a loss, and the core property, which provides every subcoalition with enough money to keep them from separating. We characterize all profit sharing schemes that satisfy these three conditions by a monetary flow network and state necessary conditions on the solution of the WDP for the existence of such a profit sharing. Finally, we establish a connection to the famous VCG payment scheme [2, 8, 19], and the Shapley Value [17].
This work presents the dynamic capillary pressure model (Hassanizadeh, Gray, 1990, 1993a) adapted for the needs of paper manufacturing process simulations. The dynamic capillary pressure-saturation relation is included in a one-dimensional simulation model for the pressing section of a paper machine. The one-dimensional model is derived from a two-dimensional model by averaging with respect to the vertical direction. Then, the model is discretized by the finite volume method and solved by Newton’s method. The numerical experiments are carried out for parameters typical for the paper layer. The dynamic capillary pressure-saturation relation shows significant influence on the distribution of water pressure. The behaviour of the solution agrees with laboratory experiments (Beck, 1983).
Das Smart Grid, „intelligentes Stromnetz“, ist eines der Themen, welche von der Politik und natürlich auch der Stromwirtschaft immer wieder in den Vordergrund gestellt werden. Das Potential der erneuerbaren Energien reicht aus, um Deutschland und Europa zuverlässig mit Strom zu versorgen. Der Umbau der Stromnetze ist dabei von zentraler Bedeutung und bedarf einer Anstrengung der gesamten Gesellschaft. Leider kommt dabei der Stromkunde zu kurz — die Bedürfnisse von Stromkunden werden weitgehend ignoriert und der Datenschutz wird oft ausser acht gelassen. Aber auch kleinere Stadtwerke haben mit dieser Entwicklung Probleme: Aufgrund politischer Vorgaben müssen sie zum Beispiel Smart Meter einführen, obwohl ihnen dadurch Kosten entstehen, die sie nicht direkt auf den Kunden umlegen können. Die Bereitschaft der Kunden, für ein Smart Grid mehr Geld zu bezahlen, ist wohl kaum vorhanden. Gleichzeitig ist es aber notwendig, die bestehenden Stromnetze zu flexibilisieren und auf einen weiter steigenden Anteil von erneuerbaren Energiequellen vorzubereiten
In this article, a new model predictive control approach to nonlinear stochastic systems will be presented. The new approach is based on particle filters, which are usually used for estimating states or parameters. Here, two particle filters will be combined, the first one giving an estimate for the actual state based on the actual output of the system; the second one gives an estimate of a control input for the system. This is basically done by adopting the basic model predictive control strategies for the second particle filter. Later in this paper, this new approach is applied to a CSTR (continuous stirred-tank reactor) example and to the inverted pendulum.
This report describes the calibration and completion of the volatility cube in the SABR model. The description is based on a project done for Assenagon GmbH in Munich. However, we use fictitious market data which resembles realistic market data. The problem posed by our client is formulated in section 1. Here we also motivate why this is a relevant problem. The SABR model is briefly reviewed in section 2. Section 3 discusses the calibration and completion of the volatility cube. An example is presented in section 4. We conclude by suggesting possible future research in section 5.
This report gives an overview of the separate translation of synchronous imperative programs to synchronous guarded actions. In particular, we consider problems to be solved for separate compilation that stem from preemption statements and local variable declarations. We explain how we solved these problems and sketch our solutions implemented in the our Averest framework to implement a compiler that allows a separate compilation of imperative synchronous programs with local variables and unrestricted preemption statements. The focus of the report is the big picture of our entire design flow.
Wireless sensor networks are the driving force behind many popular and interdisciplinary research areas, such as environmental monitoring, building automation, healthcare and assisted living applications. Requirements like compactness, high integration of sensors, flexibility, and power efficiency are often very different and cannot be fulfilled by state-of-the-art node platforms at once. In this paper, we present and analyze AmICA: a flexible, compact, easy-to-program, and low-power node platform. Developed from scratch and including a node, a basic communication protocol, and a debugging toolkit, it assists in an user-friendly rapid application development. The general purpose nature of AmICA was evaluated in two practical applications with diametric requirements. Our analysis shows that AmICA nodes are 67% smaller than BTnodes, have five times more sensors than Mica2Dot and consume 72% less energy than the state-of-the-art TelosB mote in sleep mode.
The Train Marshalling Problem consists of rearranging an incoming train in a marshalling yard in such a way that cars with the same destinations appear consecutively in the final train and the number of needed sorting tracks is minimized. Besides an initial roll-in operation, just one pull-out operation is allowed. This problem was introduced by Dahlhaus et al. who also showed that the problem is NP-complete. In this paper, we provide a new lower bound on the optimal objective value by partitioning an appropriate interval graph. Furthermore, we consider the corresponding online problem, for which we provide upper and lower bounds on the competitiveness and a corresponding optimal deterministic online algorithm. We provide an experimental evaluation of our lower bound and algorithm which shows the practical tightness of the results.
Online Delay Management
(2010)
We present extensions to the Online Delay Management Problem on a Single Train Line. While a train travels along the line, it learns at each station how many of the passengers wanting to board the train have a delay of delta. If the train does not wait for them, they get delayed even more since they have to wait for the next train. Otherwise, the train waits and those passengers who were on time are delayed by delta. The problem consists in deciding when to wait in order to minimize the total delay of all passengers on the train line. We provide an improved lower bound on the competitive ratio of any deterministic online algorithm solving the problem using game tree evaluation. For the extension of the original model to two possible passenger delays delta_1 and delta_2, we present a 3-competitive deterministic online algorithm. Moreover, we study an objective function modeling the refund system of the German national railway company, which pays passengers with a delay of at least Delta a part of their ticket price back. In this setting, the aim is to maximize the profit. We show that there cannot be a deterministic competitive online algorithm for this problem and present a 2-competitive randomized algorithm.
In a dynamic network, the quickest path problem asks for a path such that a given amount of flow can be sent from source to sink via this path in minimal time. In practical settings, for example in evacuation or transportation planning, the problem parameters might not be known exactly a-priori. It is therefore of interest to consider robust versions of these problems in which travel times and/or capacities of arcs depend on a certain scenario. In this article, min-max versions of robust quickest path problems are investigated and, depending on their complexity status, exact algorithms or fully polynomial-time approximation schemes are proposed.