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Specifying behaviors of multi-agent systems (MASs) is a demanding task, especially when applied in safety-critical systems. In the latter systems, the specification of behaviors has to be carried out carefully in order to avoid side effects that might cause unwanted or even disastrous behaviors. Thus, formal methods based on mathematical models of the system under design are helpful. They not only allow us to formally specify the system at different levels of abstraction, but also to verify the consistency of the specified systems before implementing them. The formal specification aims a precise and unambiguous description of the behavior of MASs, whereas the verification aims at proving the satisfaction of specified requirements. A behavior of an agent can be described as discrete changes of its states with respect to external or internal actions. Whenever an action occurs, the agent moves from one state to another one. Therefore, an efficient way to model this type of discrete behaviors is to use a kind of state transition diagrams such as finite automata. One remarkable advantage of such transition diagrams is that they lend themselves formal analysis techniques using model checking. The latter is an automatic verification technique which determines whether given properties are satisfied within a model underlying a particular system. In realistic physical environments, however, it is necessary to consider continuous behaviors in addition to discrete behaviors of MASs. Examples of those type of behaviors include the movement of a soccer agent to kick off or to go to the ball, the process of putting out the fire by a fire brigade agent in a rescue scenario, or any other behaviors that depend on any timed physical law. The traditional state transition diagrams are not sufficient to combine these types of behaviors. Hybrid automata offer an elegant method to capture such types of behaviors. Hybrid automata extend regular state transition diagrams with methods that deal with those continuous actions such that the state transition diagrams are used to model the discrete changes of behaviors, while differential equations are used to model the continuous changes. The semantics of hybrid automata make them accessible to formal verification by means of model checking. The main goal of this thesis is to approach hybrid automata for specifying and verifying behaviors of MASs. However, specifying and and verifying behaviors of MASs by means of hybrid automata raises several issues that should be considered. These issues include the complexity, modularity, and the expressiveness of MASs' models. This thesis addresses these issues and provides possible solutions to tackle them.
Although e-participation is becoming more and more important, security risks and requirements are so far only superficially regarded. This master thesis aims at contribute to security and privacy of e-participation applications. This paper deals with the users of electronic participation forms. Since personal data has to be transmitted in the e-participation process, systems require trustworthiness, privacy, transparency, availability and legal security between public administration and users. Therefore it is very important to ensure the most of security and privacy standards in information and communication technologies by the administration and the citizens to provide the necessary confidence in using e participation applications. This master thesis examines different e-participation platforms of the areas participatory budgeting, e-consultations, party websites, and e-petitions and explores at first which influence of sensitive e-participation systems on the political system they have. Subsequently, the current safety standard of the e-participation applications is determined. For this purpose an analysis framework is used, regarding on relevant security and privacy issues for e-participation. Based on the results safety levels are deduced from different types of e-participation applications. In addition recommendations for the constitution of e-participation are concluded, which helps to make e participation applications more secure. Furthermore, future technologies with the potential to improve security in the use of electronic public participation are presented.
Die Umbruchphase in der beruflichen Erstausbildung - unter besonderer Berücksichtigung der Berufsschulen - zeigt Wirkung auf schulische, didaktische und pädagogische Konzeptionen. Die kaum noch überschaubaren technologischen, ingenieur- und naturwissenschaftlichen Entwicklungen der letzten Jahrzehnte haben die Inhalte einer gewerblich-technischen Ausbildung, aber auch die zunehmenden Anforderungen an die fachliche, methodische, emotionale und persönliche Kompetenz radikal verändert und werden sich weiterhin verändern. Wenn auch die Berufausbildung durch die Entwicklung neuer Berufsbilder und angepasster Lehrpläne versucht darauf zu reagieren, geht es in erster Linie doch um ein neues Lernverständnis. Vorbei sind die Zeiten, in denen das einmal erworbene berufliche Können lebenslang vorhält. Vor-dringlicher denn je fordert der rasante technologische Veränderungsprozess eine lebenslange Lernkompetenz. Mittlerweile reicht in den meisten Fällen die Bereitschaft allein nicht mehr aus, sich aus eigenem Antrieb neue Kompetenzen während der beruflichen Tätigkeit anzueignen, die Lerner müssen auch dazu befähigt sein. Unverkennbar zeigt sich in der Berufsschule als Folge davon eine deutliche Hinwendung zu offenen Lernformen. Daraus lässt sich schließen, dass bisherige Konzepte den Erwerb von anspruchsvollen Handlungs- und Lernkompetenzen nicht erfüllen können. Es stellt sich die Frage, inwieweit der Projektunterricht als Unterrichtskonzept in der Lage ist, neben der Vermittlung der erforderlichen neuen Handlungskompetenzen, auch die Bereitschaft der Lernenden zu wecken, eigenverantwortlich und selbstständig lebensbegleitend zu lernen und sich weiter zu qualifizieren. Sich auf Projektunterricht einzulassen, kann durchaus als Wagnis nicht nur hinsichtlich des Verlaufes als auch des Ergebnisses gesehen werden. Eine treffende Umschreibung bieten DE BIE/LOUWERSE (1977, 211): "Es kann nicht genug betont werden, daß Projektunterricht größere Anstrengungen, mehr Einsatz, mehr Disziplin und eine größere Frustrationstoleranz erfordert als der traditionelle Unterricht. Im Projektunterricht gibt es kein festes System und keinen Dozenten, der die Vorbereitung und die Durchführung übernimmt, und man kann daher auch nicht die Mängel auf sie projizieren oder Frustrationen auf sie abwälzen. Projektunterricht stellt größere Anforderungen als der traditionelle Unterricht; deshalb erfordert er auch "reifere" Teilnehmer - sowohl was die Studenten wie die Dozenten betrifft. - Mit der Aufarbeitung des Projektunterrichts in einer gewerblichen Berufsschule in Form einer Fallstudie greift der Autor ein zentrales betriebs- und berufspädagogisches Thema auf. Er gliedert seine Fallstudie in sechs Kapitel. Nach der allgemeinen Betrachtung des Lernens richtet sich sein Fokus im ersten Abschnitt auf die Anforderungen in der heutigen Zeit und vor allem auf das in der Berufsschule gemäß Lehrplan geforderte Konzept der Handlungskompetenz. Die beiden folgenden Kapitel beschäftigen sich mit dem Projektunterricht. In Teil zwei werden zunächst die Grundlagen herausgearbeitet und über den historischen Rückblick auf die Inhalts- und Berührungspunkte dieser Lernart hingewiesen. Die Problematik angesichts der zahlreichen Projektautoren mit ihren unterschiedlichen Standpunkten wird bei der Begriffsklärung nur zu deutlich. Darauf aufbauend erfolgt in Kapitel drei die Beleuchtung des Projektunterrichts als didaktisches Modell. FLECHSIGS Konzeption didaktischer Modelle zeigt auf, dass der Projektunterricht wesentlich zur individuellen Förderung der Persönlichkeit beiträgt und beispielhaft eine Fülle von Lernmöglichkeiten für Schüler und Lehrer bietet. Teil vier beinhaltet das Konzept der Fallstudie zum "projektorientierten Unterricht". Projekt "Lampe" ist als Beitrag zur Verbesserung der Unterrichtsqualität im Rahmen der Schulentwicklung an der Berufsschule zu verstehen. Der Verfasser verfolgt mit dem Projekt "Lampe" zweierlei: Zum einen sollen die bisher vereinzelt gemachten Erfahrungen mit selbstständigen Lernprozessen gebündelt und in eine komplexe Aufgabe transferiert werden, andererseits erstrebt er, den Anforderungen an den klassischen Projektunterricht so nah wie möglich zu kommen. Die Untersuchung wird geleitet von folgender Hauptthese: "Volljährige Schüler, die in einer eigenen Lehrwerkstatt mit hauptberuflichen Ausbildern ihren Beruf erlernen, den Abschluss der "Mittleren Reife" mitbringen, überdurchschnittliche Leistungen im Rahmen der Ausbildung nachweisen können, stehen offenen Lehr- und Lernformen (in diesem Fall dem Projektlernen) positiv gegenüber." Der Autor erhob die für die empirische Auswertung maßgeblichen Informationen in Teil fünf über ein von jedem Schüler anonym am Ende jeder Projektwoche auszufüllendes Meinungsbarometer. Gegenstand der Auswertung war die gesamte Population. Die Fallstudie weist folgende Vorgehensweise auf: Die zentralen Fragestellungen mündeten in das Meinungsbarometer. Die darin enthaltenen Fragebogenkategorien wurden mit der Faktorenanalyse auf ihre Zusammensetzung hin überprüft und aufgrund des Ergebnisses für die Auswertung neu gruppiert. Über die Korrelationsprüfung der Fragebogenkomponenten traten die Zusammenhänge zwischen dem Fragebogen und den in den zentralen Fragestellungen genannten Items hervor. rnAbschließend erfolgte die Untersuchung der korrelierenden Variablen unter Einbezug der Schulbildung mit der Varianzanalyse und die Bewertung der Hauptthese. Die umfangreichen Daten der Ergebnisse erhalten trotz der hohen Informationsdichte durch die Darstellung in Tabellen, Polygonzügen und Histogrammen ein hohes Maß an Anschaulichkeit. Teil sechs bietet einen Ausblick auf die zukünftige Gestaltung des Projekts "Lampe".
Texture-based text detection in digital images using wavelet features and support vector machines
(2010)
In this bachelor thesis a new texture-based approach for the detection of text in digital images is presented. The procedure can be essentially divided into two main tasks, in detection of text blocks and detection of individual words, whereby the individual words are extracted from the detected text blocks. Roughly, the developed method acts with multiple support vector machines, which classify possible text regions of an image into real text regions, using wavelet-based features. In the process the possible text regions are defifined by edge projections with diσerent orientations. The results of the approach are X/Y coordinates, width and height of rectangular regions of an image, which contains individual words. This knowledge can be further processed, for example by an optical character recognition software to get the important and useful text information.
This thesis deals with the mapping from Ecore to grUML. Thereby the transformation of models in Ecore to graphs in grUML is as well considered as the conversion of Ecore metamodels to grUML schemas. At first the modeling languages Ecore and grUML are described separately. Thereby the metamodels of the languages are explained and the API is presented. Subsequent differences and similarities of grUML and Ecore are exemplified and based on this a mapping is defined. Also requirements for the implementation of the transformation are noted. After that details of the realisation follow. Finally the results of the transformation are shown with the help of some examples.
The present work starts with an introduction of methods for three-dimensional curve skeletonization. Different kinds of historic and recent skeletonization approaches are analysed in detail. Later on, a state-of-the-art skeletonization algorithm is introduced. This algorithm deals as a basis for the own approach presented subsequently. After the description and definition of a new method improving the state-of-the-art algorithm, experiments are conducted to get appraisable results. Next, a ground truth is described which has been set up manually by humans. The human similarity evaluations are compared with the results of the automatic computer-based similarity measures provided by the own approach. For this comparison, standard evaluation criteria from the field of information retrieval have been used.
Investigating the environmental fate of iodinated X-ray contrast media in the urban water cycle
(2010)
Iodinated X-ray contrast media (ICM) are a group of emerging contaminants which have been detected at elevated concentrations in the aquatic environment. These compounds are excreted unmetabolized into hospital wastewater, and eventually treated at wastewater treatment plants (WWTPs). The removal of ICM in WWTPs has not been very effective and therefore the ICM enter the aquatic environment via WWTP effluent discharges. Research has investigated the removal of selected ICM via abiotic and biotic processes, however limited work has attempted to determine the fate of these compounds once released into the environment. This thesis investigates the biotransformation of four selected ICM (diatrizoate, iohexol, iomeprol, and iopamidol) in aerobic soil-water and sediment-water systems as well as in different environmental matrices. Iohexol, iomeprol and iopamidol were biotransformed to several TPs in the aerobic batch systems, while no biotransformation was observed for the ionic ICM, diatrizoate. In total 34 biotransformation products (TPs) of the three non-ionic ICM were identified. The combination of semi-preparative HPLC-UV, hybrid triple quadrupole-linear ion trap mass spectrometry (Qq-LIT-MS) was found to be an accurate approach for the structural elucidation of ICM TPs. The ICM TPs resulted in microbial transformation occurring at the side chains of the parent ICM, with the iodinated aromatic ring unmodified.
Moderne Groupware- und Social Software Systeme nehmen nicht nur im privaten Nutzerbereich eine immer stärkere Rolle ein, sondern bergen vor allem für Unternehmen einen noch nicht vollständig erfassten Mehrwert. Erkenntnisse und Erfahrungen aus Praxis und Forschung zeigen, dass Web 2.0 Tools im Unternehmenseinsatz zu einem Mehrwert führen können, wenn sie im richtigen Kontext eingesetzt und in der entsprechenden Kultur eingebettet sind. Sie unterstützen insbesondere bei der Meinungsäußerung, Kollaboration und Selbstorganisation. Vor allem Social Software und Social Networking werden von der Gartner Group, einem der weltweit führenden Marktanalysten von Business Software, im Jahr 2009 unter den zehn für Unternehmen strategisch relevanten Technologien geführt. Trotzdem gibt es gegenwärtig kaum Systeme, die alle erforderlichen Funktionalitäten von Groupware und Social Software in einer Lösung vereinen. Eine der erfolgreichsten Softwaresuiten im Bereich Groupware stellt die Lotus Notes/Domino Lösung von IBM dar. Anhand dieser Softwaresuite wird in der vorliegenden Arbeit gezeigt, wie am Beispiel einer universitären Forschungsgruppe Groupware-Systeme in Kombination mit Social Software in eine Enterprise 2.0 Arbeitsumgebung überführt werden können. Dabei werden "ältere" Groupware Anwendungen, wie E-Mail und Kalenderfunktionen, mit neueren Werkzeugen wie Blogs, Wikis oder Social Bookmarking verknüpft. Das Ergebnis zeigt, dass technische Veränderungen zwar schnell umzusetzen sind, Veränderungen im Kommunikations- und Arbeitsalltag von Menschen allerdings nur langsam erreicht werden. Die Forschungsgruppe für Betriebliche Anwendungssysteme in Koblenz untersucht und evaluiert neue Werkzeuge für die CSCW-Forschung, nutzt intern Groupware zur Arbeitsunterstützung und setzt den ihr übertragenen Lehrauftrag um. Von den an der Lehre beteiligten Parteien, z.B. Studierende und Dozenten, werden die gleiche Flexibilität und das Wissen um moderne Arbeitsformen verlangt, die auch Unternehmen aktuell an ihre Mitarbeiter stellen. Für den Umgang mit modernen Arbeitsformen, Werkzeugen und verschieden Endgeräten bedarf es Erfahrungen und Kompetenzen. Diese Kompetenzen sind sowohl in Bildungseinrichtungen wie auch in Unternehmen über alle Altersschichten aufzubauen. Für den Aufbau und die Schulung solcher Kompetenzen wurde am Standort Koblenz ein Hochschul Competence Center gegründet. Die Notwendigkeit und das Angebot der Schulung bezieht sich dabei nicht nur auf ältere Generationen, sondern auch auf die gerne als "Digital Natives" oder nach 1980 geborenen Generationen, da diese entgegen anders lautender Annahmen nicht automatisch über die geforderten Kompetenzen verfügen. Enterprise 2.0 einzuführen bedarf einer klaren Managemententscheidung. Die Schulung der Kompetenzen sowie die Nutzung von Enterprise 2.0 bedarf der Akzeptanz und somit einer partizipativen Beteiligung.
In dieser Arbeit wird ein Datenmodell für Shared Annotations vorgestellt. Basierend auf einem bereits existierenden Datenmodell für Annotationen, wird dieses erweitert um die Möglichkeit der Modellierung von Shared Annotations. Daraufhin werden Funktionen von Shared Annotations erläutert, die über das neue Annotationsmodell möglich sind.
Ontologies play an important role in knowledge representation for sharing information and collaboratively developing knowledge bases. They are changed, adapted and reused in different applications and domains resulting in multiple versions of an ontology. The comparison of different versions and the analysis of changes at a higher level of abstraction may be insightful to understand the changes that were applied to an ontology. While there is existing work on detecting (syntactical) differences and changes in ontologies, there is still a need in analyzing ontology changes at a higher level of abstraction like ontology evolution or refactoring pattern. In our approach we start from a classification of model refactoring patterns found in software engineering for identifying such refactoring patterns in OWL ontologies using DL reasoning to recognize these patterns.