Formalized Terminologies of Technical Systems and their Reliability

Während des Lebenslaufs eines technischen Systems kommunizieren Fachleute mit verschiedenen Ausbildungs- und Erfahrungshintergründen miteinander. Nur ein gleiches Verständnis auf der Grundlage eines gemeinsamen Terminologoegebäudes ermöglicht zueinander passendes Handeln. Existierende Ansätze der Terminologiearbeit erfüllen die Ansprüche an eine eindeutige, widerspruchsfreie, präzise, mehrsprachige und domänenübergreifende terminologische Basis allerdings nicht. Um einen reibungslosen Ablauf der gewerkeübergreifenden Zusammenarbeit über den gesamten Lebenslauf technischer Systeme zu ermöglichen, müssen die Grenzfälle und Unschärfen bestehender Terminologieabbildungen gelöst werden. Die in dieser Arbeit ausgearbeitete methodische Grundlage besteht in einer eindeutigen Festlegung von Termini durch die durchgängige Nutzung einheitlicher formaler Beschreibungsmittel. Auf dieser Basis aufbauend wird die Basisterminologie der leittechnischen Modellwelt beschrieben. Sie stellt das Fundament für eine weitergehende Modellbildung dar. Die im Rahmen dieser Arbeit konzipierte Vorgehensweise wird auf die Modellierung eines formalisierten Terminologiegebäudes zur Verlässlichkeit technischer Systeme angewendet. Die einzelnen Termini werden hierbei durch ein Netz zwischen ihnen bestehender Bedeutungsbeziehungen abgebildet und so zu einem neuen Terminologiegebäude zusammengefügt. Gleichwertige Benennungen werden identifiziert und somit ein Beitrag zur Eindeutigkeit des Fachvokabulars geleistet. In dieser Arbeit wird ein Terminologiemanagementsystem konzipiert, welches die Sprache in ihrer Komplexität abzubilden vermag und somit über eine bloße Auflistung von Bezeichnungen und den ihnen zugeordneten Definitionen hinausgeht. Es erlaubt die verteilte Erarbeitung und Abstimmung eines Fachwortschatzes in der Normungsarbeit und in der industriellen Praxis und ermöglicht dort eine fachübergreifende Kommunikation, wo bisher nur Unverständnis, Missverständnis und Ablehnung bestanden.In the lifecycle of a technical system experts with different educational backgrounds and experiences communicate with each other. Only a common understanding allows for coordinated and coherent action. Existing approaches of terminology management can not adequately fulfill the unambiguous, consistent, precise, multilingual conceptualization across different domains. In order to allow for an unobstructed interdisciplinary cooperation a harmonization of heterogeneous information is required and the fuzziness of the currently existing terminology needs to be overcome. The methodical framework to do this is developed in this work. The formalization of unambiguously defined technical terms is supported by the integrated use of formal means of description. Based on this approach the basic terms and definitions of control technology can be formally described. A standardized and well defined vocabulary is the basis for subsequently defined concepts and models. The methodical approach outlined in this work is applied to the formalization of a concept system of the dependability of technical systems. The individual concepts will be identified and integrated into a network structure by means of semantic relations. Equivalent designations for identical concepts can be identified and the currently existing frequent use of synonyms can be avoided. This helps to overcome the existing problems and to improve communication across different domains. As language is a complex phenomenon tool support is of utmost importance. This work lays the basis for a terminology management system which can model various facets of language and thus goes far beyond the scope and expressiveness of currently existing terminology management systems. The terminology management system introduced allows for the distributed and collaborative development of a terminology in standardization as well as in industrial applications

Automatisierte Konfliktbewertung und -lösung für die Anschlussdisposition im (Schienen-)Personenverkehr

Störungen sind im Bahnbetrieb oftmals nicht vermeidbar und führen häufig zu Abweichungen vom Fahrplan in Form von Verspätungen. Aufgrund dieser entstehen Anschlusskonflikte. Diese sind für den Reisenden besonders unangenehm, weil sie zu einem Bruch der Reisekette führen können, der in vielen Fällen auch bei nur geringen Verspätungen eines Zubringers zu erheblichen Verspätungen des Reisenden führen kann. Die damit in Zusammenhang stehenden wirtschaftlichen Auswirkungen einzelner Anschlusskonflikte sind für den Disponenten nicht ohne weiteres ersichtlich. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Dispositionsunterstützungssystems für die Anschlussdisposition. Das Dispositionsunterstützungssystem ist modular konzipiert, um einzelne Module hinzufügen, austauschen und dem jeweils einsetzenden Verkehrsunternehmen anpassen zu können. Im Rahmen der Dissertation werden die Module Anschlussbewertung, Maßnahmenbestimmung, Maßnahmenbewertung und Maßnahmenauswahl entwickelt. Das System erkennt Anschlusskonflikte automatisch und liefert dem Disponenten dafür Konfliktlösungsvorschläge. Sowohl die Auswirkungen eines Konflikts im Falle eines Anschlussbruchs als auch die Konfliktlösungsvorschläge werden monetarisiert bewertet. Diese Bewertung umfasst sowohl die Auswirkungen auf die Reisenden als auch auf das Verkehrsunternehmen. Das System eignet sich zur Anwendung durch Eisenbahnverkehrsunternehmen, ist aber gleichzeitig so konzipiert, dass es sich prinzipiell auf andere Verkehrsträger übertragen lässt. Für das Modul Maßnahmenbestimmung werden insgesamt 17 verschiedene Maßnahmenarten modelliert. Im Rahmen eines strukturierten Verfahrens, das für jede Maßnahmenart durchlaufen wird, werden sowohl Algorithmen für die Bestimmung der Durchführbarkeit als auch zur Ermittlung möglicher konfliktspezifischer Ausprägungen je Maßnahmenart entwickelt. Die betrachteten Maßnahmenarten umfassen neben den klassischen Maßnahmenarten zur Anschlusssicherung weitere Maßnahmenarten, die entweder ebenfalls wieder zu einer Anschlusssicherung führen oder die Reisekette auf unkonventionelle Art und Weise schließen. Um die Notwendigkeit einer Konfliktlösung und die zulässige Schwere von Eingriffen (Maßnahmen zur Konfliktlösung) in den Betriebs- und Verkehrsablauf zu bestimmen, erfolgt im Modul Anschlussbewertung eine Bewertung jedes Konfliktes anhand seiner wirtschaftlichen Auswirkungen auf die betroffenen Reisenden und das entscheidende Eisenbahnverkehrsunternehmen. Entsprechend werden auch für die Konfliktlösungen im Modul Maßnahmenbewertung methodisch konsistente Bewertungen vorgenommen, die mit der Bewertung des Anschlusskonflikts vergleichbar sein müssen. Die Bewertungen können nun gegeneinander abgewogen werden. Auch für die Herleitung der Bewertungen wird ein strukturiertes Verfahren verwendet. Im Modul Maßnahmenauswahl erfolgt schließlich die Selektion adäquater Maßnahmen für den Konflikt aus wirtschaftlicher Sicht des Verkehrsunternehmens. In vielen Fällen ist die Kombination von Maßnahmen in einem Bündel sinnvoll. Es ist im Allgemeinen jedoch nicht möglich, die Bewertungen der einzelnen Maßnahmen aufzusummieren, da sie sich teilweise gegenseitig beeinflussen und voneinander abhängen. Darüber hinaus können sehr vielfältige Lösungsmöglichkeiten auf einen Anschlusskonflikt angewendet werden, sodass ein NP-schweres Problem entsteht. Die Zusammenstellung von Maßnahmenbündeln und deren Bewertung stellt somit eine besondere Herausforderung dar, der in dieser Arbeit mit heuristischen Ansätzen begegnet wird. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit liegt eine Beschreibung für ein Dispositionsunterstützungssystem vor, auf dessen Basis ähnliche Systeme für die Praxis entworfen werden können. Dabei gibt diese Arbeit einen Rahmen zur Konzeption des Systems vor und liefert Anregungen zur Betrachtung möglicher Maßnahmenarten und zu Bewertungsmöglichkeiten eines Anschlusskonflikts und der Maßnahmen. Sie leistet damit einen Beitrag zur Automatisierung der Konfliktlösung von Anschlusskonflikten, die wiederum die Auswirkungen von Anschlusskonflikten auf die Reisekette reduzieren und damit die Attraktivität des öffentlichen Verkehrs erhöhen soll

Management von Datenanalyseprozessen

Die vorliegende Arbeit präsentiert eine umfassende, interdisziplinäre Methodik zum Management von Datenanalyseprozessen. Sie betrachtet die Planung, Steuerung und Revision dieser Prozesse und bezieht die Problemspezifikation, die Prozessspezifikation und die Ressourcen- spezifikation ein. Damit gestattet sie eine in Bezug auf die für Datenanalysevorhaben relevanten Modellierungsobjekte vollständige Repräsentation