Improving Context Recognition In Ubiquitous Computing Environments

Ziel dieser Arbeit ist es, kontextverarbeitende Anwendungen einer ubiquitären Informationsumgebung, systematisch umzustrukturieren und zu erweitern, so dass eine signifikante Verbesserung in der Erkennung von Kontexten erreicht werden kann. Dazu wurde das Konzept des systematischen Kontextmanagements eingeführt, das eine neue Schicht innerhalb kontextverarbeitender Systeme bildet. Voraussetzung für effiziente Qualitätssicherungsmechanismen ist eine systematische und formale Ausgestaltung der Repräsentation, Verarbeitung und Kommunikation von Kontexten. Ein solches formales Modell einer ubiquitären Informationsumgebung wurde hier eingeführt. Es bildet die Grundlage des Qualitätsmanagements für Kontexte. Der zentrale Beitrag dieser Arbeit ist ein Qualitätsmanagementsystem für Kontexte auf der Basis von Kontextattributen. Attribute sind dabei allgemeine Eigenschaften von Kontextdaten, welche von der semantischen Bedeutung, die Kontexte für die Anwendungen einer ubiquitären Informationsumgebung haben, unabhängig sind. Das vorgestellte Modell definiert vier solche Attribute: das Kontextalter, die räumliche Herkunft des Kontextes, die Verlässlichkeit der Kontextinformation und die informationelle Abhängigkeit von Kontexten. Für jedes dieser Attribute werden konkrete Algorithmen und Verfahren eingeführt, welche die quantitative Beurteilung der Qualität einer Kontextinformation erlauben. Diese werden innerhalb der neu eingeführten Kontextmanagementschicht in einem Qualitätsfilter umgesetzt. Durch die Filterkomponente erhalten alle Artefakte die Möglichkeit, dynamisch die eingehenden Kontexte auf der Basis ihrer Qualitätsmaße zu filtern und so ihre eigene Dienstqualität zu verbessern. Im Ergebnis konnte, durch das hier vorgestellte Kontextmanagementsystem, eine Verbesserung der Erkennungsrate von Artefakten einer ubiquitären Informationsumgebung um bis zu 48% nachgewiesen werden.The goal of this work was to gain a significant improvement of context recognition rates of applications in ubiquitous computing environments by systematically restructuring and enhancing them. To reach this goal the concept of "Systematic Context Management" was introduced that forms a new processing layer in context sensitive systems. Systematic and formal definitions of context representation, context processing and context communication are required to build efficient quality management mechanisms. Such a formal model of a ubiquitous computing environment is introduced in this thesis. It represents the basis of a quality management system for context data. The central contribution of this work is a quality management system for contexts on basis of Context Attributes. Context Attributes are general attributes of context data that are independent from the semantically meaning of the context for an application in a ubiquitous computing environment. The presented model defines four Context Attributes: context age, spatial origin of contexts, context reliability and informational interdependence of contexts. For each of these attributes concrete algorithms and methods have been developed that allow for the quantitative assessment of context quality. These algorithms and methods are implemented in a quality-filter that is part of the newly introduced context management layer. With this filter component artefacts gain the ability to dynamically filter contexts on basis of their quality allowing for an improvement of the service quality of those artefacts. As a result of this work, it was possible to prove that by the introduction of the context management system developed in this thesis, the context recognition rate of artefacts in a ubiquitous computing environment can be improved by up to 48%

Assessment – Ein Ansatz zur Evaluierung selbstorganisierender Systeme

Selbstorganisierende Systeme werden in der Kommunikationstechnik als Möglichkeit gesehen, die Dienstqualität zu verbessern und gleichzeitig den Administrationsaufwand zu senken. Die eingesetzten selbstanpassenden Algorithmen führen zu völlig neuen Systemeigenschaften, die beim Testen und der Evaluation der Leistungsfähigkeit dieser Systeme berücksichtigt werden müssen. Ausgehend von Definitionen zu kontextsensitiven Systemen und Überlegungen zu Schnittstellen zwischen der Testumgebung und dem zu testenden System wird das neuartige, als Assessment bezeichnete Evaluationsverfahren vorgestellt. Abschließend werden Probleme bei der Generierung von Testfällen diskutiert und dabei neue, anstehende Forschungsaufgaben skizziert. Der Ansatz soll zur Diskussion einer Systemtheorie dieser neuartigen Systeme beitragen und ganz praktisch das Vertrauen in die Arbeit derartiger, hochgradig flexibler Systeme stärken sowie deren zukünftigen Einsatz fördern

Situationsbewusste Informationsdienste für das arbeitsbegleitende Lernen

Zunehmend werden Lernen und Arbeiten als miteinander verwobene Aktivitäten verstanden, was von existierenden Ansätzen nur unzureichend unterstützt wird, da sie kaum die Arbeitssituation berücksichtigen, in der sie benutzt werden. In dieser Arbeit geht es darum, eine Methodik für die Lernunterstützung zu erarbeiten und auf technischer Ebene situationsbewusste Informationsdienste mittels Kompetenzontologien und Kontextmanagement zu konzipieren und in realen Unternehmensumgebungen zu evaluieren

Vom Kopf auf die Füße: Anja Weiß schreibt eine Differenzierungstheorie sozialer Ungleichheit im Weltmaßstab

Anja Weiß: Soziologie Globaler Ungleichheiten. Berlin: Suhrkamp 2017. 978-3-518-29820-

Kontextbereitstellung in Automobilen Ad-hoc Netzen

Je detaillierter ein Fahrer über den Streckenabschnitt informiert ist, den er in naher Zukunft befahren wird, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass er rechtzeitig und angemessen auf komplexe Verkehrssituationen reagiert. Die umfassende Verfügbarkeit von qualitativ hochwertigen Kontextinformationen im Fahrzeug leistet vor diesem Hintergrund einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Verkehrssicherheit und -effizienz. Ziel dieser Arbeit ist eine zuverlässige Vorhersage der zukünftigen Fahrsituation auf Basis des gemeinschaftlich bekannten Wissens der Verkehrsteilnehmer. Dabei steht die Verwaltung ortsbezogener Kontextinformationen, die Fusion von verschiedenartigen Informationsquellen, sowie die Problematik der Verteilung der von den Fahrzeugen erzeugten Kontextinformationen über automobile Ad-hoc Netzen im Fokus der Arbeit. Aufbauend auf einer formalen Lösungsspezifikation beschreibt die Arbeit einen zweistufigen Bewertungsprozess, der es erlaubt, auf Basis verteilter Sensorbeobachtungen unterschiedlicher Fahrzeuge ein Wahrscheinlichkeitsmaß für das Eintreten eines konkreten Zustands eines relevanten Fahrkontexts abzuleiten. Die räumlichen und zeitlichen Eigenschaften des Kontextaspekts werden dabei gewichtet interpoliert. Anschließend werden auf Basis eines Bayesschen Netzes die kausalen Zusammenhänge unterschiedlicher Kontextaspekte quervalidiert. Zudem wird aufgezeigt, wie Kontextinformationen zwischen Fahrzeugen in einem automobilen Ad-hoc Netzwerk ausgetauscht werden können. Das aus drahtgebundenen Netzen bekannte Konzept der Nutzenmaximierung des Netzwerks wird hierzu auf die speziellen Charakteristika automobiler Netze erweitert. Es wird zudem eine schichtenübergreifende Lösungsarchitektur vorgestellt, die situationsadaptiv sowohl kurze Latenzzeiten für kritische Nachrichten, als auch eine nachhaltige Skalierbarkeit des Netzes in Szenarien mit geringen und hohen Fahrzeugdichten sicherstellt. Der Kanalzugriff und die Verbreitung der Kontextinformationen im Netzwerk basieren dabei auf einer situationsabhängigen Bewertung des Anwendungsnutzens der zu übertragenden Nachrichten. Mit Hilfe von Simulationen wird das Verhalten des Systems bewertet. Durch eine ontologiebasierte Verwaltung wird auch nichtfahrzeugbezogenen Systemen eine domänenübergreifende Nutzung der Sensorinformationen und kausalen Zusammenhänge ermöglicht

Ein Repository für Modellierungsmethoden

Im Bereich der Wirtschaftsinformatik gewinnen Modelle und vor allem die verwendeten Modellierungsmethoden immer mehr an Bedeutung. Daher wurde 2008 die Open Model Initiative gegründet, die sich mit der Entwicklung und Bereitstellung von Modellierungsmethoden und deren Anwendungsmöglichkeiten beschäftigt. Um die Entwickler von Modellierungsmethoden zu unterstützen wird nun ein Repositorykonzept benötigt. Dadurch sollen dem Anwender sowohl Verwaltungsfunktionalität als auch Analysemöglichkeiten geboten werden. Die Konzeption dieses Repositories basiert im Gegensatz zu den in der Literatur am häufigsten auftretenden Datenbank-basierenden Repositorykonzepten auf einem Metamodellierungsansatz, wodurch sich insbesonders einige wesentliche Vorteile ergeben. Diese Vorteile sind vor allem die einfache Integration der Modellierungsumgebung für die verwalteten Modellierungsmethoden sowie die Verwendung von Metamodellierungskonzepten sowohl für das Repository als auch für die Anwendung. Ziel dieser Arbeit ist es nun ein Konzept für ein Modellierungsmethoden-Repository zu erstellen, welches alle notwendigen Funktionalitäten für deren Verwaltung zur Verfügung stellt und an die Bedürfnisse der Methodenentwickler angepasst ist. Das Konzept soll anschließend die Spezifikationsgrundlage für eine darauffolgende Implementierung bieten, wodurch eine weitere Verwendung des Repositories innerhalb der Open Model Initiative geboten wird.Models and their used modelling methods become more important in the field of business informatics. Therefore, the Open Models Initiative was founded in 2008. This initiative deals with the development and supply of modelling methods and their applicability. A repository concept is needed due to the growing number of modelling methods and to support the method developer. This ensures the provision of management functionality as well as analytical possibilities. The conception of this repository is based on a metamodelling approach in contrast to the most common concepts based on database technologies. This results in various advantages like easy integration of the modelling methods into the modelling environment and the usage of metamodelling approaches for the repository as well as for the use. Aim of this work is the creation of a concept for a modelling method repository. This concept specifies all necessary functionalities and is adapted to the needs of method developers. The following implementation of the repository is based on this provided specification. Through which further usage of the repository within the Open Models Initiative is given

Effiziente Kontexterkennung mittels aktuellen Cross-Plattform-Frameworks im Rahmen therapeutischen Interventionen

Durch die große Akzeptanz der modernen mobilen Endgeräte können Anwendungen aus dem Bereich der Gesundheit den Alltag aktiv unterstützen. Die Masterarbeit beschäftigt sich mit der Analyse der Umgebung, um im Rahmen therapeutischer Anwendungen Kontexte zu erkennen. Die in die modernen Endgeräte integrierten Sensoren (z.B GPS-Sensor oder Mikrofon) können die Umgebung für die Kontexterkennung messen. Mithilfe einer plattformübergreifenden Anwendung soll der Zugriff auf native Sensoren und Hardware verschiedener Betriebssysteme überprüft werden. Dafür wurde eine hybride mobile Anwendung mit dem Framework Ionic entwickelt, die den Benutzer bei seinen Hausaufgaben bestmöglich betreuen und motivieren soll. Dafür sammelt die Anwendung mittels der Sensoren Umgebungsdaten, die regelbasiert miteinander verknüpft werden. Zur Beschreibung der Umgebung oder einer Situation werden Kontexte auf einem Server zentral gespeichert. Wird ein Kontext erfolgreich erkannt, wird der Benutzer informiert und zur Durchführung der Hausaufgabe motiviert. Da die in der Arbeit beschriebene mobile Anwendung auf die bekanntesten Sensoren eines mobilen Endgerätes zugreifen kann, können beliebige Kontexte und Situationen erkannt werden. Durch die stetige Weiterentwicklung des Frameworks ist den hybriden Anwendungen ein uneingeschränkter Zugriff auf viele native Funktionen möglich. Der Einsatz hybrider Anwendungen ist dennoch vom Anwendungsfall abhängig