Bowker's Test for Symmetry and Modifications within the Algebraic Framework

Categorical data occur in a wide range of statistical applications. If the data are observed in matched pairs, it is often of interest to examine the differences between the responses. We concentrate on tests of axial symmetry in two-way tables. A commonly used procedure is the Bowker test which is a generalization of the McNemar test. The test decision is based on a x2-approximation which might not be adequate, for example if the table is sparse. Therefore modifications of the test statistic have been proposed. We suggest a test of symmetry based on Bowker's test and Markov Chain Monte Carlo methods following the algorithm of Diaconis and Sturmfels (1998). We carry out a simulation study to determine and com- pare the performance of the simulation test, the Bowker test and two modifications. --Computational commutative algebra,Diaconis-Sturmfels algorithm,matched-pairs data,MCMC,Metropolis-Hastings algorithm,test for symmetry

Vehicle-to-grid regulation based on a dynamic simulation of mobility behavior

This study establishes a new approach to analyzing the economic impacts of vehicle-to-grid (V2G) regulation by simulating the restrictions arising from un-predictable mobility requests by vehicle users. A case study for Germany using average daily values (in the following also called the "static" approach) and a dynamic simulation including different mobility use patterns are presented. Comparing the dynamic approach with the static approach reveals a significant difference in the power a vehicle can offer for regulation and provides insights into the necessary size of vehicle pools and the possible adaptations required in the regulation market to render V2G feasible. In a first step, the regulation of primary, secondary and tertiary control is ana-lyzed based on previous static methods used to investigate V2G and data from the four German regulation areas. It is shown that negative secondary control is economically the most beneficial for electric vehicles because it offers the high-est potential for charging with 'low-priced' energy from negative regulation. In a second step, a new method based on a Monte Carlo simulation using stochastic mobility behavior is applied to look at the negative secondary control market in more detail. Our simulation indicates that taking dynamic driving behavior into account results in a 40% reduction of the power available for regulation. Be-cause of the high value of power in the regulation market this finding has a strong impact on the resulting revenues. Further, we demonstrate that, for the data used, a pool size of 10,000 vehicles seems reasonable to balance the var-iation in driving behavior of each individual. In the case of the German regula-tion market, which uses monthly bids, a daily or hourly bid period is recom-mended. This adaptation would be necessary to provide individual regulation assuming that the vehicles are primarily used for mobility reasons and cannot deliver the same amount of power every hour of the week. --

Entwicklung statistischer Tests mit computergestützter Algebra

Im Fokus dieser Dissertation steht die Anwendung der computergestützten Algebra in der Statistik. Aus diesem Teilgebiet der Mathematik werden Methoden verwendet, um statistische Tests für eine Analyse struktureller Abhängigkeiten zwischen Komponenten eines multivariaten Zufallsvektors zu entwickeln. Zur Beschreibung von Abhängigkeits- bzw. Unabhängigkeitsbeziehungen werden log-lineare sowie graphische Modelle herangezogen. Für die Beurteilung der Anpassungsgüte eines Modells werden Anpassungstests wie der 2-Test und der Likelihood-Quotienten-Test verwendet. In der Praxis basieren diese traditionell auf asymptotischen Ergebnissen bzw. exakten Berechnungen, wobei die Approximation beispielsweise aufgrund eines zu geringen Stichprobenumfangs nicht gerechtfertigt bzw. ein entsprechender exakter Tests zu aufwändig sein kann. Diaconis und Sturmfels (1998) verbinden Methoden der computergestützten Algebra mit Markov Chain Monte Carlo-Verfahren, um aus der bedingten Verteilung einer diskreten Exponentialfamilie mit beobachteter suffizienter Statistik zu simulieren. Der Ansatz von Diaconis und Sturmfels wird in dieser Arbeit für die Entwicklung neuer algebraischer Tests genutzt. Liegen, wie z. B. bei Gutachterverlässlichkeitsstudien, der Untersuchung so genannte gepaarte Beobachtungen zugrunde, so sind häufig strukturelle übereinstimmungen der Realisationen von besonderem Interesse. Da das perfekte Symmetriemodell restriktiv ist und selten von einem Datensatz unterstützt wird, werden zusätzlich alternative Symmetriemodelle (bedingtes, diagonales, ordinales Quasi-Symmetriemodell) betrachtet. Für diese vier Modelle werden neue algebraische Anpassungstests vorgeschlagen. Häufig ist für eine Analyse kategorialer Daten nicht nur von Bedeutung, ob Abhängigkeiten zwischen Komponenten eines Zufallsvektors bestehen, sondern es interessiert zudem, wie stark diese Abhängigkeiten tatsächlich sind. Das Odds Ratio und ein zugehöriges Konfidenzintervall geben hierzu Aufschluss. Ausgehend von dem Spezialfall einer 2 × 2-Kontingenztafel wird ein algebraisches Konfidenzintervall für das Odds Ratio entwickelt, wobei das vorgestellte Konstruktionsprinzip beispielsweise auch für Konfidenzintervalle anderer Parameter wie das Relative Risiko oder das Odds Ratio einer 2 × 2 × K-Tafel, K 2 IN, anwendbar ist. Für die Analyse eines Datensatzes werden oftmals verschiedene Modelle geprüft. Algebraische Tests nach Diaconis und Sturmfels basieren auf eine separate Simulation für jedes betrachtete Modell, weshalb sie in der Regel zu aufwändig und daher für solche Fragestellungen ungeeignet sind. Weisen die interessierenden Modelle eine hierarchische Struktur auf, so kann der nötige Simulationsaufwand für algebraische Tests z. T. erheblich reduziert werden. Dazu wird bewiesen, dass die Simulation gemäß einem Modell ausreicht, um algebraische Tests für alle darauf aufbauenden Modelle durchzuführen. Das Vorgehen wird am Beispiel der Modellselektion für graphische Modelle sowie für die betrachteten Symmetriemodelle vorgestellt. Liegen der Analyse kategoriale Daten zugrunde, so haben sich algebraische Tests als wichtige Ergänzung zu den traditionellen asymptotischen und exakten Tests erwiesen. Es wird weiter gezeigt, dass algebraische Anpassungstests für gemischt stetige-diskrete Daten prinzipiell entwickelt werden können. Der nötige Simulationsaufwand scheint jedoch sehr groß, so dass alternative Verfahren für eine Anwendung in der Praxis geeigneter erscheinen

AUTONOMOUS CONTROL AND SIGNAL ACQUISITION SYSTEM

Dr. Bunget has an autonomous control and signal acquisition system that he wants to be repaired and improved upon. This requires that we identify the current issues with the system and repair them as well as make innovations to the system to meet customer needs. The position control needs to be autonomous, and the acquisition of the oscilloscope signal and the transducer position needs to be synchronous. The user should be able to control the position, speed, and how often the signals are captured. The waveform of the scan should be appended into a spreadsheet. The system code also needs to be updated to a newer version of Python. Additionally, this system was damaged during transportation and now needs to be repaired. As for upgrading the system, the framework needs to be strengthened for increased rigidity to ensure accuracy of the system. Other improvements focus on replacing some parts to meet our overall goal of making sure the system is stable and accurate so that measurements done in the future can have as little error as possible. We were able to lay the groundwork for all these requirements to be met. We upgraded the system code to Python 3 and changed the microcontroller to an Arduino Mega as well as implementing PyFirmata for control. The electrical circuit was completely redone and now uses a 12 V adapter as the main power source and newer versions of the original drivers. The 20 mm slotted aluminum extrusions were replaced with 40 mm slotted aluminum extrusions. Ball screws were used in place of threaded rods for the x-axis and supported linear slide rails were used in place of unsupported slide rails. The cost for these upgrades totals below $1000 making this an affordable project for student research

TRANSPORTTECHNOLOGIE UND AUTOMATISIERUNG

Rolle und Aufgaben der Technologen bei der Notwendigkeit der Automatisierung von TUL (Transport-Umschlag-Lager-) Prozessen, unter besonderer Berücksichtigung der Automatisierungsschwerpunkte. Leitung und Organisation der TUL-Prozesse. Die vom Systemnutzer an die rechnergestützte Projektierung gestellten Anforderungen. Die bei der Automatisierung von TUL-Prozessen gewonnenen Erfahrungen sowie die Konsequenzen für die weitere Tätigkeit

All the World’s a Game: Video Game Culture and the Videoludification of Society

Computerspielkultur ist längst Teil unserer Gesellschaft. Dies ist die Prämisse auf die sich Daniel Muriel und Garry Crawfords Publikation Video Games as Culture: Considering the Role and Importance of Video Games in Contemporary Society gründet. Nicht nur im Bereich der Unterhaltungsmedien, sondern auch in Bildung, Freizeit, Militär oder am Arbeitsplatz begegnet uns zunehmend die Logik des Computerspiels. In ihrer wegbereitenden Studie gelingt es Muriel und Crawford die zahlreichen Akteure, Praktiken und Bedeutungspotenziale dieser Computerspielkultur in ihrer Komplexität zu erfassen. Dass dabei gleichzeitig ein Dialog zwischen Computerspielkultur und aktuellen sozialen und kulturellen Entwicklungen hergestellt wird, zeugt von der weiterführenden Qualität der Publikation.In Video Games as Culture: Considering the Role and Importance of Video Games in Contemporary Society, sociologists Daniel Muriel and Garry Crawford set out to explore the growing video game culture that has become part and parcel of our everyday life. Drawing on qualitative ethnographic research, the authors offer a pioneering study of the actors, practices, meanings, and identities associated with games and gaming. Connecting game culture to 21st century challenges and transformations such as digitalization and neoliberal culture, Video Games as Culture is an inspiring approach to understanding the world we live in that will appeal to students and professionals alike