Planning the Charging Infrastructure for Electric Vehicles in Cities and Regions

Planning the charging infrastructure for electric vehicles (EVs) is a new challenging task. This book treats all involved aspects: charging technologies and norms, interactions with the electricity system, electrical installation, demand for charging infrastructure, economics of public infrastructure provision, policies in Germany and the EU, external effects, stakeholder cooperation, spatial planning on the regional and street level, operation and maintenance, and long term spatial planning

Traffic Scene Perception for Automated Driving with Top-View Grid Maps

Ein automatisiertes Fahrzeug muss sichere, sinnvolle und schnelle Entscheidungen auf Basis seiner Umgebung treffen. Dies benötigt ein genaues und recheneffizientes Modell der Verkehrsumgebung. Mit diesem Umfeldmodell sollen Messungen verschiedener Sensoren fusioniert, gefiltert und nachfolgenden Teilsysteme als kompakte, aber aussagekräftige Information bereitgestellt werden. Diese Arbeit befasst sich mit der Modellierung der Verkehrsszene auf Basis von Top-View Grid Maps. Im Vergleich zu anderen Umfeldmodellen ermöglichen sie eine frühe Fusion von Distanzmessungen aus verschiedenen Quellen mit geringem Rechenaufwand sowie eine explizite Modellierung von Freiraum. Nach der Vorstellung eines Verfahrens zur Bodenoberflächenschätzung, das die Grundlage der Top-View Modellierung darstellt, werden Methoden zur Belegungs- und Elevationskartierung für Grid Maps auf Basis von mehreren, verrauschten, teilweise widersprüchlichen oder fehlenden Distanzmessungen behandelt. Auf der resultierenden, sensorunabhängigen Repräsentation werden anschließend Modelle zur Detektion von Verkehrsteilnehmern sowie zur Schätzung von Szenenfluss, Odometrie und Tracking-Merkmalen untersucht. Untersuchungen auf öffentlich verfügbaren Datensätzen und einem Realfahrzeug zeigen, dass Top-View Grid Maps durch on-board LiDAR Sensorik geschätzt und verlässlich sicherheitskritische Umgebungsinformationen wie Beobachtbarkeit und Befahrbarkeit abgeleitet werden können. Schließlich werden Verkehrsteilnehmer als orientierte Bounding Boxen mit semantischen Klassen, Geschwindigkeiten und Tracking-Merkmalen aus einem gemeinsamen Modell zur Objektdetektion und Flussschätzung auf Basis der Top-View Grid Maps bestimmt

Immunological and translational consequences of an altered CD8+ T cell cytolytic activity

Grundlage der adoptiven Immuntherapie ist die antigen-spezifische Stimulation, Aktivierung und Expansion autologer T-Zellen ex vivo und deren Reinfusion in den Patienten. Die gezielte genetische Veränderung der zu transferierenden T-Zellen ermöglicht es zum Beispiel ihre Avidität zu erhöhen, indem hochaffine T-Zell-Rezeptoren oder chimäre Antigenrezeptoren (CAR) eingebracht werden. Um jedoch die Etablierung eines immunologischen Gedächtnisses zu gewährleisten, ist es ebenso wichtig, dass diese T-Zellen zu langlebigen Gedächtniszellen differenzieren können. EBAG9 ist ein negativer Regulator der Sekretion von Effektormolekülen und kann die sekundäre Immunantwort beeinflussen. Es wird daher vermutet, dass die Modulierung des EBAG9-regulierten sekretorischen Signalweges eine alternative Strategie ist, um die Wirksamkeit von adoptiv transferierten T-Zellen zu erhöhen. In der vorliegenden Arbeit konnte zunächst gezeigt werden, dass die verstärkte zytolytische Aktivität von T-Zellen in EBAG9-defizienten Mäusen mit einer präferentiellen Differenzierung zu Gedächtniszellen verbunden ist. Es wurden keine Unterschiede in der Frequenz von Effektor-T-Zellen oder in der Expression von spezifischen Oberflächenrezeptoren beobachtet. Im Gegensatz dazu konnte nachgewiesen werden, dass die mit einer Gedächtniszelldifferenzierung assoziierten Transkriptionsfaktoren EOMES, T-bet, ID3 und der IL-12Rβ Signalweg differentiell rekrutiert wurden. Dementsprechend scheint die Antigenverfügbarkeit abhängig von der EBAG9-vermittelten zytolytischen Aktivität zu sein und die Ausbildung eines immunologischen Gedächtnisses zu beeinflussen. Im Weiteren wurden EBAG9-spezifische micro RNAs (miRNAs) generiert, die zu einer sequenzspezifischen Herunterregulation von EBAG9 führten. Die Unterdrückung der EBAG9-Expression erhöhte spezifisch die Sekretion von Granzym A und die zytolytische Aktivität von primären murinen und humanen T-Zellen. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass auch die in vitro und in vivo Antitumoraktivität von CAR T Zellen verbessert wurde. Da eine gesteigerte T-Zell-Funktion in Folge der Herunterregulation von EBAG9 sowohl für BCMA als auch für CD19 CAR T-Zellen beobachtet werden konnte, scheint es sich hierbei um einen universell anwendbaren zellbiologischen Mechanismus zu handeln. Unspezifische Effekte bezüglich Persistenz, Erschöpfung oder Differenzierung der modifizierten T Zellen wurde mithilfe einer repetitiven in vitro Antigenstimulation ausgeschlossen. Die Modulation des sekretorischen Signalweges in T Zellen mittels einer miRNA-vermittelten Herunterregulation der EBAG9-Expression scheint dementsprechend eine geeignete Strategie zu sein, um die Effizienz der adoptiven T Zell-Therapie zu erhöhen.Adoptive immunotherapy relies on the antigen-specific stimulation, activation, and expansion of autologous T cells ex vivo and reinfusion into the patient. Moreover, genetic engineering of cytotoxic T cells (CTLs) prior to reinfusion involves enhancing CTL function by the expression of high-affinity T cell receptors or chimeric antigen receptors (CARs). In addition to endowing CTLs with high avidity, the transfer of long-lived CTLs is important as it ensures for long-term immunological memory and, therefore, protection against tumor relapse. Because EBAG9 is a negative regulator of effector molecule secretion and suggested to interfere with CTL memory formation, targeting the secretory pathway of T cells via EBAG9 may be an alternative strategy to enhance the efficacy of adoptively transferred T cells. This thesis explored whether the cytolytic strength of CD8+ T cells influences memory differentiation. By employing the strong Tag neoantigen and the minor histocompatibility mismatch antigen HY, increased cytolytic strength at the same effector cell frequencies could be linked to an expanded memory population in EBAG9-deficient mice. Although lineage-determining surface markers were expressed equally, differential recruitment of the transcription factors EOMES, T-bet, ID3 and the IL-12Rβ pathway was consistent with preferential memory formation. Collectively, antigen availability over time appears to be controlled by EBAG9-mediated cytolytic activity and contributes to the formation of a CD8+ T cell memory pool. To further investigate whether targeting EBAG9 increases the efficacy of adoptively transferred T cells, efficient sequence-specific miRNAs were generated. The miRNA-mediated silencing of EBAG9 specifically increased granzyme A secretion, while the release of effector cytokines remained unaffected. Furthermore, the engineered downregulation of EBAG9 enhanced the cytolytic capacity of mouse and human CTLs. Most importantly, the in vitro and in vivo antitumor activity of CAR T cells could be further enhanced by EBAG9 knockdown and therefore, effective dose levels were decreased. The cytolytic activity of BCMA and CD19 CAR T cells was increased by the silencing of EBAG9, indicating that this mechanism is a universally applicable principle of cell biology in murine and human CTLs. Adverse effects of the miRNA-mediated silencing of EBAG9 in regard to T cell persistence, exhaustion, or differentiation were excluded by an in vitro repetitive antigen stimulation assay. Targeting the secretory pathway of T cells by the engineered downregulation of EBAG9 is, therefore, a suitable strategy to increase the efficiency of adoptive T cell therapy

Planning the Charging Infrastructure for Electric Vehicles in Cities and Regions

Planning the charging infrastructure for electric vehicles (EVs) is a new challenging task. This book treats all involved aspects: charging technologies and norms, interactions with the electricity system, electrical installation, demand for charging infrastructure, economics of public infrastructure provision, policies in Germany and the EU, external effects, stakeholder cooperation, spatial planning on the regional and street level, operation and maintenance, and long term spatial planning

Spatial diffusion of electric vehicles in the German metropolitan region of Stuttgart

At the moment, interest in electric vehicles (EVs) is increasing worldwide, mainly due to concerns about climate change and rising prices of fossil fuels. EVs still have some significant drawbacks compared to gasoline-powered cars. However, a small part of the population is expected to adopt this technology already within the next years, because higher purchase costs and lower driving range are of less concern to them. They are called the "Early Adopters" of EVs. In this study we developed scenarios for the spatial diffusion of EVs up to 2020 in private households in the municipalities and urban districts of the metropolitan region of Stuttgart in Germany. First, hypotheses of Early Adopters of EVs were constructed based on social mobility profiles and the demands of car drivers. Secondly, the number of these potential adopters was calculated with statistical data for each municipality and urban district. In a third step, we developed a Bass diffusion model with System Dynamics to simulate the spatial diffusion of EVs in the region of Stuttgart. The increase of EV-ownership in each Early Adopter-type in a single municipality depends on the chosen values of the parameters "Advertisement effectiveness", "Contact Rate" and "Adoption Fraction" of the Bass model. Furthermore, neighbourhood effects were modeled such that the increase of EVs in one municipality also depends on the increase of EVs in the neighbouring municipalities. In the baseline scenario, significant spatial differences in the diffusion of EVs up to 2020 become apparent: the highest number of EV-holders will be found in the urban areas of the region. There exist also differences in the number of EVs present at each Early Adopter-type: The "Urban trend-setter" is prevalent in the central districts of Stuttgart, while the "Multi-car family" is mostly located in the more rural municipalities of the region of Stuttgart. The "Dynamic senior citizen" is almost equally distributed in the urban and rural areas. The results of the spatial distribution of potential adopters of EVs can be used for the automobile industry's marketing campaigns as well as to identify the regional demand for EV charging infrastructure

Object Detection and Classification in Occupancy Grid Maps using Deep Convolutional Networks

A detailed environment perception is a crucial component of automated vehicles. However, to deal with the amount of perceived information, we also require segmentation strategies. Based on a grid map environment representation, well-suited for sensor fusion, free-space estimation and machine learning, we detect and classify objects using deep convolutional neural networks. As input for our networks we use a multi-layer grid map efficiently encoding 3D range sensor information. The inference output consists of a list of rotated bounding boxes with associated semantic classes. We conduct extensive ablation studies, highlight important design considerations when using grid maps and evaluate our models on the KITTI Bird's Eye View benchmark. Qualitative and quantitative benchmark results show that we achieve robust detection and state of the art accuracy solely using top-view grid maps from range sensor data.Comment: 6 pages, 4 tables, 4 figure