On Interdisciplinary Development of Safety-Critical Automotive Assistance and Automation Systems

Assistenz- und Automationssysteme im Automobil zeichnen sich verstärkt durch eine große Komplexität und einen hohen Vernetzungsgrad aus. Weiterhin existiert eine Vielzahl von Anforderungen anderer Fachdisziplinen an die Funktionsentwicklung, beispielsweise im Bereich der funktionalen Sicherheit. Somit ergibt sich für Entwickler nicht nur eine gestiegene Komplexität der Systeme, sondern auch der einzuhaltenden Entwicklungsprozesse. Die vorliegende Arbeit liefert eine neue Methode, die Entwickler bei der Bewältigung dieser Komplexität unterstützt. Dabei wird ihnen problemorientiert und zielgerichtet relevantes Wissen anderer Fachdisziplinen aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Somit können Entwurfsalternativen früher als bisher im Kontext der Gesamtentwicklung bewertet werden, was sich positiv auf Produktqualität und Entwicklungszeit auswirkt. Die Basis dieser Methode ist die offen und flexibel gestaltete Formalisierung des Entwicklungsprozesses unter Verwendung der Web Ontology Language (OWL). Darauf aufbauend werden interdisziplinäre Entwicklungsaktivitäten verknüpft und die Analysierbarkeit des formalisierten Wissens wird für automatische Schlussfolgerungen genutzt. So werden insbesondere Einflussanalysen möglich, um über die eigene Domäne hinaus Änderungen bezüglich des Gesamtentwicklungsprozesses zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine prototypische Werkzeugkette implementiert, die die beschriebene Methode umsetzt und deren technische Realisierbarkeit demonstriert. Als Anwendungsbeispiel dient die angedeutete Weiterentwicklung eines radarbasierten Abstandsregeltempomaten zu einem Notbremssystem. Dabei wird insbesondere der Einfluss der funktionalen Sicherheit auf die Funktionsentwicklung beleuchtet, indem aus einem formalisierten Wissensmodell des Standards ISO 26262 notwendige Anforderungen und Methoden für den Gesamtentwicklungsprozess abgeleitet werden.Automotive assistance and automation systems increasingly present high levels of complexity and connectivity. In addition, more and more specific requirements in disciplines like functional safety have to be considered during functional development. Thus, developers have to cope with increasing levels of product complexity, but also complexity of the development process. This thesis presents a new method which supports developers in handling these dimensions of complexity. Therefore relevant knowledge of other disciplines is presented to them in a solution-oriented way. Thus, design alternatives can be assessed much earlier in the overall development process which has a positive impact on product quality and development cycles. The method’s base is an open and flexible formalization of the development process using the Web Ontology Language (OWL). OWL is used to link different interdisciplinary development activities whereas the analyzability of formalized knowledge enables automated reasoning. This especially introduces an impact analysis to assess major cross-cutting changes to the product in the context of the overall development process. For this thesis a prototype toolchain has been developed which implements the described method and demonstrates its technical feasibility. The extension of a radar-based adaptive cruise control system towards an emergency braking system is sketched as an example for the prototype toolchain. In this example, the impact of functional safety on the functional development is focused, involving a formalized model of requirements and methods from ISO 26262

The role of working memory and task types in English listening comprehension of Slovenian year 6 students

V magistrskem delu smo raziskovali, ali je delovni spomin v maternem in tujem jeziku povezan z dosežki učencev pri slušnem razumevanju v tujem jeziku, ali se pojavljajo razlike v dosežkih učencev z boljšim in učencev s slabšim delovnim spominom v maternem in tujem jeziku pri slušnem razumevanju v tujem jeziku ter ali vrsta naloge slušnega razumevanja v tujem jeziku vpliva na dosežke učencev. V teoretičnem delu opredelimo slušno razumevanje kot aktivni proces, na katerega vpliva več dejavnikov, in na kaj moramo biti pozorni pri ocenjevanju. Prav tako se osredinimo na strukturo spomina in vpliv delovnega spomina pri učenju tujega jezika. Na koncu pogledamo tudi vpliv vrste naloge na reševanje slušnega razumevanja v tujem jeziku. V raziskavi smo s pomočjo testov delovnega spomina, kratkoročnega spomina in preizkusov znanja slušnega razumevanja raziskovali vpliv delovnega spomina in vrst nalog na dosežke učencev pri slušnem razumevanju v tujem jeziku. Med delovnim spominom v maternem jeziku in dosežki na preizkusu znanja slušnega razumevanja v angleščini kot tujem jeziku je bila zaznana pozitivna povezava, a ni bila statistično pomembna. Možen vzrok za to bi bil lahko, da delovni spomin v maternem jeziku le posredno vpliva na delovni spomin v tujem jeziku in da učenci lažje pomnijo besede, če imajo bolj razvit delovni spomin v maternem jeziku. Raziskava je pokazala, da med delovnim spominom v angleščini kot tujem jeziku in dosežki na preizkusu znanja slušnega razumevanja v angleščini kot tujem jeziku obstaja pozitivna statistično pomembna povezanost. Med učenci z boljšim in učenci s slabšim delovnim spominom v angleščini kot tujem jeziku se je pokazala statistično pomembna razlika. Učenci z boljšim delovnim spominom v tujem jeziku (angleščini) so v povprečju dosegli večje število točk pri slušnih nalogah izbirnega tipa in nalogah dopolnjevanja besedila z naborom besed. Med učenci z boljšim in učenci s slabšim delovnim spominom v maternem jeziku (slovenščini) ni bilo prisotnih statistično pomembnih razlik pri reševanju slušnih nalog izbirnega tipa in nalog dopolnjevanja besedila z naborom besed. Rezultati so pokazali, da se dosežki učencev na merjenju slušnega razumevanja v angleščini kot tujem jeziku razlikujejo glede na vrsto naloge, ki meri slušno razumevanje. Učenci so pri nalogah izbirnega tipa dosegli večje število točk kot pri nalogah dopolnjevanja besedila z naborom besed. Na osnovi izsledkov raziskave bi bilo smiselno razmisliti, kako premostiti razlike med učenci z boljšim in učenci s slabšim delovnim spominom in kako vključiti v pouk različne vrste nalog slušnega razumevanja v angleščini kot tujem jeziku.In the master\u27s thesis, we examined whether the working memory in mother and foreign tongue is related to students\u27 achievements in listening comprehension in a foreign language or whether there are differences in students\u27 achievements in listening comprehension in a foreign language with better and worse working memory in mother and foreign tongue, and whether the task type of listening comprehension in a foreign language has an impact on students\u27 achievements. In the theoretical part, we define listening comprehension as an active process influenced by several factors and what needs to be considered when evaluating. We also focus on the structure of memory and the influence of working memory on learning a foreign language. Finally, we look at the impact of the task type on solving listening comprehension in a foreign language. Through the tests of working memory, short-term memory, and tests of listening comprehension, we examined the influence of working memory and task types on students\u27 achievements of listening comprehension in a foreign language. A positive link was detected between the working memory in the mother tongue and the achievements in listening comprehension of English as a foreign language. However, it was not statistically significant. A possible reason for this could be that working memory in the mother tongue affects working memory in a foreign language only indirectly and that students can more easily memorize words if they have a more developed working memory in their mother tongue. The research has shown that there is a positive statistically important connection between a working memory in English as a foreign language and the achievements in the listening comprehension tests of English as a foreign language. A statistically significant difference emerged among students with better and students with worse working memory in English as a foreign language. Students with better working memory in a foreign language (English) averaged more points in listening tasks of multiple-choice and banked-gap fill. There were no statistically significant differences between students with better and students with worse working memory in their mother tongue when solving listening tasks of the multiple-choice and banked gap-fill. The results showed that students’ achievements in measuring listening comprehension in English as a foreign language differ depending on the task type that measures listening comprehension. Students achieved a higher number of points in multiple-choice tasks than in banked gap-fill tasks. Based on the findings of the research, it would be wise to consider how to overcome the differences between students with better and students with worse working memory and how to integrate different task types of listening comprehension in English as a foreign language into practice

The role of working memory and task types in English listening comprehension of Slovenian year 6 students

In the master's thesis, we examined whether the working memory in mother and foreign tongue is related to students' achievements in listening comprehension in a foreign language or whether there are differences in students' achievements in listening comprehension in a foreign language with better and worse working memory in mother and foreign tongue, and whether the task type of listening comprehension in a foreign language has an impact on students' achievements. In the theoretical part, we define listening comprehension as an active process influenced by several factors and what needs to be considered when evaluating. We also focus on the structure of memory and the influence of working memory on learning a foreign language. Finally, we look at the impact of the task type on solving listening comprehension in a foreign language. Through the tests of working memory, short-term memory, and tests of listening comprehension, we examined the influence of working memory and task types on students' achievements of listening comprehension in a foreign language. A positive link was detected between the working memory in the mother tongue and the achievements in listening comprehension of English as a foreign language. However, it was not statistically significant. A possible reason for this could be that working memory in the mother tongue affects working memory in a foreign language only indirectly and that students can more easily memorize words if they have a more developed working memory in their mother tongue. The research has shown that there is a positive statistically important connection between a working memory in English as a foreign language and the achievements in the listening comprehension tests of English as a foreign language. A statistically significant difference emerged among students with better and students with worse working memory in English as a foreign language. Students with better working memory in a foreign language (English) averaged more points in listening tasks of multiple-choice and banked-gap fill. There were no statistically significant differences between students with better and students with worse working memory in their mother tongue when solving listening tasks of the multiple-choice and banked gap-fill. The results showed that students’ achievements in measuring listening comprehension in English as a foreign language differ depending on the task type that measures listening comprehension. Students achieved a higher number of points in multiple-choice tasks than in banked gap-fill tasks. Based on the findings of the research, it would be wise to consider how to overcome the differences between students with better and students with worse working memory and how to integrate different task types of listening comprehension in English as a foreign language into practice

Contactless system for monitoring work-hours using the Raspberry Pi platform

Namen diplomskega dela je izdelava sistema, s katerim bi lahko brezkontaktno evidentirali delovne ure. To smo storili s pomočjo računalnika Raspberry Pi, na katerem smo z orodjem Node-RED preverjali prisotnost posameznika preko njegovih delovnih postaj in pametnih naprav. Za shranjevanje podatkov uporabimo dokumentno podatkovno bazo MongoDB, za prikaz informacij pa razvijemo Android aplikacijo. Vse to povezujemo s spletno aplikacijo Spring Boot, katera zbrane podatke tudi obdeluje, nato pa razvito rešitev primerjamo z že obstoječimi načini evidentiranja delovnih ur.The purpose of this diploma thesis is to create a system with whom we could monitor work hours without direct contact. For this matter we use a Raspberry Pi board with the Node-RED tool installed, on which we can examine the presence of an individual via their workstation and smart devices. For data storage we use the document-oriented database MongoDB and develop an Android app for displaying the collected data. We connect everything with a Spring Boot web application, which also process the collected data. After that we compare our solution to already existing ones

Zur interdisziplinären Entwicklung sicherheitskritischer Assistenz- und Automationssysteme im Automobil

Assistenz- und Automationssysteme im Automobil zeichnen sich verstärkt durch eine große Komplexität und hohen Vernetzungsgrad aus. Weiterhin existiert eine Vielzahl von Anforderungen anderer Fachdisziplinen an die Funktionsentwicklung, wie beispielsweise in den Bereichen der funktionalen Sicherheit und der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion. Somit ergibt sich für die Entwickler nicht nur eine gestiegene Komplexität der Assistenzsysteme, sondern auch der einzuhaltenden Entwicklungsprozesse. Die vorliegende Arbeit liefert eine neue Methode, die Entwickler bei der Bewältigung dieser Komplexität unterstützt. Dabei wird ihnen problemorientiert und zielgerichtet relevantes Wissen anderer Fachdisziplinen aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Somit können Entwurfsalternativen früher als bisher im Kontext der Gesamtentwicklung bewertet werden, was sich positiv auf Produktqualität und Entwicklungszeit auswirkt. Eine wichtige Basis dieser Methode ist die Formalisierung des Entwicklungsprozesses. Dazu wird ein iteratives und rekursives Vorgehensmodell definiert, welches verschiedene Disziplinen und ihr Domänenwissen integriert. Die Formalisierung ist mit einer großen Offenheit gestaltet, um das formalisierte Domänenwissen langfristig und flexibel in verschiedenen Projekten wiederverwenden zu können. Zur Formalisierung von Domänenwissen wird die Web Ontology Language (OWL) verwendet, eine international standardisierte Sprachfamilie zur maschinenlesbaren Wissensrepräsentation. In einem weiteren Schritt beschreibt diese Arbeit, wie auf Basis des formalisierten Domänenwissens die interdisziplinären Entwicklungsaktivitäten effizient verknüpft werden können. Dazu wird die Analysierbarkeit des formalisierten Wissens für automatische Schlussfolgerungen auf der vorhandenen Wissensbasis genutzt. So werden insbesondere Einflussanalysen möglich, um über die eigene Domäne hinaus Änderungen bezüglich des Gesamtentwicklungsprozesses zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine prototypische Werkzeugkette implementiert, die die beschriebene Methode umsetzt und generische Analyseschritte auf Basis der OWL implementiert. Durch die Werkzeugintegration kann der Nutzen der Wissensaufbereitung für einen Funktionsentwickler aufgezeigt und Hinweise bezüglich der technischen Skalierbarkeit der Methode gegeben werden. Als Anwendungsbeispiel im Rahmen der prototypischen Implementierung dient die angedeutete Weiterentwicklung eines radarbasierten Abstandsregeltempomaten zu einem Notbremssystem. Dazu werden funktionale Anforderungen mit einem Spezifikationswerkzeug modelliert und annotiert. Eine Einflussanalyse über das zuvor formalisierte Domänenwissen liefert daraufhin ein maßgeschneidertes Vorgehensmodell. Dabei wird insbesondere der Einfluss der funktionalen Sicherheit auf die Funktionsentwicklung beleuchtet, indem aus einem formalisierten Wissensmodell des Standards ISO 26262 notwendige Anforderungen und Methoden für den Gesamtentwicklungsprozess abgeleitet werden

Validating an Evaporative Calibrator for Gaseous Oxidized Mercury

Understanding atmospheric mercury chemistry is the key for explaining the biogeochemical cycle of mercury and for improving the predictive capability of computational models. Increased efforts are being made to ensure comparable Hg speciation measurements in the air through establishing metrological traceability. While traceability for elemental mercury has been recently set, this is by no means the case for gaseous oxidized mercury (GOM). Since a calibration unit suitable for traceable GOM calibrations based on evaporation of HgCl2 solution was recently developed, the purpose of our work was to extensively evaluate its performance. A highly specific and sensitive 197Hg radiotracer was used for validation over a wide range of concentrations. By comparing experimental and calculated values, we obtained recoveries for the calibration unit. The average recoveries ranged from 88.5% for 1178 ng m−3 HgCl2 gas concentration to 39.4% for 5.90 ng m−3 HgCl2 gas concentration. The losses were due to the adsorption of oxidized Hg on the inner walls of the calibrator and tubing. An adsorption isotherm was applied to estimate adsorption enthalpy (ΔHads); a ΔHads value of −12.33 kJ mol−1 was obtained, suggesting exothermal adsorption. The results of the calibrator performance evaluation suggest that a newly developed calibration unit is only suitable for concentrations of HgCl2 higher than 1 µg m−3. The concentration dependence of recoveries prevents the system from being used for calibration of instruments for ambient GOM measurements. Moreover, the previously assessed uncertainty of this unit at µg m−3 level (2.0%, k = 2) was re-evaluated by including uncertainty related to recovery and was found to be 4.1%, k = 2. Calibrator performance was also evaluated for HgBr2 gas calibration; the recoveries were much lower for HgBr2 gas than for HgCl2 gas even at a high HgBr2 gas concentration (>1 µg m−3). As HgBr2 is often used as a proxy for various atmospheric HgBr species, the suitability of the unit for such calibration must be further developed