DECENTRALIZED AUTONOMOUS FAULT DETECTION IN WIRELESS STRUCTURAL HEALTH MONITORING SYSTEMS USING STRUCTURAL RESPONSE DATA

Sensor faults can affect the dependability and the accuracy of structural health monitoring (SHM) systems. Recent studies demonstrate that artificial neural networks can be used to detect sensor faults. In this paper, decentralized artificial neural networks (ANNs) are applied for autonomous sensor fault detection. On each sensor node of a wireless SHM system, an ANN is implemented to measure and to process structural response data. Structural response data is predicted by each sensor node based on correlations between adjacent sensor nodes and on redundancies inherent in the SHM system. Evaluating the deviations (or residuals) between measured and predicted data, sensor faults are autonomously detected by the wireless sensor nodes in a fully decentralized manner. A prototype SHM system implemented in this study, which is capable of decentralized autonomous sensor fault detection, is validated in laboratory experiments through simulated sensor faults. Several topologies and modes of operation of the embedded ANNs are investigated with respect to the dependability and the accuracy of the fault detection approach. In conclusion, the prototype SHM system is able to accurately detect sensor faults, demonstrating that neural networks, processing decentralized structural response data, facilitate autonomous fault detection, thus increasing the dependability and the accuracy of structural health monitoring systems

DECENTRALIZED AUTONOMOUS FAULT DETECTION IN WIRELESS STRUCTURAL HEALTH MONITORING SYSTEMS USING STRUCTURAL RESPONSE DATA

Sensor faults can affect the dependability and the accuracy of structural health monitoring (SHM) systems. Recent studies demonstrate that artificial neural networks can be used to detect sensor faults. In this paper, decentralized artificial neural networks (ANNs) are applied for autonomous sensor fault detection. On each sensor node of a wireless SHM system, an ANN is implemented to measure and to process structural response data. Structural response data is predicted by each sensor node based on correlations between adjacent sensor nodes and on redundancies inherent in the SHM system. Evaluating the deviations (or residuals) between measured and predicted data, sensor faults are autonomously detected by the wireless sensor nodes in a fully decentralized manner. A prototype SHM system implemented in this study, which is capable of decentralized autonomous sensor fault detection, is validated in laboratory experiments through simulated sensor faults. Several topologies and modes of operation of the embedded ANNs are investigated with respect to the dependability and the accuracy of the fault detection approach. In conclusion, the prototype SHM system is able to accurately detect sensor faults, demonstrating that neural networks, processing decentralized structural response data, facilitate autonomous fault detection, thus increasing the dependability and the accuracy of structural health monitoring systems

Fokusgruppen zum Freizeitverhalten: Eine empirische Untersuchung

Der Arbeitsbericht präsentiert die Ergebnisse von Fokusgruppen zum Freizeitverhalten, in denen Motive der Freizeitgestaltung untersucht werden sollen. Die Aussagen der Teilnehmer sind keine repräsentativen Ergebnisse, zeigen aber mögliche Verhaltensmuster und Erklärungen auf. Demnach muss eindeutig zwischen Urlaub und Wochenendfreizeit unterschieden werden. Letztere wird als Ausgleich zum Alltag gesehen und dient häufig der Entspannung. Hier werden auch teilweise Orte wiederholt besucht. Angesicht einer teilweise erwähnten Abneigung, am Wochenende lange Strecken zurückzulegen, sind Personen am Wochenende oft verstärkt im Nahraum unterwegs. Ob durch eine Attraktivierung des Nahraums aber Fahrten zu weiter entfernten Destinationen vermieden werden können, muss bezweifelt werden, da insbesondere für Urlaubsfahrten, teilweise aber auch am Wochenende das Motiv der Abwechslung im Vordergrund steht

Freizeitmobilität und Wohnsituation: Eine empirische Untersuchung zum Einfluss von Wohnsituation und Wohnzufriedenheit auf die Freizeitmobilität junger Menschen

Die Wirkung von raumplanerischen Leitbildern wie das der Nutzungsmischung, der Dichte oder der Stadt der kurzen Wege auf die Entstehung von Freizeitverkehr ist umstritten: Während Befürworter in siedlungsstrukturellen Konzepten einen auf die Ursachen bezogenen Ansatz zur Reduzierung des Personen-Verkehrsaufwandes sehen, argumentieren Kritiker, dass die Zuordnung von Funktionen nicht eine verkehrssparende Nutzung garantiere, und dass abzusehen sei, dass die Bewohner gemischter Quartiere Ziele in ganz anderen Quartieren aufsuchen würden (BfLR 1997, S. 23). Es erscheint insbesondere fraglich, ob das Vorhandensein von Freizeitgelegenheiten die Quartiersbewohner auch tatsächlich zu deren Nutzung anregen. Darüber hinaus werden in der Diskussion um raumplanerische Leitbilder Bedenken darüber geäußert, dass eine Mischung der Funktionen und besonders eine höhere Bebauungsdichte in Wohnbereichen zu einer Beeinträchtigung der Wohnqualität führe. Auch von Seiten der Wohnpsychologie wird eine wichtige Ursache für Freizeitmobilität in der individuellen Wohnsituation gesehen: Unbefriedigende Wohnbedingungen können demnach zu einem verstärkten Fluchtwunsch und zu Freizeitaktivitäten an anderen Orten führen (vgl. Fuhrer 1993; Fuhrer und Kaiser 1994). Es wird dargestellt, in welchen Fällen Menschen auf eine unbefriedigende Wohnsituation mit einem erhöhten Bedürfnis nach Freizeit an anderen Orten reagieren. Damit wird in erster Linie nach den Ursachen von Freizeitmobilität gefragt. Kern der Überlegung ist eine Rückführung des realisierten Freizeitverhaltens auf Bedürfnisse bzw. Interessen (wie z.B. Kommunikation, Erholung und Naturerleben, kreative Entfaltung) und Emotionen (wie z.B. Sicherheit, Erregung und Autonomie nach dem Emotionsmodell von Bischof (1989). Grundlage bilden qualitative Untersuchungen im Rahmen einer Diplomarbeit zum Freizeitund Mobilitätsverhalten von Angehörigen aus dem Selbstverwirklichungsmilieu (20-40-jährige Personen mit höherer Bildung) nach Schulze (1990 und 1992). Für diese Bevölkerungsgruppe, die einen ausgesprochen verkehrsintensiven Lebensstil aufweist, werden verschiedene Bedürfnisse als Determinanten der Freizeitmobilität aufgedeckt. Diese wirken in Abhängigkeit von der Lebenssituation und von unterschiedlichen emotionalen Ansprüchen auf die Bewertung und Nutzung von Freizeitgelegenheiten im Wohnumfeld und damit auf die Entstehung von Freizeitmobilität. Angelehnt an diese Zusammenhänge wird aufgezeigt, wie und in welchem Umfang das Freizeitverhalten durch räumliche Planung beeinflusst werden kann