Guaranteed Verification of Dynamic Systems

Diese Arbeit beschreibt einen neuen Spezifikations- und Verifikationsansatz für dynamische Systeme. Der neue Ansatz ermöglicht dabei Ergebnisse, die per Definition frei von Fehlern 2. Art sind. Dies bedeutet, dass das Ergebnis der Verifikation keine versteckten Fehler enthalten kann. Somit können zuverlässige Ergebnisse für die Analyse von sicherheitskritischen Systemen generiert werden. Dazu wird ein neues Verständnis von mengenbasierter Konsistenz dynamischer Systeme mit einer gegebenen Spezifikation eingeführt. Dieses basiert auf der Verwendung von Kaucher Intervall Arithmetik zur Einschließung von Messdaten. Konsistenz wird anhand der vereinigten Lösungsmenge der Kaucher Arithmetik definiert. Dies führt zu mathematisch garantierten Ergebnissen. Die resultierende Methode kann das spezifizierte Verhalten eines dynamischen System auch im Falle von Rauschen und Sensorungenauigkeiten anhand von Messdaten verifizieren. Die mathematische Beweisbarkeit der Konsistenz wird für eine große Klasse von Systemen gezeigt. Diese beinhalten zeitinvariante, intervallartige und hybride Systeme, wobei letztere auch zur Beschreibung von Nichtlinearitäten verwendet werden können. Darüber hinaus werden zahlreiche Erweiterungen dargestellt. Diese führen bis hin zu einem neuartigen iterativen Identifikations- und Segmentierungsverfahren für hybride Systeme. Dieses ermöglicht die Verfikation hybrider Systeme auch ohne Wissen über Schaltzeitpunkte. Die entwickelten Verfahren können darüber hinaus zur Diagnose von dynamischen Systemen verwendet werden, falls eine ausreichend schnelle Berechnung der Ergebnisse möglich ist. Die Verfahren werden erfolgreich auf eine beispielhafte Variation verschiedener Tanksysteme angewendet. Die neuen Theorien, Methoden und Algortihmen dieser Arbeit bilden die Grundlage für eine zuverlässige Analyse von hochautomatisierten sicherheitskritischen Systemen

Guaranteed Verification of Dynamic Systems

This work introduces a new specification and verification approach for dynamic systems. The introduced approach is able to provide type II error free results by definition, i.e. there are no hidden faults in the verification result. The approach is based on Kaucher interval arithmetic to enclose the measurement in a bounded error sense. The developed methods are proven mathematically to provide a reliable verification for a wide class of safety critical systems

Guaranteed Verification of Dynamic Systems

This work introduces a new specification and verification approach for dynamic systems. The introduced approach is able to provide type II error free results by definition, i.e. there are no hidden faults in the verification result. The approach is based on Kaucher interval arithmetic to enclose the measurement in a bounded error sense. The developed methods are proven mathematically to provide a reliable verification for a wide class of safety critical systems

Smartes Straßendesign für Smart Cities

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einer „smarten“ Lösung für den Bereich Mobilität in einer Smart City, der nicht primär von Überlegungen zu technologischen Innovationen geprägt ist. Vielmehr soll gezeigt werden, dass gerade im Bereich der Mobilität die soziale Innovation eine wichtige Rolle spielt. Das Umfeld, also die Gestaltung des Straßenraums, wird sich dementsprechend auch anpassen müssen. In der aktuellen Diskussion um Begegnungszonen, Koexistenzbereiche und Shared Space, werden eben solche Lösungsansätze diskutiert. Es handelt sich dabei nicht nur um „Zukunftsmusik“, wie österreichische und internationale Beispiele belegen. Es kommt vor allem darauf an, es zu schaffen die Bedürfnisse aller Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer, vor allem der „Schwächeren“ zu berücksichtigen. Dazu benötigt es ein „Design for all“ oder eben ein „Smart Street Design“, das vor allem über die aktive Einbindung der Betroffenen ermöglicht werden kann

Learning Counterfactual Representations for Estimating Individual Dose-Response Curves

Estimating what would be an individual's potential response to varying levels of exposure to a treatment is of high practical relevance for several important fields, such as healthcare, economics and public policy. However, existing methods for learning to estimate counterfactual outcomes from observational data are either focused on estimating average dose-response curves, or limited to settings with only two treatments that do not have an associated dosage parameter. Here, we present a novel machine-learning approach towards learning counterfactual representations for estimating individual dose-response curves for any number of treatments with continuous dosage parameters with neural networks. Building on the established potential outcomes framework, we introduce performance metrics, model selection criteria, model architectures, and open benchmarks for estimating individual dose-response curves. Our experiments show that the methods developed in this work set a new state-of-the-art in estimating individual dose-response

On the Justification of Plate Models

In this paper, we will consider the modelling of problems in linear elasticity on thin plates by the models of Kirchhoff-Love and Reissner-Mindlin. A fundamental investigation for the Kirchhoff plate goes back to Morgenstern (Arch. Ration. Mech. Anal. 4:145-152, 1959) and is based on the two-energies principle of Prager and Synge. This was half a century ago. We will derive the Kirchhoff-Love model based on Morgenstern's ideas in a rigorous way (including the proper treatment of boundary conditions). Our derivation provides insights (a) into the relation of the (1,1,0)-model with the (1,1,2)-model which differs by a quadratic term in the ansatz for the third component of the displacement field and (b) into the rôle of the shear correction factor. A further advantage of the approach by the two-energies principle is that the extension to the Reissner-Mindlin plate model becomes very transparent and easy. Our study includes plates with reentrant corners with any interior opening angle <2

2-Undecanone : a new attractant for anthropophilic mosquitoes

Stechmücken der Art Stegomyia aegypti (ehemals Aedes aegypti, REINERT et al. 2004) sind die wichtigsten Überträger von Gelbfieber- und Dengueviren. Diverse Arten der Gattung Anopheles verbreiten die Erreger der Malaria. Bei Versuchen, Malaria, Gelbfieber und Dengue einzudämmen, wurden in den letzten Jahrzehnten wiederholt Kampagnen gegen Stechmücken geführt. Dabei wurden Insektizide vielfach flächendeckend ausgebracht. Dies führte kurzfristig zu geringeren Mückendichten, allerdings entwickelten sich auch vielerorts gegen diese Gifte resistente Mückenpopulationen. Anstelle des flächendeckenden Gifteinsatzes wird heute versucht, die Insektizide örtlich und zeitlich effektiv einzusetzen, um so die Gefahr weiterer Resistenzbildung zu minimieren und sowohl die Kosten als auch die Belastung für Umwelt und Bevölkerung möglichst gering zu halten. Um Insektizide zur richtigen Zeit gezielt ausbringen zu können, ist ein Monitoring der Mücken erforderlich. Mückenfallen, die durch optische Effekte und Duftstoffe gezielt anthropophile Stechmückenarten anlocken, sind für ein derartiges Bestandsmonitoring besonders geeignet. Auf der Suche nach attraktiven Duftstoffen, welche die Effektivität solcher Fallen erhöhen, wurde unter anderem auch 2-Undecanon getestet. In Verhaltensversuchen mit den anthropophilen Mückenarten Stegomyia aegypti und Anopheles stephensi konnte die Attraktivität dieser Substanz sowohl als Einzelreiz als auch in Kombination mit anderen Attraktanzien gezeigt und quantifiziert werden.The attractiveness of 2-undecanone to host-seeking female Stegomyia aegpyti (former Aedes aegypti) and female Anopheles stephensi (Diptera: Culicidae) mosquitoes was tested in a Y-tube bioassay under laboratory conditions. -Undecanone alone in a concentration of 40 ppm was significantly more attractive to S. aegypti mosquitoes than pure air. In combination with other kairomones such as caproic acid, lactic acid and ammonia doses of 2-undecanone from 4 ppm up to 130 ppm augmented significantly the attractiveness of these kairomones. The synergism of 2-undecanone with other attractants is comparable to that one described for lactic acid. The combination of 2-undecanone with lactic acid, however, was more attractive than the two compounds as single stimuli. Interestingly 2-undecanone is neither known as an human skin compound nor as a volatile in human breath. First field experiments near Regensburg in Germany with BG-Sentinel® mosquito traps could not confirm the attractive effect of 2-undecanone (ROSE et al. 2006) for Culex species. A possible explanation could be that the tested dose of 2-undecanone was not in the optimum range or that the studied species do not respond to this compound