Detektion von Flachstellen an Radreifen auf der Basis von Schallmessungen am Schienenkörper

Von der Firma Deutzer Technische Kohle GmbH (DTK) wurde ein Messsystem zur Erfassung des Körperschalls an Schienen entwickelt, mit dem der Verschleiß an Radreifen von Schienenfahrzeugen ermittelt werden kann. Die Schallsignale werden im normalen Fahrbetrieb bei der Überfahrt des Schienenabschnitts, in dem sich der Vibrationssensor befindet, erfasst und als digitale Zeitreihen aufgezeichnet. Mit Hilfe eines Induktionssensors können die Zeitpunkte bestimmt werden, zu denen sich die Radreifen jeweils genau über dem Messpunkt in der Schiene befunden haben [1]. Im Falle von schadhaften Radreifen wird das normale Körperschallsignal überlagert von scharfen Impulsen hoher Intensität, die von den Stößen der Flachstellen auf der Schiene verursacht werden. Die Höhe eines solchen Impulses ist zum einen von der Ausprägung der Flachstelle abhängig, zum anderen aber auch von der Entfernung vom Sensor, in der der Impuls erzeugt wurde. Diese hängt von der Radstellung relativ zur Schienenposition ab und kann nicht beeinflusst werden, da im normalen Fahrbetrieb gemessen werden soll. In diesem Forschungsvorhaben wurde deshalb ein Analyseverfahren entwickelt, das die Flachstellenimpulse in geeigneter Weise normiert, so dass unabhängig von der Radstellung auf den Verschleiß einzelner Radreifen geschlossen werden kann

A metamodel-based ASN.1 editor and compiler for the implementation of communication protocols

In der Software-Industrie sind viele metamodell-basierte Werkzeuge entwickelt worden, um die Erstellung von Programmiersprachen und insbesondere domänenspezifischen Sprachen (DSL ) zu unterstützen. Ein Beispiel für diese Werkzeuge ist Eclipse Xtext, welches eine große Popularität im Bereich der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSE ) besitzt. In diesem Beitrag untersuchen wir, inwieweit Xtext und andere metamodell-basierte Ansätze zur Implementierung eines Editors und Compilers für die ASN.1 Spezifikation, welche von der ITU-T standardisiert wurde, verwendet werden können. Der metamodell-basierte Ansatz zur Implementierung der ASN.1 Spezifikation ermöglicht es, ASN.1-Dokumente softwaretechnisch wie ein Modell behandeln zu können, sodass dieses ASN.1-Modell mit anderen Softwaremodellen (z. B. Zustandsmaschinen)verknüpft werden kann. Unsere Ergebnisse zeigen, dass mit relativ geringem Aufwand eine Basisimplementierung von ASN.1 zu erreichen ist, die bereits eine gute Werkzeugunterstützung liefert. Bei einigen Details der Implementierung gerät man allerdings an die Grenze des Machbaren und diese sind daher sehr schwer zu realisieren. Dies betrifft insbesondere den Parser-Generator und das komplexe Metamodell.In the software industry many metamodel-based tools and approaches have been developed to support the creation of programming and especially domain specific languages (DSL). An example of these tools is eclipse Xtext, which has gained much popularity in the model-driven software engineering (MDSE) community. In this article we investigate whether Xtext and related metamodel-based approaches can also be used to implement the ASN.1 specification that was standardized by the ITU-T. The metamodel-based approach for the implementation of the ASN.1 specification allows to treat ASN.1 documents as software models, so that these ASN.1 models can be interrelated with other models (e.g. state machines). Our results show that relatively little efforts are required to create a basic implementation of this standard with good tool support. However, some details of the implementation are quite difficult to realize because they touch the limits of feasibility. This concerns in particular the parser generator and the complex metamodel

Middleware-Konzepte zur Verteilung von komponentenbasierten Anwendungen im Netzwerk

Dieser Beitrag untersucht Konzepte zur Verteilung von Softwareanwendungen auf Basis des OSGi-Standards im Netzwerk. Darin wird mit R-OSGi eine Lösung vorgestellt, die transparente Anwendungsentwicklung gegenüber der verwendeten Netzwerktechnologie ermöglicht. Dabei wird auch darauf eingegangen, wie netzwerkspezifische Charakteristiken (höhere Latenzzeiten, Übertragungsfehler oder Ausfall des Netzwerkes) agnostisch auf die höheren Softwareschichten abgebildet werden können.This article describes a concept for distributing network software applications based on the OSGi standard. The reader will be introduced into the R-OSGi solution, which allows the transparent development of applications with respect to the network technology and topology in use. The article also demonstrates how network specific characteristics (e. g. latency, transmission errors or network failure) can be mapped to the higher application layers in an agnostic way

A domain specific language for the automatic generation of parsers classes for text protocols

ABNF ist eine Sprache zur Definition einer formalen Syntax für technische Spezifikationen und wird häufig zur Beschreibung textueller Nachrichten von Internetprotokollen eingesetzt. Die Möglichkeiten der automatischen Generierung von Parser-Klassen aus ABNF-Spezifikationen sind derzeit sehr begrenzt, da ABNF lediglich die Transfersyntax und Produktionsregeln von Textnachrichten beschreibt. Die fehlende Definition von Variablennamen innerhalb einer ABNF-Spezifikation ermöglicht es nicht, sinnvollen und ausdrucksstarken Programmcode zu generieren, der von einem Programmierer verwendet werden kann. In diesem Artikel stellen wir X-ABNF vor, eine domänenspezifische Sprache (DSL) zur Definition von Variablennamen für ABNF-Regeln. Dies ermöglicht die Generierung von ausdrucksstarkem und lesbarem Programmcode aus ABNF-Spezifikationen. Des Weiteren zeigen wir, dass dieser Ansatz auch für Spracherweiterungen mithilfe von Makroprogrammierung genutzt werden kann. Dies ermöglicht die dynamische Instanziierung von ABNF-Textnachrichten im Programmcode. Wir verwenden Xtext und Xtend zur Implementierung der Sprachgrammatik von ABNF und XABNF, was eine gute Werkzeugunterstützung gewährleistet und Codegenerierung ermöglicht.ABNF is a language for the definition of the formal syntax of technical specifications and is widely used for the definition of textual protocol messages of many internet protocols. The automatic generation of parser classes for ABNF specifications is currently very limited, because ABNF only defines the transfer syntax of the text messages and does not define names for the set of production rules. The lack of name definitions within ABNF rules does not allow to automatically generate expressiveness and meaningful program code for ABNF specifications. In this paper we present X-ABNF, which is a domain-specific language (DSL) for the definition of name-bindings for ABNF rules. The name-bindings with X-ABNF facilitates to generate a concise and meaningful code for an ABNF specification. Additionally, we show that the name-binding can also be used for language extensions through macro programming to dynamically access ABNF encoded text data within source code. We have used Xtext and Xtend for the implementation of the language grammar of ABNF and X-ABNF, which provide good tool support and code generation capabilities

Prototyp eines mobilen Warenausgangs- und Liefersystems

Der zu erwartende Wandel des gesamten Marktes in den nächsten Jahren – insbesondere durch den Einsatz von eCommerce und mCommerce – macht auch eine Anpassung der Unternehmen und ihrer Logistik erforderlich. Der Einsatz moderner Informationstechnologie (IT) erlaubt die Optimierung von Prozessen und einen verbesserten Kundenservice, wie z. B. die Verfolgung von Paketen, die heute bei kleinen und mittleren Speditionen noch nicht zum Standard gehört. Durch den Einsatz von Warenwirtschaftssystemen mit Barcodeintegration wird in Großhandelsunternehmen mit eigenem Fuhrpark eine Paketverfolgung nur bis zur Laderampe, also „Inhouse“, gesichert. Die weiterführende Verfolgung der Sendungen fehlt jedoch. In größeren Logistikunternehmen ist, durch Ausstattung der Nutzfahrzeuge mit relativ aufwändiger Bordelektronik, das Tracking und Tracing der Versandeinheiten zwar weitestgehend gesichert. Verbesserungspotential liegt hier aber unter anderem in der Disposition und im Tracking der Transporthilfsmittel (Gitterboxen, Paletten), die zurzeit in der Regel noch nicht systematisch erfasst und verfolgt werden

Gebäudemanagementsoftware auf Basis des OSGi-Standards

Der OSGi-Standard wurde für die Entwicklung komponentenbasierter Software in Java spezifiziert. In diesem Artikel wird eine Architektur für Gebäudemanagementsoftware vorgestellt, die auf Basis von OSGi entwickelt wurde. Grundlage der Client-Server- Architektur des entwickelten Systems ist das Eclipse- Framework, das mit Equinox eine Implementierung des OSGi-Standards liefert. Die verwendeten OSGi- Technologien ermöglichen eine modulare Integration unterschiedlicher Gebäudemanagement-Geräte verschiedener Hersteller in die Softwareplattform und dessen einheitliche Steuerung und Visualisierung. Die Client-Anwendung des Systems profitiert dabei von der komfortablen Benutzeroberfläche der Eclipse Rich-Client-Platform. Das Ergebnis ist eine flexibel einsetzbare Softwarelösung für ein breites Anwendungsspektrum, das von der Überwachung von Industrie- und Bürogebäuden bis hin zu Privathäusern mit Touch-Display Bedienung reicht. Wesentliche Vorteile der Lösung sind die kontextsensitive Informationsbereitstellung sowie die Unterstützung und Automatisierung der Prozesse im Gebäudemanagement. Der Artikel geht auf die technologischen Hintergründe des Software-Systems ein und stellt die betriebswirtschaftlichen Anwendungsfälle vor.The OSGi-Standard was designed for the component-based development of software applications in Java. The architecture of a facility management software which was developed based on OSGi is presented in this article. Basis of the client-server architecture of the developed system is the Eclipse framework which provides an implementation of the OSGi standard with Equinox. The OSGi technologies used allow for a modular integration of different facility management devices of different manufacturers into the software platform, and enable a consistent control and visualization. The client application of the system benefits from the comfortable user interface of the Eclipse Rich-Client-Platform. The result is a flexible software solution for a wide application range that reaches from the supervision of industry and office buildings to private houses and touch display operation. Context-sensitive provision of information as well as the assistance and automation of the processes in the facility management are the essential advantages of the solution. In this article the reader will be introduced into the technological backgrounds of the software system. Furthermore the business use-cases of the software application will be explained

Forschungsbericht 2017

Projekte und Publikationen der TH Wilda

A software architecture for intelligent facility management based on complex event processing

This article presents an architectural suggestion for an intelligent management system which evaluates data using artificial intelligence. The architecture uses complex event processing in order to gain high flexibility when connecting the individual components. As an illustration of the components and their interaction a facility management system is used as an example.Dieser Beitrag präsentiert einen Architekturvorschlag für ein intelligentes Management-System, das Daten mit Hilfe von künstlicher Intelligenz auswertet. Die Architektur bedient sich dabei des Complex Event Processing, um eine hohe Flexibilität bei der Verknüpfung der einzelnen Komponenten zu erreichen. Die Komponenten und deren Zusammenspiel werden am Beispiel eines Gebäudemanagementsystems illustriert

Datenerfassung und Visualisierung von Vitalparametern und Primärsignalen auf dem Computer und auf mobilen Endgeräten

In Kliniken besteht der Bedarf nach einer lückenlosen Aufzeichnung der Vitalparameter (z. B. Herzfrequenz, Blutdruck) und Primärsignale (z. B. EKG). Besonders in der Notfallmedizin ist eine ständige Patientenüberwachung lebensnotwendig. Zudem dienen die erfassten Daten der aktuellen Patienten-Dokumentation, aber auch zur Analyse im Bereich der Forschung und für Studien. Für diesen Zweck wurde das Telematik-System »Multi-Patientenmonitoring« entwickelt. Dieses System dient der Datenerfassung, Signalvisualisierung und Echtzeitübertragung von Vitalparametern an beliebig viele PCs und mobile Geräte des Krankenhausnetzwerkes. Motiviert durch das Universitätsklinikum Tübingen wurde das Projekt von der Wildauer Firma ixellence initiiert und in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit medizinischen Einrichtungen, dem Fachgebiet Telematik an der TFH Wildau und der Philips Medizin-Systeme GmbH realisiert.Hospitals need a complete recording of vital parameters (e.g. heart frequency, blood pressure) and primary signals (e.g. ECG). Especially in intensive care units the permanent monitoring and the recording of the current status of the patient is vital. Furthermore, these data are useful for the patient documentation and in fields of research and studies. For this purpose a multi-monitoring system was developed. This system provides the data acquisition, signal visualization and real time transmission of vital parameters to PCs and mobile devices in the hospital network. With this system it is possible to get a fast overview of the current patient status and its history. Furthermore physicians can monitor the patients mobile and in real time. The project was developed in co-operation with medical research facilities, the Chair of Telematics at the University of Applied Sciences in Wildau, and with the companies Philips Medical Systems and ixellence

A model-driven concept for the automatic integration of legacy protocols to distributed component-oriented software systems

The implementation of communication protocols is an important development task that appears frequently in software projects. This article is a vision paper that describes the components of the currently available implementation strategies and problems that arise. The article introduces the main existing protocol engineering techniques and puts them into the context of model driven software development. At the end a methodology is introduced for the automatic generation of manager interfaces of Device Agent protocols for the use in a distributed component oriented environment, using ASN.1 and SDL. This article describes the preliminary results of the MOSES project (model-driven software engineering of distributed embedded systems) which is funded by the German ministry of Education and Research (BMBF). In this project the authors are concentrating on medical and facility management areas where they have particular experiences.Die Implementierung von Kommunikationsprotokollen zu externen Systemen ist eine wichtige Aufgabe, welche häufig in Softwareprojekten zu realisieren ist. Dieser Artikel ist ein Ideenpapier, welches die Komponenten bisheriger Implementierungsstrategien und deren Probleme beschreibt. Der Artikel führt die wesentlichen Techniken zur Protokollimplementierung ein und stellt diese im Kontext der modelgetriebenen Softwareentwicklung dar. Zum Schluss wird eine Methode mit ASN.1 und SDL vorgestellt, welche die automatische Generierung von Manager-Schnittstellen für die Protokolle von Geräte- Agenten ermöglicht und dabei den Einsatz in verteilten komponentenbasierten Systemen erlaubt. Der Artikel beschreibt die Zwischenergebnisse des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten MOSES-Projektes (Modellgetriebene Software- Entwicklung von vernetzten Embedded Systems). In dem Projekt konzentrieren sich die Autoren auf die Bereiche Medizin- und Gebäudetelematik, worin sie besondere Erfahrungen besitzen