A GA-based household scheduler

One way of making activity-based travel analysis operational for transport planning is multi-agent micro-simulation. Modelling activity and trip generation based on individual and social characteristics are central steps in this method. The model presented here generates complete daily activity schedules based on the structure of a household and its members' activity calendars. The model assumes that the household is another basic decision-making unit for travel demand aside from individual mobility needs. Results of the model are schedules containing complete information about activity type and sequence, locations, and means of transportation, as well as activity start times and durations. The generated schedules are the outcome of a probabilistic optimisation using genetic algorithms. This iterative method improves solutions found in a random search according to the specification of a fitness criterion, which equals utility here. It contains behavioural assumptions about individuals as well as the household level. Individual utility is derived from the number of activities and their respective durations. It is reduced by costs of travelling and penalties for late, respectively early arrival. The household level is represented directly by the utility of joint activities, and indirectly by allocation of activities and means of transportation to household members. The paper presents initial tests with a three-person household, detailing resulting schedules, and discussing run-time experiences. A sensitivity analysis of the joint utility parameter impact is also include

Entwicklung eines numerischen Modells eines PCM-Speichers für die Anwendung in Wärmepumpensystemen

Zur Energiewende werden Energiespeicher benötigt, um die Energie nach Bedarf nutzen zu können. Beim Einsatz von Wärmepumpen kommen thermische Speicher, sowohl auf der Primär-als auch auf der Sekundärseite, infrage. In dieser Arbeit wird die Optimierung eines Speichers auf der Primärseite als Wärmequelle für die Wärmepumpe untersucht. Solche Speicher müssen viel Wärme im Temperaturbereich von 0 bis 20 °C speichern können, damit die Wärmepumpe bei hohen Leistungszahlen betrieben werden kann. Dafür eignen sich Speicher mit Phasenwechselmaterialien (PCM; engl. phase change material), sogenannte PCM-Speicher. In diesem Temperaturbereich kann in einem PCM-Speicher ca. 70 % mehr Wärme als in einem gleich grossen sensiblen Speicher gespeichert werden. PCM-Speicher weisen jedoch eine geringere Lade- und Entladeleistung als sensible Speicher auf, wodurch die höhere Wärmekapazität von PCM-Speichern bei ungünstiger Auslegung nicht genutzt wird. Um die zusätzliche Wärmekapazität von PCM-Speichern zu nutzen, muss der PCM-Speicher abhängig von verschiedenen Einflüssen ausgelegt werden. Dafür muss das Speicherverhalten von PCM-Speichern sowie die Einflüsse der Parameter verstanden werden. Für dieses Verständnis wurde in dieser Arbeit ein Simulationsmodell eines PCM-Speichers mit kugelförmig verkapseltem Phasenwechselmaterial entwickelt. Beim untersuchten PCM-Speicher erfolgt der Wärmeübergang zwischen PCM und Wärmetransportfluid (HTF; engl. heat transport fluid) durch die Umströmung der PCM-Kugeln. Die Simulationen bestätigten grundsätzlich das aus der Literatur bekannte Verhalten. Der Wärmeübergang zwischen PCM und HTF steigt mit höherer Wärmeleitfähigkeit des PCMs degressiv, bei kleineren PCM-Radien progressiv und bei steigender Durchflussgeschwindigkeit im Speicher proportional. Ein grösserer Wärmeübergang verbessert das Lade- und Entladeverhalten in jedem Fall. Bei einer zu hohen Wärmekapazität kann der Speicher nicht vollständig geladen werden, wodurch im Speicher tiefere Temperaturen vorliegen und die Leistungsentnahme gesenkt wird. Über die Fülldichte kann definiert werden, wie viel Wärme bei hoher Leistung entnommen werden kann. Bei tiefer Fülldichte kann mehr Wärme bei hoher Leistung entnommen werden als bei hoher Fülldichte. Auch die gewählten Temperaturbereiche beeinflussten das Speicherverhalten. Bei tiefen Schmelztemperaturen des PCMs, kann der PCM-Speicher schneller geladen, aber dafür langsamer entladen werden. Zur Entscheidung in welchen Wärmesystemen welche PCM-Parameter zu bevorzugen sind, sollte das Wärmesystem über ein Jahr simuliert werden.Abstract: Energy storage systems allow to use renewable energy whenever needed. In heat pump systems thermal storage can be used on both, the primary and secondary, sides. In this paper, the optimization of a storage tank on the primary side is researched as a heat source for the heat pump. Such storages need a high heat capacity in temperature ranges from 0 to 20 °C in order to operate at a high coefficient of performance (COP). Suitable for this purpose are storages with phase change materials (PCM), so-called PCM-storage. In this temperature range, approx. 70 % more heat can be stored in a PCM-storage than in a sensitive storage of the same size. However, PCM-storages have a lower charging and discharging capacity than sensitive storages, therefore the higher heat capacity of the PCM-storage is not used if the design is inappropriate. The PCM-storage must be designed depending on various influences, in order to use the additional heat capacity of it. For this reason, the storage behaviour of PCM-storages and the influences of the parameters must be understood. In this thesis, a simulation model of a PCMstorage with spherically encapsulated phase change material was developed. In the researched PCM-storage, the heat transfer between PCM and heat transport fluid (HTF) occurs through the flow around the PCM spheres. The simulations basically confirmed the behaviour known from the literature. The heat exchange between PCM and HTF increases degressively with higher thermal conductivity of the PCM, progressively with smaller PCM radii and proportionally with increasing flow velocity in the storage tank. The increase in heat transfer improves the storage behaviour. If the heat capacity is too high, the storage tank cannot be fully charged, resulting in lower temperatures in the storage. Due to the lower temperatures in the storage, the power consumption is reduced. The filling density can be used to define how much heat can be extracted at high output. More heat can be extracted at high power and at low filling density than at high filling density. The selected temperature ranges also influenced the storage behaviour. At low melting temperatures of the PCM, the PCM-storage can be charged faster, but discharged slower. The heating system should be simulated over a one-year period, in order to decide, which parameters are to be preferred with it

Agents enacting social roles: balancing formal structure and practical rationality in MAS design

Der Soziologe Pierre Bourdieu zeigt die feine und häufig ignorierte Unterscheidung zwischen theoretischer Rationalität und der 'Logik der Praxis' auf. Diese Differenz, so die Annahme der Autoren, ist sowohl bei dem Versuch, menschliche Organisationen mit Robustheit und Flexibilität auszustatten, als auch bei jeder Bemühung, Informationssysteme auf der Basis von Mechanismen organisatorischer Koordination zu modellieren, zu berücksichtigen. Im INKA-Projekt, einem Bestandteil des deutschen Forschungsprogramms Sozionik, bildet diese Ansicht den Ausgangspunkt. Computergesteuerte Agenten, die sich selbst koordinieren und in einer Weise eigenständig agieren, ahmen im Prinzip menschliche Akteure in organisatorischen Umgebungen nach. Dabei müssen sie mit der Spannung zurechtkommen, die aus den formalen vorgegeben Beschreibungen der Organisation und den strukturierten Erwartungen, welche sich von den täglichen Interaktionen auf dem Level der Produktionsstätten ableiten, resultiert. In der Soziologie besteht eine Möglichkeit, diese Spannung in der Rollentheorie zu konzeptionieren, die auf verschiedene Formen der Darstellung von formalen Rollenbeschreibungen und praktischen Rollen ausgerichtet ist. Außerdem ist gemäß der Organisationstheorie und empirischen Untersuchungen bekannt, dass in der realen Welt die täglichen Aus- und Verhandlungen der Arbeitnehmer eine Form des Arbeitshandelns darstellen. Basierend auf diesen Betrachtungen orientiert sich das INKA-Projekt an zwei Hauptzielen: (1) Modellierung und Implementierung eines technischen Systems, in dem die Agenten fähig sind, sich auf der Basis von praktischen Rollen mittels Verhandlung selbständig zu koordinieren; (2) Entwicklung einer Annäherung an die Erforschung hybrider Sozialität, die bei dem Eintritt solcher Agenten in menschliche Organisationen entsteht. Die Ausführungen beginnen mit einer kurzen Diskussion der konzeptionellen Probleme, die auftreten, wenn Computerprogramme auf praktische Relationen oder auf soziologische Konzepte von praktischen Modalitäten der Interaktion, des Problemlösens und Planens zugeschnitten sind. Dies führt zu der Formulierung von drei generellen Herausforderungen innerhalb des Sozionik-Programms. Im Anschluss wird in einige Details der soziologisch basierten Schaffung von praktischen Rollen und aushandelnden Agenten eingeführt. Es folgt die Darstellung der Grundstruktur für die entsprechende MAS-Architektur. Dann werden zwei generelle Probleme behandelt, die bei dem derzeitigen Entwicklungsstand des vorgestellten Projekts und nach Ansicht der Autoren im gesamten Sozionik-Programm auftreten. Es wird ein integrierter Ansatz vorgeschlagen, der alle Aktivitäten in Sozionik-Systemen in einer systematischen Weise korreliert. Des Weiteren wird ein methodisches Instrument zur Erforschung der Hybridisierung präsentiert. Der Text schließt mit der Darstellung einiger konzeptioneller Erweiterungen und zukünftiger Arbeitsschritte. (ICGÜbers)Sociologist Pierre Bourdieu pointed out the subtle and often ignored difference between theoretical rationality and the 'logic of practice'. This difference, we will argue, has to be taken in account when trying to capture the robustness and flexibility of human organizations, and is especially important for any effort to model information systems on mechanisms of organizational coordination. In the INKA-project, part of the German Socionics program, we took this insight as our very starting point. Computational agents that 'act' and coordinate themselves in a way that at least mimics in principle human actors in organizational environments have to cope with the tension between the formal descriptions given by the organization at large and the structured expectations that derive from their daily interactions on the shop-floor level. In sociology one way of conceptualizing this tension is role theory, focusing on the different forms of enactment of formal role descriptions and practical roles. Furthermore, from organizational theory and empirical investigations we know that in the 'real world' daily negotiations by the employees themselves are one way of working around the incoherences of formal prescriptions, job descriptions and work schedules. Based on these considerations the INKA-project is oriented by two main objectives: To model and implement a technical system in which the agents are capable of coordinating themselves via negotiating on the basis of practical roles, and to develop an approach for the investigation of hybrid sociality that emerges if those agents are re-entered into human organizations. The contribution begins with a brief discussion of the conceptual problems that occur if computer programs are to be modeled on practical relations or on sociological concepts of practical modes of interaction, problem solving and planning; this leads us to the formulation of three general challenges within the Socionics program (2). In the next part we introduce in some detail our sociologically grounded modeling of practical roles and negotiating agents (3), and our framework for a corresponding MAS-architecture (4). Then we turn to two general issues, that came up at the present state of development in our project - and, as we assume, in the entire Socionics program. We propose an integrated approach that correlates all activities in Socionic systems development in a systematic way (5), and we present a methodological instrument for the investigation of hybridization (6). We conclude by sketching some conceptual extensions and further working steps (7)

Real-world Health Data and Precision for the Diagnosis of Acute Kidney Injury, Acute-on-Chronic Kidney Disease, and Chronic Kidney Disease: Observational Study.

BACKGROUND The criteria for the diagnosis of kidney disease outlined in the Kidney Disease: Improving Global Outcomes guidelines are based on a patient's current, historical, and baseline data. The diagnosis of acute kidney injury, chronic kidney disease, and acute-on-chronic kidney disease requires previous measurements of creatinine, back-calculation, and the interpretation of several laboratory values over a certain period. Diagnoses may be hindered by unclear definitions of the individual creatinine baseline and rough ranges of normal values that are set without adjusting for age, ethnicity, comorbidities, and treatment. The classification of correct diagnoses and sufficient staging improves coding, data quality, reimbursement, the choice of therapeutic approach, and a patient's outcome. OBJECTIVE In this study, we aim to apply a data-driven approach to assign diagnoses of acute, chronic, and acute-on-chronic kidney diseases with the help of a complex rule engine. METHODS Real-time and retrospective data from the hospital's clinical data warehouse of inpatient and outpatient cases treated between 2014 and 2019 were used. Delta serum creatinine, baseline values, and admission and discharge data were analyzed. A Kidney Disease: Improving Global Outcomes-based SQL algorithm applied specific diagnosis-based International Classification of Diseases (ICD) codes to inpatient stays. Text mining on discharge documentation was also conducted to measure the effects on diagnosis. RESULTS We show that this approach yielded an increased number of diagnoses (4491 cases in 2014 vs 11,124 cases of ICD-coded kidney disease and injury in 2019) and higher precision in documentation and coding. The percentage of unspecific ICD N19-coded diagnoses of N19 codes generated dropped from 19.71% (1544/7833) in 2016 to 4.38% (416/9501) in 2019. The percentage of specific ICD N18-coded diagnoses of N19 codes generated increased from 50.1% (3924/7833) in 2016 to 62.04% (5894/9501) in 2019. CONCLUSIONS Our data-driven method supports the process and reliability of diagnosis and staging and improves the quality of documentation and data. Measuring patient outcomes will be the next step in this project

The social construction of human-robot co-work by means of prototype work settings

Whether we look at Europe, the USA or Japan, in many areas in the world new possibilities of employing robotic systems in work settings essentially rely on direct collaborative interaction be-tween human workers and collaborative robots leading to new distributions of agency between them and making available robotic operations as resources for performing different forms of work, work which otherwise would remain out of reach for robotic automation for the time being. In this paper we introduce our concepts of studying the social construction of these collaborative work settings and the distribution of agency, accordingly. Referring to the basic idea of actor-network theory that technology in use should be analysed in a symmetrical manner, treating all the human and nonhuman entities involved as actors, our concept of distributed agency goes beyond actor-network theory in that it introduces the notion of gradualised action, which allows distinguishing between different levels of distributed agency. Therefore, we can precisely describe, in which way and to what extent activities and actor positions are delegated to robot co-workers or remain with its human counterpart. For analysing how the distribution of agency between human and robot co-workers is socially constructed in different stages, first in laboratory settings and then in increas-ingly realistic real-world settings, we interpret the spectrum of manifestations of human-robot col-laboration as prototypically realised scenarios at different stages of elaboration. In doing so we introduce the current state of collaborative robots in the areas of industrial production and care work as they represent contrastive cases: In industrial production collaborative robots are the next step in a long-standing history of robotic automation whereas in care work the new robots are also the first robots to be employed there. We believe that in both fields a perspective on collaborative work between humans and robots as a socio-technical constellation is helpful in order to be able to identify new distributions of work tasks

A Second Breeding Site for Ross's Gull (Rhodostethia rosea) in Nunavut, Canada

Only 15 cases of breeding of Ross's gull Rhodostethia rosea are known outside of Siberia. While numerous birds are regularly seen in the fall at Point Barrow, Alaska, until now only one breeding locality has been known for Nunavut, Canada. We found a second breeding locality in Nunavut in the northwestern corner of Prince Charles Island (Foxe Basin). We observed one pair incubating two eggs on a small island (30 m in diameter) situated in a medium-sized lake, on a low plateau at the top of a complex of raised beaches. None of the reports on aerial or land surveys of this region have mentioned the reproduction of this species, though unpublished aerial observations suggest that the species has been present during the 1980s. Outside Siberia, this species seems to be characterized by an irregular and scattered distribution of its breeding sites.Seuls 15 cas de reproduction de la mouette de Ross Rhodostethia rosea ont été rapportés en dehors de la Sibérie. Alors que de nombreux oiseaux sont observés à l'automne lors de leur passage à Point Barrow (Alaska), la reproduction au Nunavut (Canada) n'a été mentionnée qu'une seule fois. Nous documentons un deuxième site de reproduction pour le Nunavut, dans la partie nord-ouest de l'île du Prince-Charles (bassin Foxe). Un couple a été observé incubant deux œufs sur une petite île (environ 30 m de diamètre) située au milieu d'un lac de taille moyenne, sur un plateau bas constituant le sommet d'un complexe de plages surélevées. Aucun des rapports des levés aériens ou terrestres de cette région ne mentionne la reproduction de cette espèce, bien que des observations aériennes non publiées suggèrent sa présence au cours des années 80. En dehors de la Sibérie, cette espèce semble se caractériser par une distribution irrégulière et éparse des sites de reproduction

Aktivierende Sozialhilfe - Ein Weg zu mehr Beschäftigung und Wachstum

Der Sozialstaat wurde geschaffen, die Fehlfunktionen des Arbeitsmarktes zu korrigieren und mehr soziale Gerechtigkeit herzustellen, als es der Markt vermag. Aber der Sozialstaat trägt seinerseits zu den sichtbaren Defekten des Arbeitsmarktes bei. Besonders problematisch ist die heutige Sozialhilfe, weil sie eine feste Lohnuntergrenze in das Tarifsystem einzieht. Kaum jemand ist bereit, zu einem Lohn unterhalb der Sozialhilfe zu arbeiten. Andererseits stellt kein Unternehmen jemanden ein, dessen Lohn höher ist als die Wertschöpfung, die er zu leisten vermag. Arbeitslosigkeit im Niedriglohnbereich ist die Folge

Reformkonzepte zur Erhöhung der Beschäftigung im Niedriglohnbereich: Ein Überblick

Nachdem das ifo Institut im Mai des Jahres 2002 seine Studie zur Aktivierenden Sozialhilfe vorgestellt hatte, wurde in Deutschland eine Diskussion zu den Möglichkeiten einer aktivierenden Sozialpolitik zum Zwecke der Entwicklung des Niedriglohnsektors geführt. Am Beginn der Diskussion standen die Reaktionen der Hartz-Kommission, des Wissenschaftlichen Beirats beim Bundesministerium für Wirtschaft und des Sachverständigenrats. Die Magdeburger Alternative wurde entwickelt, und mittlerweile erinnert man sich wieder an die alten Konzepte einer negativen Einkommensteuer oder eines Bürgergeldes. Das IZA tritt für eine allgemeine Arbeitsverpflichtung für Sozialleistungsbezieher (Workfare) ein, und in Kiel wird die Idee der Einstellungsgutscheine propagiert. Die alternativen Reformkonzepte weisen eine Reihe von Gemeinsamkeiten, aber auch erhebliche Unterschiede auf. Um Ordnung in die Vielfalt der inzwischen ausgearbeiteten Vorschläge zu bringen, wurde den einzelnen Reformkonzepten eine zusammenfassende Analyse vorausgestellt. Sie zeigt, welche Einkommens- und Anreizwirkungen von den alternativen Modellen für den Niedriglohnsektor ausgehen.Sozialhilfe, Niedriglohn, Reform, Beschäftigung, Deutschland, Kombilohn, Negative Einkoomensteuer, Gesellschaft, Sozialstaat, Arbeitskosten, Sozialversicherung, Arbeitslosigkeit, Langzeitarbeitslosigkeit, Lohnsubvention, Arbeitsmarktpolitik, Workfare, U

Introduction

Constructivism has become the overarching scientific paradigm in the social study of science and technology (STS). The notion that scientific facts and technological artefacts result from processes of social construction is the major scientific innovation of the preceding decades in the sociology of science and technology. With constructivism being the established paradigm in this field of research: what comes next? What comes after constructivism in science and technology studies? The contributions of this special issue of Science, Technology & Innovation Studies suggest different answers to these questions which can roughly be subsumed under the three headings 'Spelling out Constructivism', 'Adding Disregarded Aspects', and 'Going beyond Constructivism'