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Hypothesis-Driven Simulation Studies – Assistance for the Systematic Design and Conducting of Computer Simulation Experiments
Get PDFComputer simulation has become established in a two-fold way: As a tool for planning, analyzing, and optimizing complex systems but also as a method for the scientific instigation of theories and thus for the generation of knowledge. Generated results often serve as a basis for investment decisions, e.g., road construction and factory planning, or provide evidence for scientific theory-building processes. To ensure the generation of credible and reproducible results, it is indispensable to conduct systematic and methodologically sound simulation studies. A variety of procedure models exist that structure and predetermine the process of a study. As a result, experimenters are often required to repetitively but thoroughly carry out a large number of experiments. Moreover, the process is not sufficiently specified and many important design decisions still have to be made by the experimenter, which might result in an unintentional bias of the results.
To facilitate the conducting of simulation studies and to improve both replicability and reproducibility of the generated results, this thesis proposes a procedure model for carrying out Hypothesis-Driven Simulation Studies, an approach that assists the experimenter during the design, execution, and analysis of simulation experiments. In contrast to existing approaches, a formally specified hypothesis becomes the key element of the study so that each step of the study can be adapted and executed to directly contribute to the verification of the hypothesis. To this end, the FITS language is presented, which enables the specification of hypotheses as assumptions regarding the influence specific input values have on the observable behavior of the model. The proposed procedure model systematically designs relevant simulation experiments, runs, and iterations that must be executed to provide evidence for the verification of the hypothesis. Generated outputs are then aggregated for each defined performance measure to allow for the application of statistical hypothesis testing approaches. Hence, the proposed assistance only requires the experimenter to provide an executable simulation model and a corresponding hypothesis to conduct a sound simulation study. With respect to the implementation of the proposed assistance system, this thesis presents an abstract architecture and provides formal specifications of all required services.
To evaluate the concept of Hypothesis-Driven Simulation Studies, two case studies are presented from the manufacturing domain. The introduced approach is applied to a NetLogo simulation model of a four-tiered supply chain. Two scenarios as well as corresponding assumptions about the model behavior are presented to investigate conditions for the occurrence of the bullwhip effect. Starting from the formal specification of the hypothesis, each step of a Hypothesis-Driven Simulation Study is presented in detail, with specific design decisions outlined, and generated inter- mediate data as well as final results illustrated. With respect to the comparability of the results, a conventional simulation study is conducted which serves as reference data. The approach that is proposed in this thesis is beneficial for both practitioners and scientists. The presented assistance system allows for a more effortless and simplified execution of simulation experiments while the efficient generation of credible results is ensured
How Market Conditions Shape Investors’ Behavior
Get PDFMenschliches Verhalten auf Märkten wurde in den Wirtschaftswissenschaften lange Zeit durch die Schablone der Theorie der Effizienten Märkte betrachtet. Folgt man dieser Theorie, kalkulieren rationale Anleger ein, dass alle relevanten Informationen im Marktpreis eines Vermögensgegenstandes bereits enthalten sind und damit keinen Einfluss auf Entscheidungen von Anlegern haben. Die empirischen Ergebnisse der vorliegenden Arbeit weisen allerdings darauf hin, dass die vorhandenen Marktbedingungen sehr wohl Einfluss auf das Verhalten von Aktienmarkt-Investoren haben.
Im einleitenden Teil der Arbeit beschreiben wir die Schwierigkeiten der Theorie der Effizienten Märkte, scheinbar irrationales Verhalten von Anlegern vor dem Hintergrund eines sich wandelnden Marktumfeldes zu erklären. Im zweiten Kapitel zeigen wir, dass die Gewinn- und Verlustmuster der vergangenen Tage die Investitionsentscheidungen privater Aktienmarktanleger beeinflussen. Zum einen lösen Aktienmarktmuster, die sich aus mehrheitlich positiven Tagen zusammensetzen, signifikant mehr Käufe und Verkäufe aus als Aktienmarktmuster mit mehrheitlich negativen Tagen. Zum anderen verkaufen Anleger nach mehrtägigen Aufwärtsbewegungen anteilig mehr Aktien als sie kaufen. Im 3. Teil der Arbeit entwickeln wir einen theoretischen Rahmen, der die im Investmentprozess vorhandenen Auslöser von Emotionen, wie die Entwicklung eigener Aktien und die allgemeine Aktienmarktumgebung, mit dem Risikoappetit von Anlegern verbindet. Unser Modell prognostiziert, dass Anleger mit einem hohen emotionalen Erregungslevel Aktien länger halten und damit höhere Risiken akzeptieren als weniger erregte Anleger. Der 4. Teil der Arbeit zeigt, wie das Marktumfeld zwar das Investitionsverhalten beeinflusst, wie es Anlegern aber auch gelingt, durch Lernprozesse nachteilige Verhaltensweisen wie den Dispositionseffekt zu vermeiden − und zwar ebenfalls in Abhängigkeit vom Marktumfeld. So weisen wir nach, dass Investoren sowohl in Bullen- als auch in Bärenmärkten dem Dispositionseffekt unterliegen, dass dieses Verhalten aber während der Bärenmärkte wesentlich stärker ausgeprägt ist. Allerdings können wir während des Bärenmarktes auch die größten Lernerfolge bei Anlegern beobachten.
Damit zeigen unsere Ergebnisse, dass die Marktentwicklung bei zukünftigen Untersuchungen des Anlegerverhaltens berücksichtigt werden sollte.Human behavior in regard to financial issues has long been explained in the light of the efficient market hypothesis. Following the strict interpretation of this theory, investors in the financial markets take into account that all relevant information is already included in the market price of an asset. Accordingly, information from the past does not affect future prices as all information is instantly incorporated. However, focussing on the actual behavior of humans, our empirical results indicate that the existing market conditions influence the behavior of stock market investors.
In the introductory chapter, we describe the difficulties of the efficient markets hypothesis in explaining the behavior of investors within a strictly rational frame. In the second chapter, we show that investors do consider the previous market development for their upcoming investment decisions. First, stock market patterns with predominantly positive days trigger significantly more trades than patterns with negative days. And second, after recent upward movements, investors sell proportionally more stocks than they buy. In the third chapter, we expound a theoretical framework that connects investment-related triggers of arousal, such as the performance of own stocks and the general market environment, with investors’ risk appetite in the decision-making processes. Our model predicts that aroused investors accept higher risks by holding stocks longer in comparison to their less aroused peers. In the fourth chapter, we show how two extreme market environments, the bull and the bear market, affect the disposition effect and especially learning to avoid this behavioral bias. Investors are subject to the bias in each market phase but with a far stronger propensity during the bear market. However, we show that investors also make the greatest progress in avoiding the disposition effect during this period.
These results suggest that future studies about investors’ behavior in the financial markets should consider the market environment as an important determinant
Mirror Images: A German-Japanese comparative study on pictorial propaganda depicting children and juveniles: An analysis of photographic images inside the magazines Illustrierter Beobachter and Shashin Shūhō focussing on the second halves of 1938 and 1943
Get PDFDie Dissertation untersucht vergleichend deutsch-japanische fotografische Kriegspropaganda des Zweiten Weltkrieges anhand der zu jener Zeit auflagenstärksten illustrierten Zeitschriften "Illustrierter Beobachter" auf deutscher und "Shashin Shūhō" (Fotografische Wochenzeitung) auf japanischer Seite. Unter Rückgriff auf die ikonographisch-ikonologische Methode des Kunsthistorikers Erwin Panofsky bei gleichzeitiger Bezugnahme auf das Bildverständnis Charles Sanders Peirces werden Muster der bildlichen Darstellung von Kindern und Jugendlichen analysiert, um hierdurch Rückschlüsse zu ziehen auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Ausgestaltung der Bildpropaganda beider Länder unmittelbar vor und im Zweiten Weltkrieg (1939-1945), auf allgemeine Tendenzen in der Gestaltung von Propaganda im selben Zeitraum, auf die Organisation und Funktion von Propaganda in radikalnationalistischen Staaten. Gleichzeitig wird durch Einbeziehung der Rezipientensicht die Frage nach Mehrdeutigkeit und, hiermit einhergehend, Wirkungsweise und Wirkungsgrad der Propaganda gestellt. Schwerpunkt der Untersuchung bilden sämtliche publizierten Ausgaben der zweiten Jahreshälften 1938 und 1943.This PhD thesis analyses German-Japanese war propaganda photography of World War II from a comparative point of view focussing on the highly-run magazines "Illustrierter Beobachter" with regard to Germany and "Shashin Shūhō" (Photographic weekly news) with regard to Japan. In reference to art historian Erwin Panofsky's iconography and iconology as well as semiotician Charles Sanders Peirce's understanding of signs and images, patterns of the depiction of children and juveniles are analysed. In doing so, similarities and differences between the pictorial propaganda of both countries are elaborated. General tendencies of German-Japanese wartime propaganda and their influence on the analysed material are also taken into account, as well as remarks on the organization and function of propaganda in radical nationalistic countries. In addition, focussing on the perspective of the recipient, questions of ambiguity, effectiveness and efficiency of propaganda are asked. The thesis focusses on all published issues of the second halves of 1938 and 1943
Urban-rural waste borderlands: City planning, EU water quality, and local wastewater
Get PDFBecause EU water quality policy can result in infrastructure creation or adaptation at the local level across member states, compliance cases are worth examining critically from a sustainable spatial planning perspective. In this study, the 2000 EU Water Framework Directive’s (WFD) reach to local implementation efforts in average towns and cities is shown through the case study of nonconforming household wastewater infrastructure in the German state of Rhineland Palatinate. Seeing wastewater as a socio-technical infrastructure, we ask how the WFD implementation can be understood in the context of local infrastructure development, sustainability, and spatial planning concepts. In particular, this study examines what compliance meant for the centralization or decentralization of local wastewater infrastructure systems—and the sustainability implications for cities
from those choices
Praxismaterialien für den Klassenrat an Grundschulen
Get PDFAn Grundschulen bietet der Klassenrat eine Möglichkeit für Schüler*innen, erste Schritte demokratischen Umgangs zu erlernen oder auch zu vertiefen. Hier lernen sie in einem geschützten Raum sich zu verschiedensten Themen zu äußern, Konflikte lösungsorientiert zu verarbeiten und Verantwortung zu übernehmen. Die hier vorgestellten Materialien sollen bei der Einführung und Durchführung des Klassenrats helfen
L’enseignement participatif
Get PDFL‘école est un lieu de socialisation des enfants et des jeunes. Les heures de cours de l‘enseignement des différentes matières sont un espace d‘expérimentation de cette socialisation. Elles marquent par leur durée dans la journée aussi bien le rôle fondamental de l‘école que l‘action et la perception à la fois des enseignant(e)s et des apprenant(e)s. Il apparaît donc d’autant plus important d’intégrer ces cours dans l’organisation d’une culture scolaire démocratique
Évaluation participative des performances
Get PDFConsidérer les processus d’évaluation à l’école comme une possibilité pour soutenir les élèves dans l’évaluation réaliste et le développement de leurs processus et leur comportement d’apprentissage : l’évaluation participative des performances offre différentes possibilités pratiques pour favoriser la motivation d’apprendre, l’autoréflexion et la compréhension démocratique
Featuring Urban Water Supply Governance: an overview
Get PDFThis paper provides an overview of five major shifts in urban water supply governance in relation to changing paradigms in the water sector as a whole and in water-related research: i) the municipal hydraulic paradigm in the Global North; ii) its travel to cities in the Global South; iii) the shift from government to governance; iv) the (private) utility model and v) its contestation. The articulation of each shift in the Ghanaian context is described from the creation of the first water supply system during colonial time to the recent contestation against private corporate sector participation. Current challenges are outlined together with new pathways for researching urban water governance. The paper is based on a literature review conducted in 2015 and serves as a background study for further research within the WaterPower project
Optimization Methods and Large-Scale Algorithms in Small Area Estimation
Get PDFSample surveys are a widely used and cost effective tool to gain information about a population under consideration. Nowadays, there is an increasing demand not only for information on the population level but also on the level of subpopulations. For some of these subpopulations of interest, however, very small subsample sizes might occur such that the application of traditional estimation methods is not expedient. In order to provide reliable information also for those so called small areas, small area estimation (SAE) methods combine auxiliary information and the sample data via a statistical model.
The present thesis deals, among other aspects, with the development of highly flexible and close to reality small area models. For this purpose, the penalized spline method is adequately modified which allows to determine the model parameters via the solution of an unconstrained optimization problem. Due to this optimization framework, the incorporation of shape constraints into the modeling process is achieved in terms of additional linear inequality constraints on the optimization problem. This results in small area estimators that allow for both the utilization of the penalized spline method as a highly flexible modeling technique and the incorporation of arbitrary shape constraints on the underlying P-spline function.
In order to incorporate multiple covariates, a tensor product approach is employed to extend the penalized spline method to multiple input variables. This leads to high-dimensional optimization problems for which naive solution algorithms yield an unjustifiable complexity in terms of runtime and in terms of memory requirements. By exploiting the underlying tensor nature, the present thesis provides adequate computationally efficient solution algorithms for the considered optimization problems and the related memory efficient, i.e. matrix-free, implementations. The crucial point thereby is the (repetitive) application of a matrix-free conjugated gradient method, whose runtime is drastically reduced by a matrx-free multigrid preconditioner.Im Rahmen von Stichprobenerhebungen ist es immer häufiger von Interesse nicht nur Statistiken für eine Grundgesamtheit, sondern auch für bestimmte Unterpopulationen auszuweisen. Dabei können mitunter sehr kleine Teilstichprobenumfänge auftreten, so dass klassische Schätzverfahren keine Schätzungen mit ausreichender Genauigkeit für diese Subgruppen mehr erlauben. Um trotz der teilweise sehr geringen Teilstichprobenumfänge noch akkurate Schätzungen für diese so genannten Small Areas zu ermöglichen, verbinden Small Area-Verfahren die erhobenen Stichprobendaten mit weiteren verfügbaren Hilfsinformationen über ein geeignetes statistisches Modell.
Die vorliegende Dissertation befasst sich unter anderem mit der Entwicklung von sehr flexiblen und realitätsnahen Modellen für die Small Area-Statistik. Dazu wird die penalisierte Spline-Methode in geeigneter Weise modifiziert und ermöglicht die Bestimmung der Modellparameter über die Lösung eines Optimierungsproblems. Auf Basis dieser Reformulierung lassen sich schließlich beliebige Shape-Constraints in Form von linearen Ungleichungsnebenbedingungen in das Optimierungsproblem einarbeiten. Es resultiert ein innovativer Small Area-Schätzer, welcher sowohl hochgradig komplexe Zusammenhänge in den Daten als auch Informationen über deren globalen Verlauf berücksichtigt.
Zur Berücksichtigung multipler Hilfsinformationen wird ein Tensorprodukt-Ansatz verwendet, welcher in hochdimensionalen Optimierungsproblemen resultiert, deren naive Lösung zu einem unvertretbar hohen Speicher- und Rechenaufwand führt. Unter Ausnutzung der zugrunde liegenden Tensorprodukt-Struktur werden in dieser Dissertation recheneffiziente Lösungsalgorithmen für die betrachteten Optimierungsprobleme hergeleitet und speichereffizient, d.h. Matrix-frei, implementiert. Kernpunkt dabei ist die (wiederholte) Anwendung eines matrixfreien Verfahrens der konjugierten Gradienten, dessen Laufzeit durch ein matrixfreies Mehrgitterverfahren als Präkonditionierer wesentlich reduziert wird
Der Klassenrat: Demokratielernen in der Klasse
Get PDFDemokratie lebt von der Beteiligung engagierter Bürger*innen. Hierzu ist es notwendig, Kinder und Jugendliche frühzeitig an demokratische Handlungsweisen heranzuführen. Der demokratiepädagogische Klassenrat bietet vielfältige Chancen, Schüler*innen Partizipationserfahrungen zu eröffnen und ihre demokratischen Kompetenzen zu stärken