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E-Mobility Management: Towards a Grid-friendly Smart Charging Solution
No full textReplacing fossil-fueled vehicles with Electric Vehicles (EVs) poses new challenges for power distribution networks. Specifically speaking, the electrification of the mobility sector relies on the ability to process and analyze information on when, where, for how long, or how fast charging processes will take place. Nevertheless, such kind of information is typically difficult to acquire or insufficiently predictable due to the dynamic nature of the system. Also, the increasing adoption rate of the renewable energy sources, specifically the domestic Photovoltaic (PV) systems, and the potentially associated grid defection scenarios will significantly impact the cost and efforts required to operate the grid in terms of power quality and demand-supply aspects. However, such emerging requirements have arguably not been taken into account when the distribution grid was built originally. Besides, expanding the distribution and transmission capacity is a very costly and lengthy process. Therefore, any proposed solution should be cost-effective as well as environment-, grid- and user-friendly. To this end, the advancements in Information and Communications Technology (ICT) are increasingly adopted and applied. This thesis addresses the rapidly growing EV sector and deals with the problems to overcome potential power quality degradation caused by the challenges mentioned above.
Since time switch and radio ripple control as existing solutions in Germany are costly and neither very effective nor scalable as it requires hardware retrofitting of existing public Charging Stations (CSs), the primary focus of this work is the development of an appropriate, standards-based, scalable, and smart charging solution of EVs. Such a solution can, in turn, boost the usage of renewable energy by ensuring that the existing grid infrastructure can operate within its permissible limits while maintaining acceptable levels of power quality.
This work introduces a new definition of the concept, “grid-friendly EV charging”, where the power demand of a CS is adjusted depending on the real-time status of a power grid. In this regard, the conflicting concerns of stakeholders in an EV ecosystem are considered. For example, a Distribution System Operator (DSO) does not want to reveal a lot of technical details about the power grid or its status. Similarly, a Charging Service Provider (CSP) wants to keep its clients happy without sharing the details of its business model with others, namely, DSOs. For that sake, a distributed smart charging architecture is proposed in this thesis. It is event-driven and responds in nearly real-time to unforeseen and critical grid situations such as high/low voltage, congestion, phase unbalance, and harmonics. In that regard, the publish/subscribe messaging pattern, used as a part of the architecture, enables an efficient and well-performing communication scheme among the different components. Moreover, an indication mechanism about the different issues in a power grid is developed; it adopts the traffic light model. It works as a black box to separate smart controllers for each CS and configured only by the CSP. Smart chargers enable a smooth adjustment of the charging power to avoid drastic changes in the grid state. To that end, two types of intelligent controllers are developed and tested. While the first controller is inspired by the fuzzy logic, the second one is inspired by the slow-start mechanism used in TCP to control congestion in computer networks.
A simulative approach is applied to evaluate the solution, thereby, a topology of a real low voltage grid with realistic load and generation profiles is used. Furthermore, a set of metrics is defined regarding the main concerns of stakeholders: voltage, overloading, fairness, the satisfaction of EV users and grid operator, as well as the grid-friendly behavior of a CS/ EV user. The evaluation shows that the solution is able to guarantee a safe operation of the grid. The proposed system can ensure a grid-friendly charging by sacrificing of a small portion of user satisfaction, that sacrifice of a user is awarded via a points-based reward system. Last but not least, the proposed distributed controllers are compared to two other controllers: (1) a decentralized controller based only on sensing the local voltage and (2) a very strict centralized controller focusing on grid-friendliness. The latter ensures proportional fairness among users regarding the objective function of the optimization problem solved in each simulation step. The distributed controllers are superior to the decentralized controller in terms of grid friendly and fairness and converge in general to the centralized one
Bilingualer Unterricht: Anders als gedacht. Religion verstehen durch fremde Sprache
No full textBilingualer Sachfachunterricht gilt wohl als eine der bedeutsamsten Veränderungen im deutschen Schulsystem. Vor allem weiterführende Schulen wie Gymnasien und Realschulen nutzen diese didaktischen Neuerungen zur Weiterentwicklung ihres Schulprofils sowie zur sprachlichen und kognitiven Förderung ihrer Schülerschaft. Aber auch an der Mittelschule insbesondere im M-Zug, kann diese Form des Unterrichts durchaus einen Mehrwert bieten. Mit dieser Arbeit soll die didaktische Wirksamkeit des bilingualen Religionsunterrichts wissenschaftlich erforscht und weiterentwickelt werden. Mittels der praktischen Umsetzung religionspädagogischer und religionsdidaktischer sowie bilingualer Theorien, soll ein Prototyp des bilingualen Religionsunterrichts geschaffen werden, welcher die Fremdsprache Religion zu entschlüsseln vermag. In der iterativen Durchführung bilingualer Religionsunterrichtseinheiten gilt es sodann herauszufinden, inwieweit der Einsatz einer fremden Sprache die Möglichkeit einer kognitiven Durchdringung und Erschließung von Glaubenswissen bieten kann. Zielführend dabei ist jedoch nicht die Erstellung einer empirischen Studie. Vielmehr soll die vorliegende Feldstudie dazu dienen, Hypothesen und Theorien aufzustellen, die dann in einem nächsten Schritt einer empirischen Überprüfung unterzogen werden können
Politischer Radikalismus innerhalb des Social Web. Eine Analyse gängiger Narrative und diskursiver Strategien rechter Akteure
No full textZiel der Arbeit ist es, Narrative und diskursive Strategien von politisch rechten Akteuren zu erforschen und aus einer pädagogischen Sicht zu bewerten. Der Fokus der Untersuchung wird hierbei auf Kommunikation innerhalb des Social Web gelegt. Zur Bewältigung des Forschungsvorhabens wird als Methode eine Diskursanalyse angewendet. Die Analyse kommt zu dem Ergebnis, dass sowohl die erzeugten Narrative als auch die verwendeten diskursiven Strategien in allen untersuchten diskursiven Arenen starke Ähnlichkeiten aufweisen – unabhängig davon, ob die Arena vorrangig rechtsextreme, rechtsradikale oder rechtspopulistische Tendenzen besitzt. Dies legt den Verdacht nahe, dass ein Großteil der politisch rechte Akteure immer wiederkehrende Narrative verbreiten und diese mit den stets gleichen diskursiven Strategien untermauern, eine klare diskursive Grenze zwischen Rechtsextremismus, Rechtsradikalismus und Rechtspopulismus scheint es nicht zu geben. Dadurch besteht die Gefahr, dass Rechtsextreme Gedanken zunehmend in die Mitte der Gesellschaft vordringen können
Workflow-aware access control for the Internet of Things
No full textIoT is defined as a paradigm where "things" have sensing, actuating, communicating, and self-configuring abilities, and are connected to each other and to the Internet. Recent advancements in the manufacturing industry have helped to produce embedded devices with various sensors and actuators in mass numbers at a reduced cost. As part of the IoT revolution, everyday devices such as television, refrigerator, cars, even industrial machines are now connected IoT devices. Recent studies have predicted that by 2025 there will be over 75 billion of such IoT devices connected to the Internet.
The providers of IoT based services want to integrate their services to satisfy customer requirements. For example, in the mobility scenario, different mobility solution providers want to offer a multi-modal ticket to their customers jointly. In such a distributed and loosely coupled environment, each owner and stakeholder wants to secure his/her own integrity, confidentiality, and functionality goals. This means that distributed rules and conditions defined by the individual owners must be enforced on the participating entities (e.g., customers or partners using their services). The owners and stakeholders may not necessarily trust each other's actions. Therefore, a mechanism is required that guarantees the rules and conditions specified by the different owners.
Attacks on IoT devices and similar computing systems are increasing and getting more advanced. IoT devices are often constrained, i.e., they have limited processing power, memory, and energy. Security mechanisms designed for traditional computing systems, e.g., computers, servers, or mobile computing devices such as smartphones, may not fit in those constrained IoT devices. Weak security mechanisms and unenforced security measures were one of the main reasons for recent successful attacks on IoT devices and services. As IoT is now used in many sensitive places, including critical infrastructures, securing them becomes more critical than ever. This thesis focuses on developing mechanisms that secure IoT devices and services and enforcing the rules and conditions specified by the owners on entities that want to access owners' resources.
In classical computer systems, security automata are used for specifying security policies and monitoring mechanisms are used for enforcing such policies. For instance, a reference monitor observes and stops the execution when the security policies are about to be violated, thus, the security policies are enforced. To restrict the adversary from using protected IoT devices or services for malicious purposes, it is required to ensure that a workflow must be followed to access the protected resource. In distributed IoT systems where the policies are governed by different owners, each owner would like to specify their rules and conditions in their workflows. The workflows contain tasks that must be performed in a particular order. The goal of this thesis is to develop mechanisms to specify and enforce these workflows in the distributed IoT environment.
This thesis introduces a distributed WFAC framework that restricts the entities to do only what they are allowed to do in a collaborative environment. To gain access to a service protected by the WFAC framework, every workflow participant must prove that he/she is in a particular state of an authorized workflow. Authorized means two things: (a) the owner has authorized the workflow to be executed; (b) the workflow participant is authorized to execute it. This restricts the adversary's access to the devices and its services. The security policies defined by different owners are modeled as workflows and specified using Petri Nets. The policies are then enforced with the help of the WFAC framework which supports error-handling, accountability, integration of practitioner-friendly tools, and interoperability with existing security mechanisms such as OAuth. Thus, the WFAC guarantees the integrity of workflows in a distributed environment
AI-Supported Interactive Segmentation of 3D Volumes
No full textThe segmentation of volumetric datasets, i.e., the partitioning of the data into disjoint sub-volumes with the goal to extract information about these regions,is a difficult problem and has been discussed in medical imaging for decades.
Due to the ever-increasing imaging capabilities, in particular in X-ray computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging, segmentation in industrial applications also gains interest.
Especially in industrial applications the generated datasets increase in size.
Hence, most applications apply well-known techniques in a 2+1-dimensional manner,i.e., they apply image segmentation procedures on each slice separately and track the progress along the axis of the volume in which the slices are stacked on.
This discards the information on preceding or subsequent slices, which is often assumed to be nearly identical. However, in the industrial context this might prove wrong since industrial parts might change their appearance significantly over the course of even a few slices.
Moreover, artifacts can further distort the content of the slices.
Therefore, three-dimensional processing of voxel volumes has to be preferred, which induces constraints upon the segmentation procedures. For example, they must not consider global information as it is usually not feasible in big scans to compute them efficiently.
Yet another frequent problem is that applications focus on individual parts only and algorithms are tailored to that case. Most prominent medical segmentation procedures do so by applying methods to specifically find the liver and only the liver of a patient, for example.
The implication is that the same method then cannot be applied to find other parts of the scan and such methods have to be designed individually for any object to be segmented.
Flexible segmentation methods are needed too specifically when partitioning unique scans. We define a unique scan to be a voxel dataset for which no comparable volume exists.
Classical examples include the use case of cultural heritage where not only the objects themselves are unique but also scan parameters are optimized to obtain the best image quality possible for that specific scan.
This thesis aims at introducing novel methods for voxelwise classifications based on local geometric features.
The latter are computed from local environments around each voxel and extract information in similar ways as humans do, namely by observing their similarity to geometric or textural primitives.
These features serve as the foundation to learning the proposed voxelwise classifiers and to discriminate between segmented and unsegmented voxels.
On the one hand, they perform fully automated clustering of volumes for which a representative random sample is extracted first.
On the other hand, a set of segmenting classifiers can be trained from few seed voxels, i.e., volume elements for which a domain expert marked if they belong to the components that shall be segmented. The interactive selection offers the advantage that no completely labeled voxel volumes are necessary and hence that unique scans of objects can be segmented for which no comparable scans exist.
Overall, it will be shown that all proposed segmentation methods are effectively of linear runtime with respect to the number of voxels in the volume. Thus, voxel volumes without size restrictions can be segmented in an efficient linear pass through the volume.
Finally, the segmentation performance is evaluated on selected datasets which shows that the introduced methods can achieve good results on scans from a broad variety of domains for both small and big voxel volumes.Die Segmentierung von Volumendaten, also die Partitionierung der Daten in disjunkte Teilvolumen zur weiteren Informationsextraktion, ist ein Problem, welches in der medizinischen Bildverarbeitung seit Jahrzehnten behandelt wird.
Bedingt durch die sich ständig verbessernden Bilderfassungsmethoden, speziell im Bereich der Röntgen-Computertomographie (CT) oder der Magnetresonanztomographie, gewinnt die Segmentierung von industriellen Volumendaten auch an Wichtigkeit.
Insbesondere im industriellen Kontext steigt die Größe der zu segmentierenden Daten jedoch rasant an, so dass sich die meisten Segmentierungsapplikationen auf den 2+1-dimensionalen Fall beschränken, also Bilder verarbeiten und die Ergebnisse über mehrere Bilder hinweg verfolgen.
Jedoch werden somit beispielsweise geometrische Informationen über benachbarte Schichten ignoriert. Diese können sich aber gerade im industriellen Bereich signifikant ändern. Aus diesem Grund ist hier die dreidimensionale Bildverarbeitung vorzuziehen.
Dadurch ergeben sich neue Einschränkungen, beispielsweise können keine globalen Informationen zur Segmentierung herangezogen werden, da diese typischerweise nicht effizient berechenbar sind.
Ferner fokussieren sich dreidimensionale Methoden aus medizinischen Bereichen zumeist auf bestimmte Bestandteile der Daten, wie einzelne Organe. Dies schränkt die Generalität dieser Methoden signifikant ein und somit sind separate Verfahren für jedes zu segmentierende Objekt notwendig.
Flexible Methoden sind darüber hinaus bei Anwendung auf einzigartige Scans erforderlich. Ein einzigartiger Scan ist ein Voxelvolumen, für welches kein vergleichbares Datum existiert. Klassische Beispiele sind Kulturgutdigitalisate, da dort nicht nur die Objekte einzigartig sind, sondern auch die Aufnahmeparameter spezifisch für diesen einen Scan optimiert wurden.
Die vorliegende Dissertation führt neuartige Methoden zur voxelweisen dreidimensionalen Segmentierung von Volumendaten auf Basis lokaler geometrischer Informationen ein.
Die Bewertung dieser Informationen imitiert die menschliche Objektwahrnehmung, indem lokale Regionen mit geometrischen oder strukturellen Primitiven verglichen werden.
Mit Hilfe dieser Bewertungen werden voxelweise anzuwendende Klassifikatoren trainiert, welche zwischen erwünschten und unerwünschten Voxeln unterscheiden sollen.
Ein Teil dieser Klassifikatoren führt eine vollautomatische Clustering-Analyse durch, nachdem eine repräsentative und zufällig ausgewählte Teilmenge fester Größe an Voxeln selektiert wurde.
Die verbliebenen Segmentierungsalgorithmen erhalten Trainingsdaten in Form von Seed-Voxeln, also wenige Volumenelemente, die von einem Domänenexperten markiert wurden. Diese interaktive Herangehensweise ermöglicht das Einbringen von Expertenwissen ohne die Notwendigkeit vollständig annotierter Trainingsvolumen, wodurch auch einzigartige Scans segmentiert werden können.
Für alle Verfahren wird dargelegt, dass die eingeführten Algorithmen von asymptotisch linearer Laufzeit in der Anzahl der Voxel im Volumen sind. Somit können Voxeldaten ohne Größenbeschränkungen in einem effizienten linearen Durchgang verarbeitet werden.
Abschließend wird die Performanz der vorgestellten Verfahren auf ausgewählten Daten evaluiert und aufgezeigt, dass mit denselben wenigen Verfahren gute Ergebnisse auf vielen unterschiedlichen Domänen und gleichfalls auf kleinen und großen Volumen erzielt werden können
Abschlussmagazin des DFG-Graduiertenkollegs 1681/2 "Privatheit & Digitalisierung"
No full text1 TRANSFORMATIONEN DES PRIVATEN
Kai von Lewinski:
Die Borkenstruktur des Datenschutzes am Baum der Privatheit im Wald der Datenmacht (S. 6)
Julia Maria Mönig:
Von der Privatheit(-sforschung) zur (Werte-)Ethik (S. 11)
Birgitt Riegraf:
Die Sphäre der Privatheit in Zeiten der Digitalisierung (S. 17)
Beate Rössler:
Was bedeutet es, in der digitalen Gesellschaft zu leben? Zur digitalen Transformation des Menschen (S. 20)
2 MEDIEN UND KULTUREN DES PRIVATEN
Petra Grimm:
Mediatisierte Privatheit in der Corona-Pandemie (S. 27)
Kai Erik Trost:
Person(en) sein können – die heutige Privatheit aus einer sozialräumlichen Perspektive (S. 32)
Marcel Schlegel:
Aufenthaltsstatus: ungeklärt – Was Polit-Influencer:innen für Meinungsführer und Öffentlichkeitskonzepte bedeuten (S. 36)
Carsten Ochs:
Lost in Transformation? Einige Hypothesen zur Systematik der Strukturtransformation informationeller Privatheit vom 18. Jh. bis heute (S. 48)
3 SCHUTZ(-RÄUME) DES PRIVATEN
Tobias Keber:
Datenschutz und Mediensystem – Altersverifikation und Uploadfilter aus intradisziplinärer Perspektive (S. 56)
Alexander Krafka:
Einigkeit und Recht und Sicherheit – Das Sicherheitsdispositiv als aktuelles Paradigma der Privatheitskultur (S. 62)
Stephanie Schiedermaier:
Das Recht auf Vergessenwerden zwischen Luxemburg, Straßburg, Karlsruhe und der Welt (S. 66)
Ralf Müller-Terpitz:
Mediale Öffentlichkeit vs. Schutz der Privatheit – Juristische Grenzverschiebungen durch die Digitalisierung? (S. 71
Wissenssoziologie des Todes
No full textSterben, Tod und Trauer sind keine substanziellen Leiberfahrungen oder anthropologisch vordefinierten Verhaltensmechanismen. Tatsächlich handelt es sich um Wissensbestände und darauf bezogene Praktiken, die als bloß vermeintliche ›Natur des Menschen‹ verinnerlicht werden. Das Ende des Lebens ist weit mehr als der biologisch-reduktionistisch interpretierte Abschluss der Funktionstüchtigkeit des menschlichen Körpers. Die entscheidenden Prozesse sind nicht unabhängig von Sinnsetzungen und Aushandlungen. Vielmehr muss das gesellschaftlich so verstandene Lebensende als je vorläufiges Ergebnis einer epistemologischen Debatte angesehen werden, die sich permanent im Wandel befindet. Was könnte Wissen über den Tod also anderes sein als das Resultat einer kulturabhängigen Standortbestimmung
Die außerordentliche Kündigung wegen Vermögensdelikten - unter besonderer Berücksichtigung der Entwendung von Gegenständen von geringfügigem Wert
No full text§ 626 Abs. 1 BGB verlangt zwei Voraussetzungen für die außerordentliche Kündigung: die Eignung des Sachverhaltes als wichtigen Grund und die umfassende Interessenabwägung im Einzelfall. Die Verletzung der Nebenleistungspflicht im Arbeitsverhältnis ist je nach ihrer Bedeutung und Qualität als wichtiger Grund nach § 626 Abs. 1 BGB anzusehen. Das Vermögensdelikt ist eine Verletzung der Nebenleistungspflicht. Somit ist das Vermögensdelikt an sich nach seiner Bedeutung und Qualität im Einzelfall auch als wichtiger Grund zur außerordentlichen Kündigung anzusehen.Im Rahmen der Interessenabwägung in § 626 Abs. 1 BGB ergibt sich, ab welchem Grad des Vertrauensverlusts eine fristlose Kündigung gerechtfertigt wird. Die Höhe des Schadens wird bei dem Vertrauensverlust zur fristlosen Kündigung berücksichtigt. Die Analyse der Rechtsprechung des BAG hat gezeigt, dass nur manche Entscheidungen nach dem Fall "Emmely" die Dauer der Betriebszugehörigkeit als Kriterium in der Interessenabwägung in § 626 Abs. 1 BGB berücksichtigen. Aber in den meisten Fällen ist das BAG von seiner bisherigen Rechtsprechung abgerückt: Die fristlose Kündigung war weiterhin bei Vermögensdelikten wirksam, ohne die Interessen angemessen gegeneinander abzuwägen und ohne mildere Mittel zu berücksichtigen. Das BAG sollte aus diesen Gründen seine Auffassung dahingehend revidieren, die Kriterien der Interessen gezielt auszuwählen und gegeneinander abzuwägen
Turkestan als Raum des Möglichen. Die Auswanderung der russisch-ukrainischen und deutsch-mennonitischen Bauern nach Mittelasien im Russländischen Reich zwischen 1867 und 1916. Eine kulturhistorische Perspektive
No full textAls Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts die ersten Bauernsiedler nach Mittelasien, in Russlands neu erobertes Gebiet kamen, darunter prägend viele deutsche Mennoniten, bestimmten sie von nun an die weitere Entwicklung der Region entscheidend mit. Nichtsdestotrotz sind sie im Schatten der Erfolge der militärischen Eroberung und im Schatten der sowjetischen Periode zu den „toten Seelen“ der Kolonisationsgeschichte schlechthin geworden.
Betrachtet als ein mehrdimensionales soziales Phänomen offenbart die Migration nach Turkestan ein kulturübergreifendes Ziel der bäuerlichen Gemeinschaftsbildung, in dem kulturspezifische Deutungs- und Sinnbildungsprozesse vonstatten gingen. Zahlreiche bäuerliche Projektionen des als richtig angesehenen Lebens im Rahmen der angestrebten Beheimatung liefen zum bäuerlichen Imaginationsraum zusammen. Die bisher in der Literatur einseitig mit religiösen Motiven erklärte Mennoniten-Auswanderung ist ebenfalls die Folge dieser Erscheinungen. Die bäuerlichen Erwartungen konnten sich keinesfalls alle erfüllen, aber sie übten eine reale Wirkung auf die neue Heimat aus: sie bildeten durchaus einen Hintergrund für den Aufstand der indigenen Bevölkerung von 1916, machten aber gleichwohl Turkestan zum Raum des Möglichen, einem stabilen Narrativ, das noch bis in die 30er Jahre der Sowjetzeiten hineinwirkte
Three essays on digital and non-digital transformations in business-to-business markets
No full textFundamental changes in business-to-business (B2B) buying behavior confront B2B supplier firms with unprecedented challenges. On the one hand, a rising share of industrial buyers demands digitalized offerings and processes from suppliers. Consequently, suppliers are urged to implement digital transformations by expanding the range of both digital offerings and processes. On the other hand, B2B buyers increasingly expect suppliers to provide individually tailored solutions to their idiosyncratic needs. Hence, suppliers are also required to implement non-digital transformations by providing offerings and processes that are customized to each customers’ specific requirements.
The rise of these digital and non-digital transformations calls established knowledge into question. Thus, B2B marketing research and practice are urged to create a comprehensive understanding of digital and non-digital transformations by means of novel and empirically grounded insights and derive actionable response strategies. In respond, my dissertation addresses the overall research question of how B2B supplier firms can successfully implement both digital and non-digital transformations in three individual essays.
In Essay 1, I offer a broader perspective on both digital and non-digital transformations by investigating digital service customization (i.e., the tailoring of digital B2B services to customers’ individual needs). Through a systematic literature review and bibliometric analysis, I outline a comprehensive set of factors that favor the application of distinct digital service customization strategies. Essay 2 represents a deep dive into digital transformations of sales processes. By making use of two rich sets of qualitative interview material from supplier and buyer firms, I identify the challenges resulting for B2B salespeople from the introduction of digital sales channels into personal selling. Moreover, I uncover facilitating mechanisms that sales managers can employ to support salespeople in coping with digital sales channels. Finally, Essay 3 constitutes a deep dive into non-digital transformations. Based on qualitative interview material and survey data from matched sales manager–salesperson dyads, the essay explores how configurations of individual salespeople’s personal and procedural competencies facilitate success at selling customer solutions (i.e., highly customized, performance-oriented offerings comprising products and/or services). The essay shows that successfully selling customized offerings like solutions hinges on salespeople’s unique configurations of present and absent competencies.
In a nutshell, these essays provide three major insights on how B2B suppliers can successfully implement digital and non-digital transformations. First, they underscore that a comprehensive understanding of the origins and spillover effects of transformations is a key prerequisite to successfully implementing them. Second, they unveil that digital and non-digital transformations impact on multiple organizational levels. Third, they point out important resources and capabilities that help suppliers to successfully implement transformations, be they digital or non-digital.
With this dissertation, I make substantial contributions to the broader literature on digital and non-digital transformations in B2B contexts. At the same time, my dissertation provides hands-on implications for managers in B2B supplier firms that are facing fundamental transformations in the marketplace—both digital and non-digital in nature