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Die Visualisierung von Programmabläufen ist ein zentraler Aspekt für Programmieranfänger, um das Verständnis von Codeabläufen zu erleichtern und den Einstieg in der Softwareentwicklung zu unterstützen. In dieser Masterthesis wird ein speziell auf die Bedürfnisse von Einsteigern zugeschnittenes generisches Framework vorgestellt, wobei der Fokus auf einer einfachen, verständlichen aber auch korrekten Darstellung der Programmausführung liegt. Das Framework integriert das Debugger Adapter Protocol, um den Debugger unterschiedlicher Sprachen ansprechen und verwenden zu können.
In dieser Arbeit werden zunächst die Anforderungen für das generische Framework diskutiert. Anschließend werden bestehende Ansätze zur Visualisierung von Programmabläufen ausführlich untersucht und analysiert. Die Implementierung des Frameworks wird daraufhin detailliert beschrieben, wobei besonderer Wert auf die Erweiterbarkeit unterschiedlicher Sprachen gelegt wird.
Um die Eignung des Frameworks zu evaluieren, werden mehrere Aufgaben aus dem ersten Modul mit der jeweiligen Programmiersprache des Studiengangs Angewandte Informatik der Hochschule Offenburg betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Framework mit den Aufgaben umgehen und diese korrekt und verständlich darstellen kann.
Go ist eine 2009 veröffentlichte Programmiersprache mit einem statischen Typsystem. Seit Version 1.18 sind auch Generics ein Teil der Sprache. Deren Übersetzung wurde im de facto Standard-Compiler mittels Monomorphisierung umgesetzt. Diese bringt neben einigen Vorteilen auch Nachteile mit sich. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit einer alternativen Übersetzungsstrategie für Generics in Go und implementiert diese in einem neuen Compiler für Featherweight Generic Go, einem Subset von Go. Zum Schluss steht damit ein nahezu funktionierender Compiler, welcher schließlich Racket-Code ausgibt. Eine Evaluierung der Performanz der Übersetzungsstrategie ist allerdings noch ausstehend.
Der Bedarf an fortschrittlichen Bildungstechnologien wächst: Learning Experience Plattformen (LXP) erlangen angesichts der rasanten technologischen Entwicklungen und der daraus resultierenden Veränderungen des Lernverhaltens immer größere Relevanz. Diese Masterarbeit befasst sich mit der Konzeption und Konfiguration eines User-Interfaces für eine Learning Experience Plattform, speziell für die Moodle-Plattform der Hochschule Offenburg. Rahmengebend ist das KompiLe-Projekt, das durch das Bund-Länder- Programm Künstliche Intelligenz in der Hochschulbildung gefördert wird.
Als zentrales Ergebnis wurde ein spezifisches User-Interface für eine Learning Experience Plattform entworfen. Hierbei lag der Fokus insbesondere auf den Bereichen Dashboard, Meine Kurse und einen exemplarischen Kurs, die die wesentlichen Eigenschaften einer LXP repräsentieren sollten.
In einer Umfrage äußerten 55 Studierende und Lehrende ihre Vorstellungen und Präferenzen hinsichtlich der Elemente für das User-Interface. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse, kombiniert mit vorherigen Recherchen und einem Prototyp, wurde die finale Konfiguration entwickelt.
Im Vergleich zum vorherigen Design, das lediglich eine Zeitleiste zeigte, bietet das aktualisierte Dashboard erweiterte Möglichkeiten: Eine integrierte Kursübersicht ermöglicht es den Lernenden, direkt vom Dashboard aus auf Kurse zuzugreifen. Nutzer*innen haben die Möglichkeit, in der Kursübersicht zu filtern und durch die Auswahl von Favoriten ihre bevorzugten Kurse zu markieren. In einer Umfrage befürworteten fast 90% diese Funktion. Es wurde ein Interessen-Tag auf dem Dashboard hinzugefügt, der später zu dem Profil verlinken soll. Das Dashboard und die Kursseite wurden durch die Einführung einer linken Spalte aufgewertet, was zu einer erhöhten Symmetrie führte. Zudem wurden auf der Kursseite die ersten personalisierten Elemente wie Top bewertete Aktivitäten und Am häufigsten abgeschlossene Objekte hinzugefügt. Gamification- Elemente erfreuten sich großer Beliebtheit mit einer Zustimmung von 80%. Das Einbinden eines neuen modernen Gamification-Elements in Moodle erschien im Vergleich zu bereits verwendeten Elementen recht aufwändig und deshalb wurde sich zunächst dagegen entschieden. Im Kontext des sozialen Austauschs und der Interaktion war es auffällig, dass die Mehrheit der Studierenden es vorzog, ihre Online-Präsenz zu verbergen und das Moodle-Forum gegenüber anderen Interaktionsmöglichkeiten bevorzugte. Weniger signifikante Veränderungen fanden im Bereich Meine Kurse statt.
Das Ziel der Arbeit ist zu erforschen, ob die Erstellung eines Digital Twin des Hamburger Hafens durch Open Source Lösungen realisierbar ist. Die Grundlagen führen in die Themen Digital Twin und Smart City ein. Es wird darauf eingegangen, welche Vorteile durch die Verwendung eines Digital Twins gewonnen werden können und wie sich die verschiedenen Digital Twin-Typen unterscheiden. Es werden verschiedene Architekturen anhand eines Smart City Index weltweit evaluiert, um ein geeignetes Digital Twin-Framework zu finden. FIWARE hat sich als geeignetes Frame- work erwiesen und wird im Anschluss analysiert. Anhand der Evaluierung wird ebenfalls das 3D-Visualisierungs Framework CesiumJS als Open Source Lösung ermit- telt. Das Unternehmen Hamburg Port Authority wird vorgestellt und die interne IT- Infrastruktur betrachtet. Anhand der Architekturdokumentation arc42 werden die Anforderungen und die erforderliche Architektur in Zusammenarbeit mit der Hamburg Port Authority ermittelt. Im Anschluss wird der Architekturentwurf anhand eines Prototyps implementiert. Probleme oder Anforderungen, die nicht erfüllt werden können, werden beschrieben. Abschließend werden die Ergebnisse und das Fazit der Hamburg Port Authority zusammengefasst.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das elektrisch / elektronische System des Hocheffizienzfahrzeugs „Schluckspecht 6“ hinsichtlich seiner Übersichtlichkeit und Modularität optimiert. Essenziell war die Vernetzung der durch verschiedene Projektgruppen erstellten Teilsysteme mittels des neu integrierten CAN-Bus. Im Zuge der Überarbeitung des E/E-Systems wurde auch ein neuer Gesamtfahrzeugschaltplan angefertigt.
Im Rahmen der Optimierung des E-Antriebsstrangs wurde eine neue Motorsteuerung entwickelt, die aufgrund des verbauten Vierquadrantenstellers neben einem zuverlässigen Antrieb des Schluckspecht 6 zukünftig auch die Steuerung und Regelung von Lastmaschinen in – für den Schluckspecht 6 neu entwickelten – Testständen erlaubt. Für die Messdatenerfassung, während Test- und Rennläufen sowie in den Testständen, wurden diverse Messsysteme realisiert. Dazu gehören die Messung des Motorstroms, der Zwischenkreisspannung und der Motordrehzahl. Basierend auf der Motorstrommessung und Zwischenkreisspannungsmessung wurde eine Stromregelung implementiert, um die Bedienfreundlichkeit und Effizienz des S6 im Rennbetrieb zu erhöhen.
In dieser Arbeit werden Untersuchungen an einem neuartigen Sensorkonzept zur Erfassung von Winkelbeschleunigungen durchgeführt. Ziel dieser Arbeit war es, die Möglichkeit, eine Miniaturisierung des Prototyps zu untersuchen. Hierfür wurde eine analytische und experimentelle Untersuchung durchgeführt. Für die analytische Betrachtung erfolgte eine Fehlerfortpflanzung nach Gauß, welche die Fertigungstoleranzen, Dimensionsfehler des Accelerometers, Rauschen und Messabweichungen von Accelerometer und Gyroskop berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Verwendung der hochwertigen Inertial Measurment Units (IMUs) eine theoretische Verkleinerung bis auf 21mm eine höhere Genauigkeit bietet als die numerischen Differentiationen der Winkelgeschwindigkeit.
Für die Verifizierung unter realen Bedingungen wurden verschiedene Prüfkonzepte verglichen.
Dabei erwies sich ein Pendelprüfstand als vielversprechender Ansatz. Durch die Verwendung von Kugellagern kann ein breites Spektrum an Winkelbeschleunigungen abgebildet werden. Die kontinuierliche Erfassung reflektierender Marker auf der Pendelstange ermöglicht die Ermittlung der Winkel, die als Grundlage für ein Modell dienen, wodurch sich reale Winkelbeschleunigungen mit den Messdaten des Sensors vergleichen lassen. Dabei stellt die Modellierung der Verlustterme eine zukünftige Herausforderung dar.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine Miniaturisierung des Sensorprototyps möglich ist und das der Pendelprüfstand eine Methode zur Verifizierung darstellt. Dies trägt dazu bei, die Anwendungsmöglichkeiten des Sensorkonzepts in der Praxis zu erweitern.
The goal of this thesis is to thoroughly investigate the concepts of stand-alone and decarbonization of optical fiber networks. Because of their dependability, fast speed, and capacity, optical fiber networks are vital inmodern telecommunications. Their considerable energy consumption and carbon emissions, on the other hand, constitute a danger to global sustainability objectives and must be addressed.
The first section of the thesis presents a summary of the current state of optical fiber networks, their
components, and the energy consumption connected with them. This part also goes over the difficulties of lowering energy usage and carbon emissions while preserving network performance and dependability.
The second section of the thesis focuses on the stand-alone idea, which entails powering the optical fiber network with renewable energy sources and energy-efficient technology. This section investigates and explores the possibilities of renewable energy sources like solar and wind power to power the network. It also investigates energy-efficient technologies like virtualization and cloud computing, as well as their potential to minimize network energy usage.
The third section of the thesis focuses on the notion of decarbonization, which entails lowering carbon emissions linked with the optical fiber network. This section looks at various carbon-reduction measures, such as employing low-carbon energy sources and improving energy efficiency. It also covers the relevance of carbon offsets and the difficulties associated with adopting decarbonization measures in the context of optical fiber networks.
The fourth section of the thesis compares the ideas of stand-alone and decarbonization. It investigates the advantages and disadvantages of each strategy, as well as their potential to minimize energy consumption and carbon emissions in optical fiber networks. It also explores the difficulties in applying these notions as well as potential hurdles to their wider adoption.
Finally, the need of addressing the energy consumption and carbon emissions connected with optical fiber networks is emphasized in this thesis.
It outlines important obstacles and potential impediments to adopting these initiatives and gives insights into potential ways for decreasing them.
It also makes suggestions for further study in this area.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Einführung von Digital Asset Management Systemen in einem Unternehmen. Ein Digital Asset Management dient der Verwaltung von digitalen Dateien von besonderer Bedeutung, sogenannte digitale Assets. Meist handelt es sich dabei um Bilder, aber auch Videos, Textdokumente und viele andere Dateitypen können in einem solchen System verwaltet werden. Unternehmen verfolgen dabei in der Regel das Ziel, einen zentralen Speicherort für alle relevanten Assets zu schaffen, um von dort aus die Verteilung steuern und die Dateien aktuell halten zu können. Systeme dieser Art werden beispielsweise in Marketingabteilungen eingesetzt, um Markeninhalte zentral verwalten und verteilen zu können. Die Einführung eines solchen Systems erfordert aufgrund der damit verbundenen Komplexität ein strukturiertes Vorgehen. Hierzu wird in dieser Arbeit ein mehr phasiges Vorgehen vorgeschlagen, das zu einer erfolgreichen Einführung eines Digital Asset Management Systems führt. Darüber hinaus werden auf Basis dieses Phasenansatzes Erfolgsfaktoren identifiziert und vorgestellt, auf die bei der Einführung besonders zu achten ist. Die Fallstudie einer tatsächlichen Einführung aus der Praxis beleuchtet die theoretisch erarbeiteten Erkenntnisse nochmals aus praktischer Sicht und erlaubt Rückschlüsse auf das vorgestellte theoretische Vorgehen.
Das hocheffiziente Konzeptfahrzeug Schluckspecht VI (S6) hat im Sommer 2022 am Shell Eco Marathon als bestes Neufahrzeug abgeschlossen. Dennoch war die Reichweite von 560km/kWh nicht ausreichend, um sich gegen die anderen teilnehmenden Teams zu behaupten. Daher werden am Fahrzeug die Komponenten und Systeme ermittelt, welche das meiste Optimierungspotential bergen. Hierbei stechen besonders die Aerodynamik, die Motoransteuerung und die Rollreibung hervor. Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit der aerodynamischen Optimierung. Zunächst gilt es herauszufinden, welche Bauteile explizit für die Aerodynamik ausschlaggebend sind. Die drei Komponenten, die maßgeblichen Einfluss haben sind: der Grundkörper, die Radkästen und die Fahrwerksflügel. Einen weiteren Einflussfaktor bergen die sich drehenden Räder, da diese jedoch weitestgehend umhaust sind, ist in dieser Hinsicht keine weitere Optimierung erforderlich. Zu Ermittlung der derzeitigen aerodynamischen Werte, vor allem cW, cWA und Geschwindigkeits- und Druckverteilung um das Fahrzeug, wird ein digitales Modell des S6 aufgebaut. An diesem Modell werden Simulationen durchgeführt, die idealisierte Kennwerte liefern. Parallel zur Simulation liefern Versuche am Fahrzeug reale Messdaten. Speziell dafür wird eine neue Versuchsmethode entwickelt: die Konstantfahrtuntersuchung. Bei dieser Untersuchung wird die Vortriebskraft des Fahrzeugs anhand des Motorstroms ermittelt, um so auf die Fahrtwiderstandswerte zu schließen. Zur Erhebung der Messdaten am Fahrzeug wird zudem ein für die Untersuchung angepasster Sensor entwickelt. Diese Untersuchungen liefern plausible Ergebnisse, die jedoch mit denen der Simulation schwer vergleichbar sind. Dies ist bedingt durch die erschwerten Randbedingungen bei der Durchführung der Versuche und beim Aufzeichnen der Messdaten auf der Teststrecke.
Much of the research in the field of audio-based machine learning has focused on recreating human speech via feature extraction and imitation, known as deepfakes. The current state of affairs has prompted a look into other areas, such as the recognition of recording devices, and potentially speakers, by only analysing sound files. Segregation and feature extraction are at the core of this approach.
This research focuses on determining whether a recorded sound can reveal the recording device with which it was captured. Each specific microphone manufacturer and model, among other characteristics and imperfections, can have subtle but compounding effects on the results, whether it be differences in noise, or the recording tempo and sensitivity of the microphone while recording. By studying these slight perturbations, it was found to be possible to distinguish between microphones based on the sounds they recorded.
After the recording, pre-processing, and feature extraction phases we completed, the prepared data was fed into several different machine learning algorithms, with results ranging from 70% to 100% accuracy, showing Multi-Layer Perceptron and Logistic Regression to be the most effective for this type of task.
This was further extended to be able to tell the difference between two microphones of the same make and model. Achieving the identification of identical models of a microphone suggests that the small deviations in their manufacturing process are enough of a factor to uniquely distinguish them and potentially target individuals using them. This however does not take into account any form of compression applied to the sound files, as that may alter or degrade some or most of the distinguishing features that are necessary for this experiment.
Building on top of prior research in the area, such as by Das et al. in in which different acoustic features were explored and assessed on their ability to be used to uniquely fingerprint smartphones, more concrete results along with the methodology by which they were achieved are published in this project’s publicly accessible code repository.
Estimation and projecting total steel industry production costs from 2019 to 2030 for Germany
(2023)
This thesis analyses the total production cost of the German steel industry from 2019 to 2022, as well as a projection of the German steel industry's total production cost until 2030. The research separates the costs of steel production into their primary components, such as raw materials, energy, CO2 cost, capital expenses and operating expenses. The cost of steel production is determined separately for primary steelmaking with the blast furnace and basic oxygen furnace (BF-BOF) and secondary steelmaking with the electric arc furnace (EAF).
The analysis indicates that, following the COVID-19 disaster and the fuel crisis, the overall cost of producing steel in Germany has progressively risen over the previous few years, reaching its peak in the first half of 2022. In addition, there are considerable disparities between the production costs of primary and secondary steelmaking processes, with primary steelmaking generally being more expensive.
In this analysis, the total cost of production for the German steel industry in the year 2030 has been estimated by taking into account historical trends as well as other predictions that are currently available.
This thesis provides overall insights on the economics of the German steel sector. By giving thorough information on production costs and changes over time, this research can assist guide crucial future investment decisions in this essential industry. To ensure long-term success, our findings emphasize the significance of investing in more sustainable and ecologically friendly steel production processes.
Total Cost of Ownership (TCO) is a key tool to have a complete understanding of the costs associated with an investment, as it allows to analyze not only the initial acquisition costs, but also the long-term costs related to operation, maintenance, depreciation, and other factors. In the context of the cement industry, TCO is especially important due to the complexity of the production processes and the wide variety of components and machinery involved in the process.
For this reason, a TCO analysis for the cement industry has been conducted in this study, with the objective of showing the different components of the cost of production. This analysis will allow the reader to gain knowledge about these costs, in the industrial model will be to make informed decisions on the adoption of technologies and practices that will allow them to reduce costs in the long run and improve their operational efficiency.
In particular, this study pursues to give visibility to technologies and practices that enable the reduction of carbon emissions in cement production, thus contributing to the sustainability of industry and the protection of the environment. By being at the forefront of sustainability issues, the cement industry can contribute to the achievement of environmentally friendly technologies and enable the development of people and industry.
The Oxyfuel technology has been selected as a carbon capture solution for the cement industry due to its practical application, low costs, and practical adaptation to non-capture processes. The adoption of this technology allows for a significant reduction in CO2 emissions, which is a crucial factor in achieving sustainability in the cement manufacturing process.
Carbon capture storage technologies represent a high investment, although these technologies increase the cost of production, the application of Oxyfuel technology is one of the most economically viable as the cheapest technology per capture according to the comparison. However, this price increase is a technical advantage as the carbon capture efficiency of this technology reaches 90%. This level of efficiency leads to a decrease in taxes for the generation of CO2 emissions, making the cement manufacturing process sustainable.
The effects of climate change, including severe storms, heat waves, and melting glaciers, are highlighted as an urgent concern, emphasising the need to decrease carbon emissions to restrict global warming to 1.5°C. To accomplish this goal, it is vital to substitute fossil fuel-based power plants with renewable energy sources like solar, wind, hydro, and biofuels. Despite some progress being made, the proportion of renewables used in generating electricity is still lower than the levels needed for 2030 and 2050. Decarbonising the power grid is also critical in lowering the energy consumption of buildings, which is responsible for a substantial percentage of worldwide electricity usage. Even though there has been substantial expansion in the worldwide renewable energy market in the past 15 years, the transition to renewable energy sources also requires taking into account the importance of energy trading.
Peer-to-peer (P2P) electricity trading is an emerging type of energy exchange that can revolutionise the energy sector by providing a more decentralised and efficient way of trading energy. This research deals about P2P electricity trading in a carbon-neutral scenario. 'Python for Power System Analysis' (PyPSA) was used to develop models through which the P2P effect was tested. Data for the entire state of Baden-Württemberg (BW) was collected. Three scenarios were taken into consideration while developing models: 2019 (base), 2030 (coal phase-out), and 2040(climate neutral). Alongside this, another model with no P2P trading was developed to make a comparison. In addition, the use case of community storage in a P2P trading network is also presented.
The research concludes that P2P has a significant positive effect on a pathway to achieve climate neutrality. The findings show that the share of renewables in electricity generation is increasing compared to conventional sources in BW, which can be traded to meet the demand. From the storage analysis, it can be concluded that community storage can be effectively utilised in P2P trading. While the emissions are reduced, the operating costs are also reduced when the grid has P2P trading available. By highlighting the benefits of P2P trading, this research contributed to the growing body of research on the effectiveness of P2P trading in an electricity network grid.
The primary objective of this thesis is to examine the lean accounting transformation, which involves applying lean management principles to the accounting domain. In recent years, various sectors, including manufacturing, healthcare, and services, have experienced success with lean management practices. Nevertheless, the implementation of lean accounting within financial management has not been as extensively explored. This research aims to bridge that gap by scrutinizing the benefits and potential drawbacks of adopting lean accounting practices in business operations.
This research uses a combination of qualitative techniques and an extensive literature review to better understand the present subject matter. By describing the ideas of lean management and standard accounting and highlighting the fundamental distinctions between the two systems, the literature study lays a theoretical framework. The case studies illustrate the benefits of adopting lean accounting processes with real-world examples of firms that have made the transition effectively.
In the quantitative analysis of lean accounting's impact, both financial and operational factors are examined extensively. The results indicate that companies embracing lean accounting practices experience significant improvements in productivity, cost reduction, and decisionmaking quality. By highlighting the potential gains to be made by incorporating lean techniques into accounting procedures, this study adds to the current body of information on lean management. The findings offer practical implications for accounting professionals, business leaders, and policymakers interested in leveraging lean accounting to drive organizational performance improvement. The thesis finishes with suggestions for further study in this area, lean accounting.
Linux and Linux-based operating systems have been gaining more popularity among the general users and among developers. Many big enterprises and large companies are using Linux for servers that host their websites, some even require their developers to have knowledge about Linux OS. Even in embedded systems one can find many Linux-based OS that run them. With its increasing popularity, one can deduce the need to secure such a system that many personnel rely on, be it to protect the data that it stores or to protect the integrity of the system itself, or even to protect the availability of the services it offers. Many researchers and Linux enthusiasts have been coming up with various ways to secure Linux OS, however new vulnerabilities and new bugs are always found, by malicious attackers, with every update or change, which calls for the need of more ways to secure these systems.
This Thesis explores the possibility and feasibility of another way to secure Linux OS, specifically securing the terminal of such OS, by altering the commands of the terminal, getting in the way of attackers that have gained terminal access and delaying, giving more time for the response teams and for forensics to stop the attack, minimize the damage, restore operations, and to identify collect and store evidence of the cyber-attack. This research will discuss the advantages and disadvantages of various security measures and compare and contrast with the method suggested in this research.
This research is significant because it paints a better picture of what the state of the art of Linux and Linux-based operating systems security looks like, and it addresses the concerns of security enthusiasts, while exploring new uncharted area of security that have been looked at as a not so significant part of protecting the OSes out of concern of the various limitations and problems it entails. This research will address these concerns while exploring few ways to solve them, as well as addressing the ideal areas and situations in which the proposed method can be used, and when would such method be more of a burden than help if used.
In recent years, the demand for reliable power, driven by sensitive electronic equipment, has surged. Even minor deviations from the nominal supply can lead to malfunctions or failure. Despite technological advancements, power quality issues persist due to various factors like short circuits, overloads, voltage fluctuations, unbalanced loads, and non-linear loads.
This thesis extensively explores power quality anomalies in industrial and commercial sectors, using power system data as the primary analytical resource. It addresses the critical need for power supply reliability in today's evolving power grid industry, affected by non-linear loads, renewable energy integration, and electric vehicles. This field of study is paramount for ensuring power supply reliability and stability in the evolving power grid industry.
The core of this thesis involves a comprehensive investigation of power quality, with a focus on frequency, power, and harmonics in voltage and current signals. The research employs Python programming for advanced data analysis, utilizing techniques such as advanced Fast Fourier Transformation (FFT) analysis. The primary objective is to provide valuable insights aimed at elevating power supply quality and enhancing reliability in both industrial and commercial environments.
The Internet of Things is spreading significantly in every sector, including the household, a variety of industries, healthcare, and emergency services, with the goal of assisting all of those infrastructures by providing intelligent means of service delivery. An Internet of Vulnerabilities (IoV) has emerged as a result of the pervasiveness of the Internet of Things (IoT), which has led to a rise in the use of applications and devices connected to the IoT in our day-to-day lives. The manufacture of IoT devices are growing at a rapid pace, but security and privacy concerns are not being taken into consideration. These intelligent Internet of Things devices are especially vulnerable to a variety of attacks, both on the hardware and software levels, which leaves them exposed to the possibility of use cases. This master’s thesis provides a comprehensive overview of the Internet of Things (IoT) with regard to security and privacy in the area of applications, security architecture frameworks, a taxonomy of various cyberattacks based on various architecture models, such as three-layer, four-layer, and five-layer. The fundamental purpose of this thesis is to provide recommendations for alternate mitigation strategies and corrective actions by using a holistic rather than a layer-by-layer approach. We discussed the most effective solutions to the problems of privacy and safety that are associated with the Internet of Things (IoT) and presented them in the form of research questions. In addition to that, we investigated a number of further possible directions for the development of this research.
Empfehlungssysteme sind auf E-Commerce-Webseiten omnipräsent und unterstützen die Nutzer an bestimmten Touchpoints beim Onlineshopping, indem sie auf Produkte aufmerksam machen. In den meisten Anwendungsfällen werden Produkte empfohlen, die den Interessen der Nutzer entsprechen oder einen Warenkorb komplettieren sollen. Während klassische Empfehlungssysteme die Nutzer meistens zu Beginn oder zum Ende einer Produktannäherung erreichen, finden sie dazwischen selten Anwendung. Dabei könnten Empfehlungssysteme bereits in die Navigations-Journey der Nutzer integriert werden und so maßgeblich zur Produktauffindbarkeit beitragen. Trotz der Tatsache, dass Empfehlungssysteme maßgeblich zum Geschäftserfolg im Online-Handel beitragen, ist ihre Integration in die Navigation von E-Commerce-Plattformen noch wenig erforscht.
Ziel dieser Arbeit ist es daher zu ergründen, wie ein Empfehlungssystem in der lokalen Navigation von E-Commerce-Plattformen ausgestaltet sein sollte. Dabei soll der Prototyp eines Empfehlungssystems in der lokalen Navigation konzipiert werden, indem einerseits echte Warenkorbdaten einer E-Commerce-Plattform und andererseits Nutzerpräferenzen untersucht werden. Die Untersuchung umfasst die algorithmische Datenverarbeitung von Warenkorbdaten und die Durchführung einer quantitativen Befragung. Darüber hinaus wurde domänenspezifisches Wissen über die Verfahren, Algorithmen, Designkriterien und weitere Erfolgsfaktoren recherchiert.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die alleinige Verarbeitung von Warenkorbdaten nicht ausreichend für ein navigatorisches Empfehlungssystem ist, obwohl sich die Alternating Least Squares Matrixfaktorisierung als geeignetes Verfahren herausgestellt hat. Des Weiteren können Empfehlungssysteme in der lokalen Navigation sowohl einen positiven als auch einen negativen Einfluss auf die Nutzerzufriedenheit haben. Aus den Ergebnissen konnte ein detaillierter Prototyp konzipiert und vorgestellt werden. Bei diesem Prototyp handelt es sich um ein Session-basiertes Empfehlungssystem, das den Onlineshopping-Kontext der Nutzer ermitteln kann. Auf dieser Basis kann das System Produktkategorien in Echtzeit empfehlen, die zu diesem Kontext komplementär sind oder einen Social Proof abbilden.
AI-based Ground Penetrating Radar Signal Processing for Thickness Estimation of Subsurface Layers
(2023)
This thesis focuses on the estimation of subsurface layer thickness using Ground Penetrating Radar (GPR) A-scan and B-scan data through the application of neural networks. The objective is to develop accurate models capable of estimating the thickness of up to two subsurface layers.
Two different approaches are explored for processing the A-scan data. In the first approach, A-scans are compressed using Principal Component Analysis (PCA), and a regression feedforward neural network is employed to estimate the layers’ thicknesses. The second approach utilizes a regression one-dimensional Convolutional Neural Network (1-D CNN) for the same purpose. Comparative analysis reveals that the second approach yields superior results in terms of accuracy.
Subsequently, the proposed 1-D CNN architecture is adapted and evaluated for Step Frequency Continuous Wave (SFCW) radar, expanding its applicability to this type of radar system. The effectiveness of the proposed network in estimating subsurface layer thickness for SFCW radar is demonstrated.
Furthermore, the thesis investigates the utilization of GPR B-scan images as input data for subsurface layer thickness estimation. A regression CNN is employed for this purpose, although the results achieved are not as promising as those obtained with the 1-D CNN using A-scan data. This disparity is attributed to the limited availability of B-scan data, as B-scan generation is a resource-intensive process.