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Modellbildung und Regelung von Heizungsanlagen mit Brennwertkesseln

Theoretische Modellbildung eines Waermeuebertragers unter Beruecksichtigung der Kondensation; Modellbildung mit Hilfe von dynamischen neuronalen Netzen. Entwurf von verschiedenen Regelkonzepten zur Vorlauftemperatursollwertvorgabe und Vergleich mit herkoemmlichen Konzepten. Bewertung des Energieverbrauches.

FHprofUnt 2015: Entwicklung neuer Verfahren zur Qualitätskontrolle von Solarzellen und -modulen durch optimierte spektrale Kontrolle während der elektrischen Leistungsmessung unter Sonnenlichtbeleuchtung mittels LED Flasher.

Automatische Abgrenzung, Typisierung und statistische Beschreibung von Siedlungsstrukturen auf Grundlage von Geobasisdaten

Die Bestimmung der Ökoeffizient von Siedlungsstrukturen, aber auch viele Planungsaufgaben verlangen eine detaillierte räumliche Gliederung und Beschreibung von Siedlungsflächen. Eine derartige stadtstrukturelle Gliederung ist derzeit noch nicht automatisch möglich, wird aber für praktische Planungszwecke (z. B. Stadt- und Regionalplanung, Bundesverkehrswegeplanung) und die wissenschaftliche Grundlagenforschung dringend benötigt. Auf Grundlage von fortschreibungspflichtigen, deutschlandweit verfügbaren Geobasisdaten soll durch Anwendung von Methoden der digitalen Bildverarbeitung eine derartige räumliche Gliederung einschließlich einer Bestimmung des Baustrukturtyps automatisch erfolgen. Grundlage dazu ist das Amtliche Topographisch-Kartographische Informationssystem ATKIS und die DTK25-V. Nach Separierung aller Gebäudeflächen erfolgt eine statistische Auswertung der Gebäudestruktur innerhalb der ATKIS-Polygone. Die resultierenden Gebäudestrukturindikatoren werden mit Hilfe einer Fuzzy-Logik ausgewertet mit dem Ergebnis einer automatischen Baustrukturtypisierung. Weiterhin sollen durch die Anwendung und Weiterentwicklung von Verfahren der räumlichen Disaggregation statistische Gemeindezahlen oder auch teilstädtische statistische Daten (u. a. Bevölkerung, Bevölkerungsstruktur, Siedlungsdichte, Wohnungs-, Wirtschafts- und Verbrauchsdaten) räumlich auf die Bebauungsstrukturen herunter gebrochen und damit notwendige Planungs- und Analysedaten u. a. auch zur Bestimmung der Ökoeffizienz zur Verfügung gestellt werden.

Entwicklung und Einsatz informationswissenschaftlicher Methoden zur Wirkungsanalyse, Prognose und Steuerung anthropogen beeinflusster Prozesse in Geosystemen - Analyse landschaftsökologischer Änderungen in Folge dynamischer bergbaubedingter Bodenbewegungen - Entwicklung von Prognose und Steuerungsverfahren zur Minimierung ökologisch relevanter Auswirkungen

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Planungsinstrumentariums zur Analyse und Bewertung landschaftsökologischer Auswirkungen bergbaubedingter Bodensenkungen. Aufbauend auf BAGIS/verve wird ein 4D Informationssystem erstellt, das die Verarbeitung thematischer und spatio-temporaler Daten zur Beschreibung des anthropogen beeinflussten Geosystem ermöglicht. Es werden Prozessmodelle zur Abbildung des Wirkungsgefüges Bodensenkung - Hydrologie - Ökologie und Methoden zur Analyse und Bewertung von Auswirkungen im Rahmen von Simulationen unterschiedlicher Szenarien entwickelt und bereitgestellt. Aufgrund heterogener Datenbestände und nicht immer eindeutiger Wirkungszusammenhänge werden insbesondere Fuzzy Logic basierte Konzepte genutzt, die die Berücksichtigung daten- und modellbedingten Unsicherheiten sowie die Integration von Expertenwissen erlauben.

Globaler Wandel: GIS-gestuetzte Erfassung und Modellierung der Syndromdynamik (QUESTIONS)

Spaetestens seit der Konferenz von Rio de Janeiro wird Nachhaltige Entwicklung als Leitbild fuer die Weltpolitik des 21.Jahrhunderts mehr oder weniger akzeptiert. Dennoch steht eine Operationalisierung dieses Konzeptes noch aus, Konsens ist jedoch, dass die Gesamtheit der gegenwaertig ablaufenden globalen Umweltveraenderungen - im allgemeinen als Globaler Wandel bezeichnet - die Zukunftsfaehigkeit der Menschheit gefaehrdet. Vor diesem Hintergrund stellen wir ein - vom Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung 'Globale Umweltveraenderung' vorgeschlagenes - neuartiges Konzept zur Analyse des Globalen Wandels vor, das von Beginn an die Wechselbeziehungen zwischen den beteiligten Phaenomenen in ausreichender Weise beruecksichtigt. Ausgehend von einer auf Trends basierenden qualitativen Systemanalyse, wird die zentrale Ausgangsthese formuliert: Es existieren funktionale Muster der Mensch-Umwelt-Interaktion, die in ihrer Gesamtheit den Globalen Wandel mit seinen wesentlichen Kernproblemen beschreiben. Diese Syndrome sind von Beginn an als komplexe Phaenomene ueber die einzelnen Sphaeren (Atmosphaere, Boden, Gesellschaft, Wirtschaft, etc.) des Erdsystems hinweg formuliert und als charakterist. Konstellationen von Trends oder Symptomen des Globalen Wandels definiert. Jedes Muster ist dann in zahlr. Regionen der Welt - u.U. schwach unterschiedlich ausgepraegt - anzutreffen und erhaelt aufgr. dieser Transregionalitaet seine globale Relevanz. Das Syndromkonzept bietet die folgenden Optionen, wobei unter (1) die Werkzeuge fuer die Ueberpruefung der These genannt werden: 1. Regional aufgeloeste Analyse der Anfaelligkeit gegenueber einem Syndrom (Disposition), der Gefahr eines Ausloesens der syndromspezifischen Entwicklungsdynamik durch eher kurzfristige Ereignisse (Exposition) und der Syndromintensitaet, d.h. der Staerke der zentralen Trends und deren Wechselbeziehungen. Diese geographisch explizite Analyse der fuer den Globalen Wandel relevanten Entwicklungsprozesse erlaubt die Identifikation hochgefaehrdeter Regionen und auf der Basis der jeweiligen syndromspezifischen, systemaren Zusammenhaenge die Formulierung geeigneter Gegenmassnahmen (sowohl praeventiver als auch kurativer Natur). 2. Eine auf einer einheitlichen Systemanalyse basierende Operationalisierung des Konzeptes 'Nachhaltige Entwicklung'. Das Syndromkonzept eignet sich bes. fuer den Zugang zur Formulierung eines akzeptablen Entwicklungskorridors, d.h. zur Identifikation von systembedingten Domaenen inakzeptabler Entwicklungen, die es in Zukunft zu vermeiden gilt. Uebrig bleibt ein Korridor akzeptabler Entwicklungen, innerhalb dessen ein Hoechstmass an Gestaltungsfreiheit uebrig bleibt ohne die Nachhaltigkeit zu gefaehrden. Allein aus Ueberlegungen der sich aus den Trendwechselwirkungen ergebenden dynamischen Moeglichkeiten lassen sich einige grundsaetzliche Leitlinien fuer die Formulierung der Inakzeptanzdomaenen gewinnen.

Beruehrungslose automatische Sortierung unbehandelter Kunststoffabfaelle

Das Vorhaben behandelt die beruehrungslose Trennung unterschiedlicher Kunststoffmaterialen (PE, PP PU usw.) aus unkontrollierten, unmarkierten, unzerkleinerten Abfaellen bis zur praktischen Realisierung. Eine Moeglichkeit zur Materialerkennung stellt die IR-Spektroskopie im Wellenlaengenbereich von 1...1000 Mikrometer dar. Insbesondere sind Absorptions- bzw. Reflexionsspektren im Bereich von 2,5...10 Mikrometer charakteristisch fuer einzelne Molekuele in Kunststoffen ('finger print'), wodurch eine qualitative wie quantitative Aussage ueber die Zusammensetzung der einzelnen Kunststoffe moeglich ist. Besondere Schwierigkeiten bereiten hierbei hohe Geschwindigkeitsanforderung (Sortierung in Echtzeit), sowie die Anwesenheit von Verunreinigungen (z.B. Farbstoffe, Beschichtungen, Verschmutzungen), die zu Stoerungen der Spektren fuehren. Zur effizienten Klassifikation der verrauschten, gestoerten Spektren sollen schnelle, leistungsfaehige Mustererkennungsalgorithmen auf Grundlage der Fuzzy-Set-Theorie und der Neuronale-Netzwerk-Theorie entwickelt werden. Anhand der Materialklassenzugehoerigkeit kann dann die automatische Werkstofftrennung durch pneumatische Steuerung erfolgen. Die aeussere Form des Abfalls (Becher, Folie, Flasche, usw.) spielt bei diesem Sortierverfahren keine Rolle. Ziel ist eine praxisgerechte, kostenguenstige Realisierung des Sortierverfahrens in automatische Sortieranlagen.

EXCEPT: Einsatz eines Expertensystems zur Bewertungsunterstuetzung in verschiedenen Domaenen

Das Projekt beschaeftigt sich mit der Erprobung und Weiterentwicklung des Expertensystems EXCEPT. Dieses System ist in der Lage, beliebige Bewertungsvorgaenge zu unterstuetzen. Dazu werden von Experten Bewertungsmodelle erstellt, die in Wissensbasen formuliert werden. Eine Dokumentationskomponente sorgt fuer Transparenz in den Bewertungsvorgaengen. Erweitert werden soll das System um Methoden zur Verarbeitung unsicheren Wissens.

Biomethanisierung von Stroh als Beitrag zum Lastenmanagement eines Smart Grids

Die bestehende Biogasproduktion in Deutschland mit etwa 6000 Biogasanlagen und 2,3 GW Stromproduktion bietet ein großes Optimierungspotential hinsichtlich Verbesserung der Energieausbeute und Produktionskapazität. Urbane Rohstoffbasis von Biogas beziehungsweise Biomethan sind niederkalorische und damit wasserhaltige biogene Substrate. Beispiele sind Gras und urbanes Böschungsgut oder auch Küchenabfälle und überlagerte Lebensmittel. An der Fakultät Life Sciences der HAW Hamburg laufen bereits Fuzzy-geregelte, vollautomatisch gefütterte Labor-Biogastestanlagen, die im Laufe der letzten 10 Jahre entwickelt und konstruiert wurden. Der größte Reaktor fasst 100 Liter, die kleineren sechs Liter. Für die notwendigen Laborfermentationen, die an der technisch dazu ausgerüsteten HAW Hamburg schon seit Jahren mit Rübensilagen durchgeführt werden, soll parallel zur Entwicklung und Design eines Stroh-Fermentationsmediums eine einfache Regelung über ein neuartiges Signal der Fermenterflüssigkeit erarbeitet werden. Ein positives Signal zeigt unter diesen Bedingungen einen erhöhten Fettsäurespiegel an, welcher allgemein als Indikator für einen überforderten, instabilen Fermentationsprozess gilt. Eine solche Regelungsstrategie der Prozessmikrobiologie gibt es noch nicht. Die Idee dazu erwuchs aus Versuchen bei der Vergärung von Getreide-Schweinefutter. An der HAW Hamburg wurden in den letzten Jahren die Grundlagen für eine vollautomatische Fuzzy-Logikregelung (FLC) zur Vergärung von Speiseresten, Rübensilage und dem Getreide Triticale im Labormaßstab geschaffen. Im Rahmen eines Smart Grids werden folgende Ansätze in Promotions- und kombinierten Masterprojekten untersucht: - Schubweise Substratzufuhr, um die elektrische Produktion bestimmten Tagesspitzen anzupassen. - Einsatz von einer Fuzzy-Substratzufuhrregelung zur Kapazitätssteigerung und automatischen Prozessführung mit höchstmöglicher Auslastung. Dies ist ein Projekt der Collaborative Graduate School 'Key Technologies for Sustainable Energy Systems in Smart Grinds' der Universität Hamburg und der HAW Hamburg. Diese ist die erste gemeinsame Graduate School der HAW Hamburg mit einer deutschen Universität.

Wachstumskern Potenzial: SONETT, Teilprojekt 5: Audio Mobile - Entwicklung innovativer Akustikanwendungen für Elektrofahrzeuge

Die Zielstellungen des Verbundvorhabens WK Potenzial 'SONETT' sind in der Gesamtvorhabensbeschreibung und dem Verbundkonzept detailliert beschrieben und bilden als Bestandteil diese Antrags den Rahmen für unser Teilvorhaben. Das Teilvorhaben der FusionSystems GmbH (AUDIO MOBILE) im Verbundprojekt 'SONETT' wird ein universelles Konzept zur Klangsteuerung von Elektrofahrzeugen mittels Fuzzy-Logik entwickeln. Im Fahrzeugbereich werden die Anforderungen an die Akustik in Zusammenhang mit dem Übergang zur Elektromobilität, dem notwendigen Leichtbau und neuen Fahrzeugkonzepten immer anspruchsvoller. Die Entwicklung eines universell anwendbaren Konzepts zur Klangsteuerung von Elektrofahrzeugen mittels Fuzzy-Logik sowie dessen soft- und hardwaretechnische Umsetzung in einem Forschungsprototypen wird es in Zukunft ermöglichen, durch eine aktive menschgemäße Schallgestaltung für die Verbesserung von Verkehrssicherheit, Fahrfreude, Komfort und Lebensqualität der Anwohner. Für unser Teilvorhaben (Bereich 'AUDIO MOBILE') umfassen die konkreten Arbeitsziele die Entwicklung innovativer Akustikanwendungen für elektrisch angetriebene Mobile. Die geplante Entwicklung des Fuzzy-Sound-Designers und des dazu gehörigen Fuzzy-Sound-Generators erfolgt in direkter Verknüpfung mit der Technologieplattform der Forschungsstelle GFaI e.V. in Berlin. Die Grundidee für das Fuzzy Sound Konzept besteht in der Umsetzung zweier Kernschnittstellen zur Wahrnehmung und zur Kreativwirtschaft.

Habitatmodellierung und Fließgewässerökologie, Investigations on urban river regulation and ecological rehabilitation measures

Urbanization has great impacts on geomorphic, hydrologic, habitat and aquatic biota characteristics of river systems, but very few river management methodologies have been developed specifically for urban or heavily engineered rivers. The influences of urban rivers to the integrated river system, as well as the interactions between urban river reaches and more natural river reaches have been neglected. Therefore, it is of vital importance to clarify the role of urban rivers, and to find an applicable method of assessing the health status of urban rivers. This work aims to develop an urban-rural river continuum identification system by analyzing the various factors which are influencing urban river systems, in order to identify urban and rural river reaches in a longitudinal term. And to establish an applicable fuzzy based mapping method which can assess the ecological status of urban river easily, in order to point out the bottlenecks of urban river' health status and to implement the effective rehabilitation measures.

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