Assistenz und Schnittstellen

Assistenzsystem nutzt Belegungsdaten für individuelle Empfehlungen

U-hoch-3: Unbeschwert urban unterwegs

Wenn öffentliche Verkehrsmittel (ÖV) attraktiver werden, verbessert das die Lebensqualität im urbanen Raum deutlich. Zwei Drittel der zurückgelegten Wege in Städten entfallen auf Freizeitaktivitäten, Einkauf und private Erledigungen. Dabei müssen oft Einkäufe oder Gepäck transportiert werden, was mit ÖV unbequem sein kann. Außerdem kann man nicht sicher sein, dass Sitzplätze verfügbar sind und die gewünschten Anschlüsse beim Umsteigen erreicht werden.

Deshalb wird in diesem vom Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik koordinierten Projekt ein Assistenzsystem konzipiert, das den Nutzer bedarfsgerecht entlang seiner Reisekette unterstützt. Zusätzlich zur intermodalen Reiseplanung bietet es einen innovativen innerstädtischen Lieferdienst, der mit Gepäckabgabe, Transport und Zustellung die gesamte Lieferkette abdeckt. Gemeinsam mit innerstädtischen Verkehrsdienstleistern wird evaluiert, wie der Belegungszustand von ÖV erfasst und in Echtzeit bereitgestellt werden kann, damit man künftig in seiner Reiseplanung flexibel darauf reagieren kann. Zudem wird ein Konzept zur Anschlusssicherung entwickelt, umgesetzt und erprobt. Dabei soll der Kunde seinen Anschlusswunsch signalisieren können, damit Verkehrsdienstleister den Anschluss sicherstellen und verlässliche Informationen dazu bereitstellen können.

Das Assistenzsystem bietet eine integrierte Lösung für die getrennte Personen- und Gepäckbeförderung, die das Einkaufen ohne Auto erleichtert. Indem ÖV attraktiver gemacht werden, reduzieren sich Schadstoff- und Lärmbelastung in der Stadt.

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Dipl.-Inf. Jens Hegenberg
Anna Klingauf, M. Sc.

Kooperationspartner

Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrssysteme der Universität Kassel
Fachgebiet Öffentliches Recht, IT-Recht und Umweltrecht der Universität Kassel
DHL Delivery Kassel GmbH, Kassel
INIT Innovative Informatikanwendungen in Transport-, Verkehrs- und Leitsystemen GmbH, Karlsruhe
IVU Traffic Technologies AG, Berlin
Kasseler Verkehrs-Gesellschaft AG, Kassel
Verkehrsverbund und Fördergesellschaft Nordhessen mbH, Kassel
City Kaufleute Kassel e. V., Kassel
ECE Projektmanagement GmbH & Co. KG, Kassel
Werbegemeinschaft Königs-Galerie, Kassel
MoWiN.net e. V., Kassel
Quartier Wilhelmsstraße e. V., Kassel
Stadt Kassel
Verband Deutscher Verkehrsunternehmen, Köln

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 12 / 2017 - 11 / 2018 und
6 /2019 - 5 / 2023

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Information und Buchung - Anreise - Aktivitäten und Wege am Freizeitort - Abreise

FREE: Freizeit- und Eventverkehre mit intermodal buchbaren Elektrofahrzeugen

FREE setzt sich mit der Analyse, Gestaltung, Nutzung und Evaluation verschiedener kooperierender Verkehrs­mittel unter Einbezug der E-Mobilität im Bereich des Freizeit- und Veranstaltungsverkehrs auseinander und ist deutschlandweit das erste Vorhaben seiner Art. Ziel ist die Integration verschiedener nachhaltiger Mobilitätsangebote für den Besuch von Freizeitzielen und Veranstaltungen und bezieht sich auf den gesamten Mobilitäts­prozess von der Information und Buchung bis zur realisierten Orts­veränderung. Neuartig ist die Integration eines zentralen, integrierten Buchungs­systems, mit dem neben Hotelzimmern auch Zusatzmodule wie die Nutzung von Fahrzeugen und Veranstaltungsverkehren gebucht werden können. Die Mobilitätsangebote umfassen Tram und Bus, E-Bus, E-Pkw, Pedelec und Leihfahrräder inklusive der Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge.

Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik wird die benutzer- und aufgabengerechte Entwicklung des Informations- und Buchungssystems in verschiedenen Arbeitspaketen wissenschaftlich-methodisch unterstützen. Die Aufgabe des Informations- und Buchungssystem ist es, den gesamten E-Mobilitäts­prozess der Zielgruppe von der Information und Buchung der Mobilitäts­­bausteine bis zur realisierten Ortsveränderung bestens zu ermöglichen. Dafür sollen eine Webportal-Lösung und eine Lösung für Mobil­geräte entwickelt werden, um den verschiedenen Bedürfnissen der Ziel­gruppe in unterschiedlichen Kontexten gerecht zu werden. 

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Romy Kniewel, M. F. A.
Dipl.-Ing. Manuel Radziwill

Kooperationspartner

Regionalmanagement Nordhessen GmbH, Kassel
Kasseler Verkehrs-Gesellschaft AG, Kassel
EAM, Kassel
Städtische Werke AG, Kassel
Heinrich Müller ebikes mieten+mehr, Kassel
Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrssysteme der Universität Kassel

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, 10 / 2012 - 9 / 2016

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ein stilisierter Mensch läuft auf einem Smartphone zum Ziel

EventWalker: Individualisierbarer Informationswegweiser für Großveranstaltungen und touristische Events unter Anwendung mobiler Endgeräte

In diesem Projekt wird eine internetbasierte Applikation für Smartphones entwickelt, die dem Besucher einer Großveranstaltung oder anderer touristischer Events eine Vielzahl von Informations- und Kommunikations­möglichkeiten bietet. Diese Applikation ist als ein intelligenter, praktischer Event-Begleiter zu verstehen, mit dem Veranstaltungsbesuche zu individuellen Erlebnissen werden können.

Der „EventWalker“ soll in einer ersten Version im documenta-Jahr 2012 zur Verfügung stehen. Eine verbesserte Version soll dann im Festjahr 2013 zu den 1100-Jahr-Feierlichkeiten der Stadt Kassel erhältlich sein. Die App zielt darauf ab, einheimische und auswärtige Besucher auf Basis ihrer individuellen Interessen dabei zu unterstützen, mit Hilfe von GPS Sehens­würdigkeiten zu finden und an Führungen, Informationsveranstaltungen oder Festakten teil­zunehmen. An spezifischen Veranstaltungsorten platzierte Barcodes sollen mit der Smartphone-Kamera gelesen werden können und so Zugang zu weiteren Details über Sehenswürdigkeiten oder zusätzlichen Dienstleistungen bieten. Der „EventWalker“ soll zum Beispiel folgende Fragen beantworten können: Wo gibt es die Möglichkeit prominente Persönlichkeiten zu sehen? Ist jemand aus meiner Heimat auf dieser Veranstaltung? Gibt es hier Personen mit ähnlichen Interessen, mit denen ich mich austauschen könnte? Insbesondere die sozial vernetzenden, kommunikativen Komponenten des „EventWalkers“ sind neuartig für diese Art von Applikation.

Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik der Universität Kassel bringt seine Expertise in der gebrauchstauglichen Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen in das Projekt ein und nutzt es als konkretes Fall- und Umsetzungsbeispiel eines methodisch geleiteten benutzerorientierten Gestaltungs­prozesses. Dazu gehören Anforderungsanalysen, die Erstellung von Nutzungsszenarien, die ergonomische Gestaltung der Smartphone-Benutzungsschnittstelle und die prototypische Realisierung der Mensch-Maschine-Interaktion, um frühzeitig im Entwicklungsprozess ein Nutzerfeedback einholen zu können. In einer Evaluationsphase werden Usability Tests und Feldstudien durchgeführt. Der „EventWalker“ soll später kostenfrei über einen der sogenannten App-Stores erhältlich sein.

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Romy Kniewel, M. F. A.

Kooperationspartner

Trout GmbH, Kassel
Kassel Marketing GmbH, Kassel

Förderung und Laufzeit

LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Land Hessen, 4 / 2011 - 8 / 2013

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Bildschirmausschnitt mit Literaturangaben

Strudel: Studierendengerechte Literaturverwaltung 2.0

Für Studierende bedeutet die Erstellung umfangreicher selbstständiger Arbeiten einen hohen Aufwand. Insbesondere erweist sich die formal korrekte Verwendung von Literatur als schwierig. Dabei ist gerade das Auswerten von Literatur und die Handhabung von Quellen und Zitaten ein essentieller Bestandteil des selbstständigen Lernens.

Für sehr viel Literatur existiert bereits ein digitaler bibliografischer Datensatz in BibSonomy. Dieser lässt sich zur weiteren Verwendung in eine individuelle Literaturverwaltung (z.B. Citavi) importieren. Mit einem geeigneten Zitationsstil lässt sich dann aus diesem Datensatz sowohl das Zitat im Text, als auch der Eintrag im Literaturverzeichnis erzeugen. Durch die komplizierte Benutzung von BibSonomy wird diese Arbeitsweise von Studierenden kaum genutzt. Zusätzlich ist BibSonomy bei den Studierenden bisher kaum bekannt.

Im Rahmen dieses Projektes soll die Web-2.0-Anwendung BibSonomy durch Verbesserungen an der Gebrauchstauglichkeit der Benutzerschnittstellen und einem Konzept zur Unterstützung des eigenständigen Lernens von BibSonomy erarbeitet werden. Dadurch soll die Hürde zur Benutzung von BibSonomy für Studierende gesenkt werden und der Umgang mit umfangreichen Literatursammlungen vereinfacht werden.

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Dipl.-Ing. Michael Domhardt

Kooperationspartner

Fachgebiet Wissensverarbeitung der Universität Kassel

Förderung und Laufzeit

e-Learning-Projektförderung der Universität Kassel, 1 / 2011 - 11 / 2011

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StudAssist: Aufbau eines webbasierten Assistenzsystems zur Unterstützung der studentischen Betreuung

Treten bei Studierenden Fragen oder Probleme bezüglich ihres Studiums auf, stehen diesen unterschiedlichste Informationsquellen und Ansprechpartner zur Verfügung. Viele nutzen den persönlichen Kontakt zum Professor oder einem Mitarbeiter des Fachgebiets. Die Vielzahl an Quellen führt jedoch dazu, dass oftmals die falschen Mitarbeiter kontaktiert werden oder Fragen unvollständig oder unpräzise sind. Vorhandene Informationsangebote reichen teilweise nicht aus oder werden nur unzureichend genutzt. Es entsteht somit ein eigentlich vermeidbarer Beratungsaufwand.

Die Ursachen des Beratungsaufwandes sind zwischen den beiden beteiligten Fachgebieten unterschiedlich. Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik betreut eine stark heterogene Gruppe Studierender, während sich das Fachgebiet Wirtschaftsinformatik um sehr viele Studierende in frühen Phasen des Studiums kümmert. Diese beiden unterschiedlichen Anwendungsfälle wurden untersucht, um die benötigten Anforderungen für ein web­­basiertes Assistenzsystem zu ermitteln. Das System sollte die Studierenden dabei unterstützen, Informationen selbständig zu erschließen und den richtigen Mitarbeiter mit vollständigen Fragen zu kontaktieren.

Im Rahmen des Projekts wurden die beiden unterschiedlichen Anwendungsfälle Heterogenität und große Veranstaltungen gezielt analysiert und dafür ein jeweils passendes webbasiertes Formularsystem geschaffen, dass die Studierenden bei der Frageformulierung anleitet, die notwendigen Daten abfragt und den passenden Mitarbeiter zuordnet. Die Integration und Anbindung des zu entwickelnden Systems in die vorhandene Infrastruktur der Uni Kassel (Typo3) wurde im Rahmen der Systemrealisierung anhand der eigenen Installationen erprobt.

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Dipl.-Ing. Michael Domhardt                

Kooperationspartner

Fachgebiet Wirtschaftsinformatik der Unversität Kassel

Förderung und Laufzeit

e-Learning-Projektförderung der Universität Kassel, 1 / 2010 - 12 / 2010

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Probant mit Sensoren auf der Stirn
BCI zur Steuerung von Computerspielen

Brain-Computer Interface:
Von der Spielesteuerung zur Mensch-Computer-Interaktion?

Die Interaktion des Menschen mit einem technischen System kann auf vielfältige Weise erfolgen. Neben klassischen Eingabegeräten ermöglichen neue und weiterentwickelte Technologien alternative Interaktionsmöglichkeiten.

Oft war die Unterhaltungsbranche der treibende Faktor, durch den neue Interaktionstechniken aus der Forschung schnell zur Marktreife gebracht wurden. Bekannte Beispiele dieser Entwicklung sind Nintendos Wii-Spielesteuerung, die Beschleunigungs- und Lagesensoren nutzt und die Multitouch-fähige berührungsempfindliche Anzeige des Apple iPhone.

Mit der Markteinführung des Neural Impulse Actuators (NIA) der Fa. OCZ Technologies ist erstmals eine Spielesteuerung erhältlich, die das Prinzip eines nichtinvasiven Brain-Computer Interface (BCI) nutzt. Das System soll in Computerspielen die Interaktion ohne Maus und Tastatur ermöglichen.

Der Hersteller verspricht einfach benutzbare Hardware, optimierte Einrichtungs- und Kalibrierassistenten und vorkonfigurierte Softwareprofile für unterschiedliche Computerspiele für einen einfachen Einstig in das Spielgeschehen. Doch sind die verfügbaren Geräte aufgrund der einfachen Sensorik überhaupt zum Spielen benutzbar? Sind die Nutzer bei der Verwendung dieser BCI mit den Ergebnissen zufrieden? Lassen sie die kommerziell verfügbaren BCI eventuell sogar für andere Aufgaben und Anwendungen als das Computerspielen nutzen? Welche Einschränkungen müssen bei der Verwendung von BCI zur Mensch-Rechner-Interaktion gemacht werden?

Ein Usability-Test, bei dem Stärken und Schwächen des Systems mit verschiedenen Aufgaben untersucht wurden, kommt zu dem Ergebnis, dass Interaktionsaufgaben allein mit dem untersuchten BCI erfüllbar sind und solche Systeme eine sinnvolle Ergänzung zu herkömmlichen Eingabegeräten sein können. Abschließend erfolgte eine Abschätzung der weiteren Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion.

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Dipl.-Ing. Michael Domhardt

Laufzeit

10 / 2008 - 3 / 2009

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Leitwartenbild: Flüssigkeit und Pulver werden zusammengeführt und ergeben Mischung
Mischprozess in MFM-Darstellung

Kognitionsbezogene Visualisierung

Kognitionsbezogene Prozess­visualisierung in Ziel-Mittel-orientierten Mensch-Maschine-Schnittstellen

Die Entwicklung von Mensch-Maschine-Schnittstellen ist durch neuere Erkenntnisse aus der kogni­tiven Psychologie im Hinblick auf die menschlichen Informationsverarbeitungsfunktionen beeinflusst worden. Zu den bisher ausschließlich auf mathematisch-logischem Beschreibungen beruhenden Modellen entwickelte sich die Ziel-Mittel-Sichtweise, die die Grundlage für weitere Modellbildungstechniken bildet, darunter das Multilevel Flow Modelling und das Ecological Interface Design. Beide Darstellungen können Informations­inhalte auf mehreren Abstraktionsstufen wiedergeben.

In diesem Projekt wurde die Beherrschbarkeit und Handhabbarkeit komplexer industrieller Prozesse durch diese Verfahren verbessert. Sie wurden in der ersten Phase des Projektes für die Entwicklung mehrerer Benutzerschnittstellen einer Destillationskolonne herangezogen. In der zweiten Projektphase wurden die entwickelten Schnittstellen, das kognitionsbezogene Hilfesystem und die alternative Symbolik experimentell getestet und bewertet.

Am Projekt beteiligter Wissenschaftler

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gunnar Johannsen
Dr.-Ing. Andreas Völkel

Förderung und Laufzeit

Deutsche Forschungsgemeinschaft, 2 / 1998 - 1 / 2001

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Flugzeug wird beladen
Bodendienstleistungen auf dem Flughafenvorfeld

Kooperativer Flughafenbetrieb

Das Ziel dieses von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG von 1997 bis 2002 mit Unterbrechungen geförderten Projekts war ein optimaler Ablauf des Flug- und Abfertigungsbetriebes auf einem modernen Verkehrs­flughafen unter der Randbedingung der Nutzung vorhandener Flughafenkapazitäten.

Eine optimale Abwicklung des Flug- und Abfertigungsbetriebs kann nur erreicht werden, wenn es gelingt, die Tätig­keiten aller am Flughafenbetrieb beteiligten Mitarbeiter und den Einsatz aller benötigten Ressourcen best­möglich aufeinander abzustimmen. Dies setzt neben einem umfassenden Datenaustausch sowohl geeignete Darstellungen der relevanten Informationen, als auch organisatorische und technische Möglichkeiten zur Kooperation zwischen der Vorfeldkontrolle, den Leitstellen zur Vergabe gebäudeseitiger Ressourcen und den Einsatzzentralen der Dienstleistungsunternehmen voraus. Darüber hinaus sind insbesondere bei sehr hohem Verkehrsaufkommen oder in Ausnahmesituationen Systeme zur Entscheidungsunterstützung und zur situationsabhängigen und benutzerorientierten Vorauswahl der darzustellenden Informationen erforderlich, um die mentale Beanspruchung der Einsatzleiter auf einem akzeptablen Niveau zu halten und eine stets optimale Abwicklung des Flugbetriebs zu gewährleisten.

Am Projekt beteiligte Wissenschaftler

Dipl.-Ing. Oliver Hengstenberg
Dr.-Ing. Thomas C. Gudehus
Dr.-Ing. Bernd-Burkhard Borys
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gunnar Johannsen

Kooperationspartner

Flughafen Hamburg GmbH, Hamburg
Berliner Flughafen GmbH, Berlin-Tegel

Förderung und Laufzeit

Deutsche Forschungsgemeinschaft, 1997 - 2002 

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Rechnergestützte Wissensakquisition für wissensbasierte Diagnosesysteme im Bereich dynamischer technischer Systeme

Basierend auf einer Analyse existierender Ansätze wurde in dieser Arbeit eine Methode zur Wissensakquisition für wissensbasierte Diagnosesysteme im Bereich dynamischer technischer Systeme sowie ein entsprechendes rechnergestütztes Werkzeug entwickelt.

Um die Wissensakquisition zu erleichtern sowie effektiver und weniger fehleranfällig zu gestalten, ermöglicht das Werkzeug Experten, weitgehend selbständig Wissensbasen zu erstellen und zu warten. Dazu war einerseits ein Problemlösungsmodell erforderlich, das die Anforderungen der Diagnoseaufgaben des Prozessbedieners und der dynamischen technischen Systeme erfüllt, andererseits für Experten verständliche Formen der Zwischenpräsentationen des Bereichsmodells. Dabei muss insbesondere die Zeitveränderlichkeit der Informationen berücksichtigt werden.

Für das Problemlösungsmodell wurde die von der Autorin im Rahmen des Projekts GRADIENT erarbeitete starke Problemlösungsmethode der zuständigen Diagnose, die temporales Schließen beinhaltet, und das wissensbasierte System CAUSES, das diese Methode verwendet, weiterentwickelt.

Das Werkzeug generiert automatisch Regeln aus von den Experten eingegebenen Wissenselementen und stellt sie zur Überprüfung in einer verständlichen Form dar. Um Experten ein Validieren der Regeln zu ermöglichen, wurde das Werkzeug mit dem zu einer Schale für wissensbasierte Systeme weiterentwickelten System CAUSES integriert. Weiterhin wurde das implementierte Werkzeug durch einen Experten bewertet.

Doktorandin

Dr.-Ing. Dipl.-Inform. Sabine Borndorff-Eccarius, 1997

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Elektronische Handbücher zur Unterstützung der wissensbasierten Fehlerdiagnose

Das Hauptziel dieses Promotionssprojekts war es, ein diagnostisches Expertensystem mit einem Fehlersuch-Handbuch zu kombinieren. Ein Pfadfinder-Modul bringt die Hypothesen, die mit dem Diagnostikmodul erzeugt wurden, in den Kontext problembezogenen Wissens, so dass die menschlichen Operateure die vorgeschlagenen Lösungen besser prüfen können. Dies ergibt eine sehr flexible Mensch-Maschine-Kooperation. Der Ansatz wurde verwendet, um das Fehlermanagement für das "Volkswagen Digifant" Motormanagementsystem und einen Wechselrichter für Photovoltaik-Anlagen zu unterstützen.

Doktorand

Dr.-Ing. Martin Hollender, 1995

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Foto: Norbert Kaiser, CC-by-sa

Online-Simulation: Ein Hilfsmittel zum Führen langsamer Prozesse

In dieser Arbeit untersuchte der Autor die Anwendung von Online-Simulationsmodellen bei der manuellen Regelung langsamer Strecken.

Die wesentlichen Ziele der Arbeit waren, den Übergang zwischen manueller und automatischer Prozessführung durch geeignete Unterstützungsfunktionen zu erleichtern und den Prozessbediener aktiver in die Prozessführung einzubinden.

Es ergeben sich durch die Implementierung eines Online-Simulationsmodells im wesentlichen zwei Unterstützungsfunktionen: Bei der manuellen Regelung hilft das Modell, Stelleingriffe durch Probieren am Modell quantitativ festzulegen, und es erlaubt ähnlich einem Trainingssimulator, in kurzer Zeit risikolos Erfahrungen mit dem Prozess zu sammeln. Im automatischen Betrieb liefert das Modell eine Vorausschau der Stelleingriffe und des Prozessverhaltens. Hierdurch wird die Automatisierung transparenter, dies erleichtert dem Bediener, das Verhalten des Reglers zu verstehen und sich gegebenenfalls manuell einzugreifen.

Als erstes Anwendungsbeispiel diente das Führen eines Heizkraftwerks. Hieran wurde demonstriert, wie man mit geringem Aufwand zu einem für den Bediener brauchbaren Simulationsmodell gelangt. Dieses wurde zusammen mit einer Kraftwerkssimulation implementiert und damit ein Laborexperiment durchgeführt, in dem angelernte Versuchspersonen Lasteinstellungsaufgaben lösten. Bei akzeptablem Zeitaufwand für das Erlernen ergaben sich eindeutige Verbesserungen der Regelungsgenauigkeit.

Schließlich wurde die Anwendung von Online-Modellen für das Manövrieren von Schiffen untersucht. Es wurden die Betriebsarten „Zeitraffersimulation“, „Modellinversion“ und „Automatikbetrieb“ implementiert. Auch hierbei ergaben sich nützliche Unterstützungsfunktionen, die bei ausreichend zur Verfügung stehender Rechenleistung in der Praxis realisierbar erscheinen.

Doktorand

Dr.-Ing. Christian Heßler, 1992

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