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Ability of Black-Box Optimisation to Efficiently Perform Simulation Studies in Power Engineering
(2023)
In this study, the potential of the so-called black-box optimisation (BBO) to increase the efficiency of simulation studies in power engineering is evaluated. Three algorithms ("Multilevel Coordinate Search"(MCS) and "Stable Noisy Optimization by Branch and Fit"(SNOBFIT) by Huyer and Neumaier and "blackbox: A Procedure for Parallel Optimization of Expensive Black-box Functions"(blackbox) by Knysh and Korkolis) are implemented in MATLAB and compared for solving two use cases: the analysis of the maximum rotational speed of a gas turbine after a load rejection and the identification of transfer function parameters by measurements. The first use case has a high computational cost, whereas the second use case is computationally cheap. For each run of the algorithms, the accuracy of the found solution and the number of simulations or function evaluations needed to determine the optimum and the overall runtime are used to identify the potential of the algorithms in comparison to currently used methods. All methods provide solutions for potential optima that are at least 99.8% accurate compared to the reference methods. The number of evaluations of the objective functions differs significantly but cannot be directly compared as only the SNOBFIT algorithm does stop when the found solution does not improve further, whereas the other algorithms use a predefined number of function evaluations. Therefore, SNOBFIT has the shortest runtime for both examples. For computationally expensive simulations, it is shown that parallelisation of the function evaluations (SNOBFIT and blackbox) and quantisation of the input variables (SNOBFIT) are essential for the algorithmic performance. For the gas turbine overspeed analysis, only SNOBFIT can compete with the reference procedure concerning the runtime. Further studies will have to investigate whether the quantisation of input variables can be applied to other algorithms and whether the BBO algorithms can outperform the reference methods for problems with a higher dimensionality.
Catalogs of competency-based learning objectives (CLO) were introduced and promoted as a prerequisite for high-quality, systematic curriculum development. While this is common in medicine, the consistent use of CLO is not yet well established in epidemiology, biometry, medical informatics, biomedical informatics, and nursing informatics especially in Germany. This paper aims to identify underlying obstacles and give recommendations in order to promote the dissemination of CLO for curricular development in health data and information sciences. To determine these obstacles and recommendations a public online expert workshop was organized. This paper summarizes the findings.
Social comparison theories suggest that ingroups are strengthened whenever important outgroups are weakened (e.g., by losing status or power). It follows that ingroups have little reason to help outgroups facing an existential threat. We challenge this notion by showing that ingroups can also be weakened when relevant comparison outgroups are weakened, which can motivate ingroups to strategically offer help to ensure the outgroups' survival as a highly relevant comparison target. In three preregistered studies, we showed that an existential threat to an outgroup with high (vs. low) identity relevance affected strategic outgroup helping via two opposing mechanisms. The potential demise of a highly relevant outgroup increased participants’ perceptions of ingroup identity threat, which was positively related to helping. At the same time, the outgroup’s misery evoked schadenfreude, which was negatively related to helping. Our research exemplifies a group's secret desire for strong outgroups by underlining their importance for identity formation.
The growing importance of renewable generation connected to distribution grids requires an increased coordination between transmission system operators (TSOs) and distribution system operators (DSOs) for reactive power management. This work proposes a practical and effective interaction method based on sequential optimizations to evaluate the reactive flexibility potential of distribution networks and to dispatch them along with traditional synchronous generators, keeping to a minimum the information exchange. A modular optimal power flow (OPF) tool featuring multi-objective optimization is developed for this purpose. The proposed method is evaluated for a model of a real German 110 kV grid with 1.6 GW of installed wind power capacity and a reduced order model of the surrounding transmission system. Simulations show the benefit of involving wind farms in reactive power support reducing losses both at distribution and transmission level. Different types of setpoints are investigated, showing the feasibility for the DSO to fulfill also individual voltage and reactive power targets over multiple connection points. Finally, some suggestions are presented to achieve a fair coordination, combining both TSO and DSO requirements.
Forschungsdatenzentrum Gesundheit – Vision für eine Weiterentwicklung aus Sicht der Forschung
(2023)
Das Forschungsdatenzentrum (FDZ) Gesundheit nach der Datentransparenzverordnung (DaTraV), angesiedelt am Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) wird Routinedaten der Gesetzlichen Krankenversicherung für die Forschung bereitstellen. Die Bereitstellung der Daten von knapp 90% der Bevölkerung in Deutschland dient dem übergeordneten Ziel, die gesundheitliche Versorgung im Hinblick auf Unter-, Über- und Fehlversorgung zu evaluieren und daraus Handlungsempfehlungen für eine evidenzbasierte Gesundheitsversorgung abzuleiten. Der gesetzliche Rahmen wird im Sozialgesetzbuch (§§ 303a-f SBG V) und zwei dazu gehörigen Verordnungen gesteckt, lässt jedoch hinreichend großen Spielraum für die Ausgestaltung auf der Organisations- und Arbeitsebene. Hier setzt das vorliegende Papier an. Aus Forscher*innensicht wurden zehn Statements für eine Weiterentwicklung formuliert, die das Potential eines Forschungsdatenzentrums aufzeigen und Ideen für die weitere zukunftsfähige Ausgestaltung und Entwicklung mit Bestandskraft darlegen.
Ausgangspunkt des Forschungsvorhabens SchuLae bildet die angestrebte flächendeckende Einführung institutioneller Schutzkonzepte in pädagogischen Kontexten. Im Zuge eines durch Schutzkonzepte in Gang gesetzten Organisationsentwicklungsprozesses sollen Orte des Aufwachsens für Kinder und Jugendliche zu Schutz- und Kompetenzorten werden. Ob Schutzkonzepte tatsächlich zu einem Rückgang von Viktimisierungserfahrungen und einer erhöhten Bereitschaft zur Hilfe(suche) führen, wurde bislang nicht empirisch erfasst. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbund „SchuLae – Entwicklung und Wirkung von Schutzkonzepten in Schulen im Längsschnitt“ des Deutschen Jugendinstituts und der Hochschule Hannover untersucht daher die Wirksamkeit schulischer Schutzkonzepte sowohl quantitativ als auch qualitativ im Längsschnitt und fokussiert dabei die Perspektiven von Schüler*innen.
Das Gesundheitsdatennutzungsgesetz – Potenzial für eine bessere Forschung und Gesundheitsversorgung
(2023)
Im Koalitionsvertrag der Ampel-Koalition wird für die laufende Legislaturperiode ein Gesundheitsdatennutzungsgesetz (GDNG) angekündigt. Dieses Gesetz soll „zu einer besseren wissenschaftlichen Nutzung in Einklang mit der DSGVO“ führen. Bekanntermaßen steht unser Gesundheitssystem vor großen Herausforderungen (Demografie, Digitalisierung, Fachkräftemangel, Klimakrise, regionale Unterschiede, etc.) und ist jetzt schon das teuerste in Europa bei mittelmäßiger Leistung. Diese Herausforderungen können effizienter und evidenzgeleitet bewältigt werden, wenn wie im geplanten GDNG angedacht, die Datenressourcen für die Evaluierung und Weiterentwicklung des Gesundheitssystems und der Gesundheitsversorgung optimal genutzt werden. In den folgenden Ausführungen werden aus Sicht von Versorgungsforscher*innen Voraussetzungen und Desiderata für eine optimale Ausgestaltung des Gesetzes formuliert. Das Papier wurde durch das Deutsche Netzwerk Versorgungsforschung (DNVF) und die Arbeitsgruppe Erhebung und Nutzung von Sekundärdaten (AGENS) der Deutschen Gesellschaft für Sozialmedizin und Prävention (DGSMP) und der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi) erstellt und wird von den unterzeichnenden Fachgesellschaften getragen. Das vorliegende Positionspapier und die hier aufgestellten Forderungen sind vor der Veröffentlichung und damit in Unkenntnis des Referentenentwurfs zum GDNG formuliert worden.
Antimicrobials are widely used to cure intramammary infections (IMI) in dairy cows during the dry period (DP). Nevertheless, the IMI cure is influenced by many factors and not all quarters benefit from antimicrobial dry cow treatment (DCT). To evaluate the true effect of antibiotic DCT compared to self-cure and the role of causative pathogens on the IMI cure, a retrospective cross-sectional study was performed. The analysis included 2987 quarters infected at dry-off (DO). Information on DCT, causative pathogens, somatic cell count, milk yield, amount of lactation, Body Condition Score, and season and year of DO were combined into categorical variables. A generalized linear mixed model with a random cow, farm and year effect and the binary outcome of bacteriological cure of IMI during the DP was conducted. In the final model, a significant effect (p < 0.05) on DP cure was seen for the DO season and the category of causative pathogens (categories being: Staphylococcus aureus, non-aureus staphylococci, streptococci, coliforms, ‘other Gram-negative bacteria’, ‘other Gram positive bacteria’, non-bacterial infections and mixed infections), while antibiotic DCT (vs. non-antibiotic DCT) only showed a significant effect in combination with the pathogen categories streptococci and ‘other Gram-positive bacteria’.
Angebote Kultureller Bildung im Kontext von Prävention arbeiten vor allem mit Jugendlichen, die im Sinne des Empowerment-Ansatzes gestärkt werden sollen, um gegen Rechtsextremismus einzutreten. Selten gibt es Projekte, die mit Jugendlichen arbeiten, die rechtsextreme Orientierungen aufweisen. Ausgehend von unterschiedlichen Dimensionen der Präventionsarbeit mit Jugendlichen in Radikalisierungsprozessen stellt der Beitrag mehrere Handlungsfelder der Kulturellen Bildung dar, in denen sich sowohl besondere Potenziale als auch Ambivalenzen der Jugendkulturarbeit mit rechtsorientierten Jugendlichen ergeben. Dabei zeigt sich, dass es für eine erfolgversprechende künstlerisch-pädagogische Arbeit mit rechtsorientierten Jugendlichen nicht nur eines besonderen milieuspezifischen Wissens über die Lebenswelt der rechtsextremen Szene bedarf. Diese Arbeit erfordert auch eine pädagogische sowie politische Haltung, die rechtsorientierte Jugendliche als Personen und Menschen mit Bedürfnissen, Träumen, Lebenszielen usw. anerkennt und mit einer milieuübergreifenden, diversitätsbewussten Perspektive die unterschiedlichen Wege und Faktoren, die zu einer „rechten Karriere“ führen können, in der jugendkulturellen Arbeit berücksichtigt, ohne die menschenverachtenden Weltbilder zu akzeptieren.
The transfer of historically grown monolithic software architectures into modern service-oriented architectures creates a lot of loose coupling points. This can lead to an unforeseen system behavior and can significantly impede those continuous modernization processes, since it is not clear where bottlenecks in a system arise. It is therefore necessary to monitor such modernization processes with an adaptive monitoring concept to be able to correctly record and interpret unpredictable system dynamics. This contribution presents a generic QoS measurement framework for service-based systems. The framework consists of an XML-based specification for the measurement to be performed – the Information Model (IM) – and the QoS System, which provides an execution platform for the IM. The framework will be applied to a standard business process of the German insurance industry, and the concepts of the IM and their mapping to artifacts of the QoS System will be presented. Furtherm ore, design and implementation of the QoS System’s parser and generator module and the generated artifacts are explained in detail, e.g., event model, agents, measurement module and analyzer module.