@phdthesis{Zazai2020, author = {Zazai, M. Fawad}, title = {Berechnung der Trajektorien f{\"u}r die Entwicklung von optimalen Routen}, editor = {F{\"u}genschuh, Armin}, issn = {2627-6100}, doi = {10.26127/BTUOpen-5228}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-52286}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2020}, abstract = {Die Konstruktionsplanung von neuen Transitrouten oder Energieleitungen auf einem topografischen Gel{\"a}nde wird von Ingenieuren in der Regel manuell vorgenommen, ohne dass eine Optimalit{\"a}t garantiert werden kann. Wir stellen einen neuen Ansatz zur Berechnung von Trajektorien f{\"u}r die Entwicklung neuer optimaler Transitrouten und Energieleitungen zwischen zwei Standorten auf einer Untermannigfaltigkeit U von IR³ vor. Diese Untermannigfaltigkeit repr{\"a}sentiert die Topographie eines Gel{\"a}ndes. U wird n{\"a}herungsweise durch ein spezielles gewichtetes Gitternetz modelliert. Auf diesem Gitternetz werden die k{\"u}rzesten Wege f{\"u}r den Bau neuer Routen bestimmt, wobei wir drei Optimierungskriterien betrachten werden: Routen mit minimaler L{\"a}nge, Routen mit geringsten Baukosten und Routen mit minimalen absoluten H{\"o}henvariationen oder minimalen absoluten Steigungen. Anschließend wird eine Kombination dieser Kriterien gebildet, um dieses Problem zu einem multikriteriellen Optimierungsproblem zu erweitern. Ein Algorithmus f{\"u}r den k{\"u}rzesten Weg, wie der Dijkstra-Algorithmus, wird verwendet, um optimale Kompromisse f{\"u}r die Konstruktion neuer Routen zu berechnen.}, subject = {K{\"u}rzeste Wege; Trajektorienplanung; Optimale Routen; Multikriterielle Optimierung (Pareto-Front); Geoinformationssysteme; Shortest paths; Trajectory planning; Optimal routes; Multi-criteria optimization (Pareto frontier); Geographic information system; Bahnplanung; Geoinformationssystem; K{\"u}rzester-Weg-Problem; Multikriterielle Optimierung}, language = {de} } @misc{Werger2021, type = {Master Thesis}, author = {Werger, Tabea}, title = {Instandhaltungsprogramm - NH90 : ein ganzzahliger Ansatz zur Optimierung des Instandhaltungsprogramms eines milit{\"a}rischen Luftfahrzeugs}, doi = {10.26127/BTUOpen-5872}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-58724}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Die vorliegende Arbeit untersucht die Instandhaltungsplanung eines milit{\"a}rischen Luftfahrzeugs. Das Ziel ist die Eingliederung aller Instandhaltungsaufgaben des Luftfahrzeugs in Wartungsintervalle, die durch das aktuelle Instandhaltungsprogramm festgelegt sind. Dieses besteht aus bereits gem{\"a}ß ihrer Frist paketierten Instandhaltungsaufgaben und aus nicht zugeordneten Aufgaben, welche im Folgenden betrachtet werden. Gegenstand der Untersuchung sind die Arbeitsdauer und die Frist der Instandhaltungsaufgaben. Die nicht paketierten Instandhaltungsaufgaben sollen so zugeordnet werden, dass der Arbeitsaufwand und die verlorenen Tage, die durch das Vorziehen von Instandhaltungsaufgaben entstehen, auf ein Minimum reduziert werden. Daf{\"u}r wird ein multikriterielles, ganzzahliges Optimierungsmodell entwickelt. Zum L{\"o}sen wird der Solver IBM ILOG CPLEX Optimization Studio (V 20.1.0.0) verwendet. In der Auswertung wird zus{\"a}tzlich zu den Ergebnissen der Optimierung die Auswirkung von aggregierten und disaggregierten Formulierungen untersucht sowie der Effekt von Ver{\"a}nderungen der Aggressivit{\"a}t von Schnittebenenverfahren.}, subject = {Gemischt-ganzzahlige Optimierung; Hubschrauber; Instandhaltung; Planung; Schnittebenenverfahren; Mixed-integer optimization; Helicopter; Maintenance; Planning; Cutting plane method; Gemischt-ganzzahlige Optimierung; Schnittebenenverfahren; Instandhaltungsplanung}, language = {de} } @masterthesis{Werger2019, type = {Bachelor Thesis}, author = {Werger, Tabea}, title = {Eine Anwendung der ganzzahligen Optimierung auf die Stundenplanerstellung einer Unteroffiziersschule der Bundeswehr}, editor = {F{\"u}genschuh, Armin}, issn = {2627-6100}, doi = {10.26127/BTUOpen-4803}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48036}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Die Bachelorarbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Erstellung eines m{\"o}glichst guten, zul{\"a}ssigen Stundenplans f{\"u}r eine Unteroffiziersschule der Bundeswehr. Die Bildungseinrichtung kann vorhandene Optimierungsprogramme f{\"u}r Stundenpl{\"a}ne nur teilweise zu Rate ziehen, da hier im Vergleich zu normalen Schulen und Universit{\"a}ten die Veranstaltungen nicht in einem Wochenzyklus stattfinden. Des Weiteren gibt es Spezialveranstaltungen, die nur an bestimmten Tagen besucht werden k{\"o}nnen. Zus{\"a}tzlich haben die zu absolvierenden Kurse eine fest vorgegebene Reihenfolge, die beachtet werden muss.}, subject = {Mixed-integer programming; Operational research; School time table planning; Ganzzahlige Optimierung; Stundenplanerstellung}, language = {de} } @masterthesis{Bluemel2019, type = {Bachelor Thesis}, author = {Bl{\"u}mel, Christian}, title = {Verfahren f{\"u}r die Berechnung und Absch{\"a}tzung der Tourenl{\"a}nge des Handlungsreisendenproblems mit wenigen Orten}, editor = {F{\"u}genschuh, Armin}, issn = {2627-6100}, doi = {10.26127/BTUOpen-5029}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-50291}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Eines der am intensivsten untersuchten Probleme aus dem Bereich der Optimierung stellt das sogenannte Traveling Salesman Problem (TSP, in deutsch: Handlungsreisendenproblem) dar. Die Aufgabe hinter dem Handlungsreisendenproblem besteht darin, f{\"u}r eine gegebene Anzahl an Orten eine Route zu entwickeln, sodass die Gesamtlänge der Route minimal ist. Zudem darf kein Ort, bis auf den ersten, mehrmals besucht werden. Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, statistische Untersuchungen bez{\"u}glich der Tourl{\"a}nge des TSP in Abh{\"a}ngig der Anzahl der besuchten St{\"a}dte vorzunehmen, wobei der Fokus auf einer kleinen Anzahl von St{\"a}dten liegt. Dazu wurde das Problem einerseits numerisch gel{\"o}st und die Verteilung der L{\"o}sungen analysiert. F{\"u}r Teilaspekte wurden analytische L{\"o}sungen berechnet.}, subject = {Handlungsreisendenproblem; Gemischt-ganzzahlige lineare Optimierung; Modellierung; Statistik; Verteilungsfunktion; Distribution function; Traveling Salesman Problem; Statistics; Mixed-integer linear optimization; Modeling; Ganzzahlige lineare Optimierung; Travelling-salesman-Problem; Mathematische Modellierung; Verteilungsfunktion}, language = {de} } @masterthesis{Meier2019, type = {Bachelor Thesis}, author = {Meier, Yvonne}, title = {Ein gemischt-ganzzahliger Ansatz zur gleichm{\"a}ßigen Verkehrsauslastung eines Ballungsraums mittels Verschiebung der Schulanfangszeiten}, editor = {F{\"u}genschuh, Armin}, issn = {2627-6100}, doi = {10.26127/BTUOpen-4802}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48023}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der gleichm{\"a}ßigen Auslastung eines Ballungsraums durch die Verschiebung der Schulanfangszeiten. Ein solcher Ballungsraum entsteht immer dann, wenn sich viele Menschen gleichzeitig, meist nah beeinander, innerhalb eines Sytems bewegen. Insbesondere entsteht ein solcher Ballungsraum bei einem sogenannten Sch{\"u}lertransportproblem, d.h. der Aufgabe, Sch{\"u}ler innerhalb eines Systems zu einer bestimmten Zeit zu ihrer Schule zu transportieren. Die Staffelung der Schulanfangszeiten bietet eine M{\"o}glichkeit, dieses hohe Personenaufkommen gezielt zu kontrollieren und zu optimieren. Die gleichm{\"a}ßigere Auslastung eines Systems beeinflusst auch die Belastung im {\"o}ffentlichen Nahverkehr. Im Gegensatz zur Schaffung neuer Alternativen k{\"o}nnen so die vorhandenen Kapazit{\"a}ten effizienter eingesetzt werden, ohne das Angebot zu reduzieren. Durch das geringere punktuelle Aufkommen von Fahrg{\"a}sten kann der zur Verf{\"u}gung stehende Fuhrpark wirksamer genutzt werden. Zus{\"a}tzlich machen die zu den Stoßzeiten entlasteten Busse und Bahnen den {\"o}ffentlichen Personennahverkehr f{\"u}r andere Zielgruppen attraktiver. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein gemischt-ganzzahliger Ansatz zur Realisation dieser Aufgabe entwickelt. In Kapitel 1 wird zun{\"a}chst ein {\"U}berblick {\"u}ber verschiedene Betrachtungsweisen und Modelle f{\"u}r Sch{\"u}lertransporte und der Optimierung von Personenaufkommen gegeben, Kapitel 2 widmet sich den notwendigen mathematischen Grundlagen, die f{\"u}r den Ansatz wichtig sind. Im Anschluss werden die Modelle konzipiert und erl{\"a}utert. Die Ergebnisse werden dargestellt und analysiert, worauf abschließend ein Ausblick {\"u}ber die behandelte Problematik folgt.}, subject = {Mixed-Integer Programming; Operational Research; School Bell Scheduling; Optimization of Public Transportation; Gemischt-ganzzahlige Optimierung; Verkehrsplanung; Sch{\"u}lertransport}, language = {de} } @misc{Zell2022, type = {Master Thesis}, author = {Zell, Sascha}, title = {Agentenbasierte Modellierung und Simulation der Rettungskette : eine Fallstudie in der Lausitz}, doi = {10.26127/BTUOpen-5873}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-58731}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2022}, abstract = {A functioning prehospital Emergency Medical Service (EMS) system is of special importance for society and subject to many new challenges of present time. Socioeconomic change and technical progress affect existing systems and force responsibles to adopt new approaches for performance optimization. Therefore this work provides a literature review on different EMS planning problems and presents an agent-based simulation approach to model the rescue chain of a region specific EMS system. Underlying data from urban region Cottbus, Brandenburg, Germany is used to parameterize and verify the model. Using a geographic information system (GIS), the model generates emergency calls according to population density with a time dependent rate and displays different key figures for evaluation of system performance. A graphical interface including operation and statistics monitoring was designed to lay the foundation for practical application.}, subject = {Emergency medical service system; Agent-based simulation; Rescue chain; Rettungsdienst; Rettungskette; Agentenbasiertes Simulationsmodell; Cottbus; Rettungswesen; Geoinformationssystem; Simulation}, language = {de} } @masterthesis{Roman2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Roman, Anschel Julio}, title = {K{\"u}nstliche neuronale Netze in biomedizinischen Anwendungen}, editor = {F{\"u}genschuh, Armin}, doi = {10.26127/BTUOpen-5630}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-56309}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Die Bachelorarbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung effizienter Methoden f{\"u}r die Klassifizierung der Stadien von Zellen. Hierbei liegt der Fokus auf sogenannten Deep-Learning-Algorithmen. Diese haben sich unter anderem in der Bilderkennung als sehr leistungsf{\"a}hig erwiesen und k{\"o}nnen genutzt werden, um große Mengen von mikroskopischen Zellbildern in kurzer Zeit zu klassifizieren. Aufgezeigt werden M{\"o}glichkeiten zur Optimierung solcher Algorithmen mit dem Ziel, Genauigkeit und Speichergr{\"o}ße zu verbessern. Es wurden hierbei der Einfluss von verschiedenen Parametern auf die Performance eines Algorithmus untersucht und gegen{\"u}bergestellt, verschiedene etablierte Modelle miteinander verglichen und eine Auswahl g{\"a}ngiger Methoden zur Modell-Optimierung getestet. Genutzt wurde die Software-Bibliothek TensorFlow, welche {\"u}ber die Programmiersprache Python angesprochen wird. Reale Anwendungsdaten wurden von der Firma Medipan zur Verf{\"u}gung gestellt.}, subject = {K{\"u}nstliche neuronale Netze; Tiefes Lernen; Nichtlineare Optimierung; Bilderkennung; Bildklassifizierung; Artificial neuronal networks; Deep learning; Nonlinear optimization; Image recognition; Image classification; Neuronales Netz; Mustererkennung; Deep learning; Nichtlineare Optimierung}, language = {de} } @masterthesis{Flister2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Flister, Tobias}, title = {Eine Heuristik zur L{\"o}sung ganzzahliger Programme mit quadratischen Nebenbedingungen}, editor = {F{\"u}genschuh, Armin}, doi = {10.26127/BTUOpen-5617}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-56175}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Die Frage nach dem L{\"o}sen von ganzzahligen Programmen mit quadratischen Nebenbedingungen spielt beim Aufbau multistatischer Sonar-Netze eine Rolle. Hierbei werden Schall-Sender und -Empf{\"a}nger in einem Ozeanabschnitt so platziert, dass m{\"o}glichst jeder Bereich durch mindestens ein Sender-Empf{\"a}nger-Paar {\"u}berwacht werden kann. Diskretisiert man den Abschnitt r{\"a}umlich, so kann die Frage nach der Platzierung durch bin{\"a}re Entscheidungsvariablen beschrieben werden. Da es auf die paarweise Platzierung ankommt, werden in den Modellen die Bin{\"a}rvariablen multipliziert, was einem logischen „Und" entspricht. Um die Modelle halbwegs schnell numerisch zu l{\"o}sen, wurden in der Literatur zahlreiche Linearisierungstechniken entwickelt und erprobt. Trotz allem Fortschritt ist man weit davon entfernt, Instanzen mit deutlich mehr als 100 Diskretisierungspunkten in annehmbarer Zeit zur Optimalit{\"a}t zu l{\"o}sen. In dieser Bachelorarbeit werden heuristische L{\"o}sungsverfahren entwickelt, welche in der Lage sind, innerhalb k{\"u}rzester Zeit gute (aber nicht beweisbar optimale) L{\"o}sungen zu liefern. Ausgangspunkt war die Grundidee, Sender und Empf{\"a}nger abwechselnd zu optimieren, bis keine weitere Verbesserung mehr eintritt. Numerische Ergebnisse werden anhand von Testinstanzen pr{\"a}sentiert und mit einem exakten Ansatz verglichen.}, subject = {Heuristiken; Ganzzahlige Programmierung; Quadratische Nebenbedingungen; Multistatisches Sonar; Netzplanung; Heuristics; Integer programming; Quadratic constraints; Multi-static sonar; Network planning; Ganzzahlige Optimierung; Heuristik; Netzplanung}, language = {de} } @masterthesis{Zhong2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Zhong, Lingyu}, title = {Set Covering Probleme in der Funknetzplanung}, doi = {10.26127/BTUOpen-6355}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-63556}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {In dieser Bachelorarbeit wird das Problem der Auswahl von Antennenstandorten f{\"u}r eine maximale r{\"a}umliche Abdeckung in 5G-Funknetzen untersucht. Das Hauptziel besteht darin, eine effiziente L{\"o}sung f{\"u}r dieses kombinatorische Optimierungsproblem zu finden, indem es als Partial Set Covering Problem formuliert und gel{\"o}st wird. Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile: Der erste Teil bietet eine Einf{\"u}hrung in die mathematischen Grundlagen des Partial Set Covering Problems, einschließlich Definitionen, Formulierung und L{\"o}sungsverfahren. Im zweiten Teil wird ein praktischer Ansatz zur L{\"o}sung dieses Problems pr{\"a}sentiert, wobei realen Instanzen f{\"u}r die Auswahl von Antennenstandorten analysiert werden. Hierbei werden zwei Hauptfragen untersucht: 1) Wie kann die gegebene Instanz in ein Partial Set Covering Problem umformuliert werden? 2) Wie kann dieses Problem mithilfe eines heuristischen Verfahrens, insbesondere des Simulated-Annealing-Algorithmus, gel{\"o}st werden? Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen dazu bei, fundierte Entscheidungen {\"u}ber den Aufbau von 5G-Netzen zu treffen und die Netzwerkabdeckung unter Ber{\"u}cksichtigung von Nebenbedingungen zu maximieren.}, subject = {5G-Funknetze; Antennenstandort-Optimierung; Kombinatorische Optimierung; Partial Set Covering Problem; Simulated-Annealing-Algorithmus; 5G radio networks; Antenna site optimization; Combinatorial optimization; Partial set covering problem; Simulated annealing algorithm; 5G; Funknetz; Antenne; Kombinatorische Optimierung}, language = {de} }