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Gladisch, Stefan; Ruth, Thomas; Jonas, Mathias

Improving Uncertainty Visualization in ENCs: Towards a Better Portrayal of Bathymetric Data Quality for Mariners

2017

Hydro International, Vol.21 (2017), 2, pp. 14-17

The visualization of bathymetric data and associated uncertainty in electronic nautical charts is important when it comes to plan and monitor a ship's route safely. However, a study confirmed that the current uncertainty representation is not very intuitive and does not provide clear orientation for mariners. To improve this situation, Fraunhofer IGD proposed novel visualization solutions for the next generation S-101 ENC standard, which are summarized in this article.

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Gladisch, Stefan; Ruth, Thomas

DQV - Data Quality Visualization: Recommendations for Visualizing Uncertainty in Electronic Nautical Charts

2016

Rostock, 2016

Nowadays, electronic nautical charts (ENCs) are common tools to support safe navigation at sea. An essential purpose of such charts is to provide information concerning measured depths of waters and their associated uncertainty, so that routes can be selected, which maintain under keel clearance. While the representation of depth information in ENCs according to S-52 is generally accepted, the visualization of associated uncertainties is not. A recent study confirmed, that the current representation of uncertainty is difficult to understand for mariners and thus is rarely used. As the the new S-101 ENC standard is in development, this study aims at proposing solutions for standardization, which can visualize uncertainty in a more suitable way. For doing so, a three step approach is applied. First, bathymetric data, associated uncertainties and mariners' tasks are analyzed. Thereafter, existing approaches for visualizing uncertainty are examined. Finally, based on a compiled list of requirements, proposals for visualizing uncertainty of bathymetric data in ENCs are provided. This includes recommendations concerning what aspects of uncertainty should be visualized, where they should be visualized and how they should be visualized.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Lukas, Uwe von; Schriever, Gerd; Nuppenau, Volker; Appel, Frank; Kühn, Manfred

FlexMoT - A Flexible and Adaptable Environmental Monitoring Platform for Offshore Applications

2016

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2016, 7 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition (OCEANS) <2016, Monterey, CA, USA>

This paper describes design, development and results from at sea tests of the FlexMoT (Flexible Monitoring Tool) monitoring platform. The goal of the project was the development of a stable and compact sensor platform with integrated vertical water column profiling, integrating new and precise chemical and physical sensors. The developed system offers a cost-efficient, easy-to-use and fast deployable underwater environmental monitoring solution with a high temporal and depth resolution. It is intended for near-real time environmental monitoring of remote, impacted and sensitive marine environments and addresses primarily non-scientific users. This paper gives an overview of the overall approach of the FlexMoT system and the system integration (hardware, software, sensors). Some of the developed core components will also be described in detail, namely the universal carrier system, the vertical profiling mechanism with a head buoy, the low impedance buoyancy, the wireless power and data transfer unit, the long-term power battery supply and the residue-free recovery concept. Additionally, a short summary of the dedicated modular data management and visualization software system for near real-time monitoring and data analysis is given. Finally, the paper reports on the conducted tests.

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Lunge, Matthias; Frank, Carsten; Esser, Elke; Fietzek, Peer; Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Lukas, Uwe von; Nuppenau, Volker; Kühn, Manfred; Appel, Frank; Schriever, Gerd; Rudorf, Uwe; Flögel, Sascha; Pfannkuche, Olaf

FlexMoT - Flexible Umweltmonitoring-Plattform für Notfall- und Langzeiteinsätze im Offshore-Bereich

2016

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi): Statustagung Maritime Technologien : Tagungsband der Statustagung 2016. Jülich: Forschungszentrum Jülich, 2016. (Schriftenreihe Projektträger Jülich), pp. 109-123

Statustagung Maritime Technologien <2016, Berlin, Deutschland>

Zielsetzung für das 2013 gestartete Projekt FlexMoT war die Entwicklung eines flexiblen Monitoring-Tools als Langzeitmesssystem, sowie als Notfallsystem mit geringstem Rüstaufwand und schneller Datenverfügbarkeit. Zusätzlich sollte die Möglichkeit bestehen, temporär vertikal (profilierend) in der Wassersäule messen zu können, wozu Messungen mit einem Fahrstuhl-Float vorgesehen wurden. Das Monitoring-System soll schwerpunktmäßig im Bereich der Umweltüberwachung im Umgebungswasser von Offshore Öl- und Gasproduktionsplattformen und Offshore-Windanlagen, aber auch für andere Messaufgaben unter Wasser, für wissenschaftliche Dauermessungen sowie zur Gewässerüberwachung genutzt werden können. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Baukastensystems, welches in der Lage ist, mit Modulkomponenten unterschiedliche Einsätze und Anforderungen zu bewältigen. Die modulare Systemstruktur soll die Anbindung unterschiedlicher Sensoren und Messgeräte ermöglichen und findet sich nicht nur auf Seiten der Hardware sondern auch in der zu entwickelnden Software zum Management, Auswertung und Visualisierung der erfassten Daten wieder.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Kluge, Sven; Lukas, Uwe von

From Sensor to Situational Awareness: An Extensible Software Approach for the Integrated Management and Visualization of Environmental Monitoring Data

2016

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2016, 8 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition <2016, Monterey, CA, USA>

This paper describes the integrated FlexMoT data management and visualization software system for marine sensor data. Unlike most existing solutions this software platform is designed to be neither data-centric nor visualization-centric, but seamlessly integrating both, management and visualization of measurement data. Within the project FlexMoT (Flexible Monitoring Tool) a modular, easy-to-use and fast deployable environmental monitoring solution with a high temporal and depth resolution for underwater environments has been developed. This monitoring system was designed for the use in the underwater surrounding of offshore installations like oil rigs or gas production platforms and other critical and sensitive marine environments. It enables the exact measurement of concentration of dissolved gases such as methane in water and other environmental parameters that may be indicators of leakages. The FlexMoT software stack offers situational awareness and advanced decision support in environmental monitoring by organizing, preparing and presenting the gathered sensor data in a way that (1) operator personnel of offshore installations and marine researchers can draw the right conclusions and (2) appropriate actions can be initiated swiftly and well-informed. Similar to the modular hardware approach, the software uses a plugin approach to foster the simple reconfiguration to different use-cases. The designed visualization system utilizes human perception to transform lots of data quickly and intuitively into helpful information, to draw attention to critical events or striking data and support explorative data analysis with interactive displays. The implemented visualization solution combines recent webtechnologies and linked interactive 2D and 3D data presentations utilizing a direct-touch interaction metaphor. In this paper, we present the complete software stack of FlexMoT for data management, operational near real-time monitoring, visual data analytics of marine environmental data and visual forecast of gas leakage situations. It is proposed as a universal approach to improve visualization-based work with heterogeneous sensor data in environmental monitoring and marine research.

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Paul, Stephan; Ruth, Thomas (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Interactive, Dynamic Segmentation of Spatio-Temporal, Multidimensional Marine Data

2016

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2016

This thesis investigates methods to computationally segment marine sensor data in the domain of Oceanography. The segmentation supports the domain expert in visually analyzing water mass dynamics. Clustering techniques are used to aggregate specific types of sensor data. The resulting borders are visualized as an animation along the time axis. A plug-in-oriented architecture is presented to enable switching module-level implementations during live visualizations.

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Ruth, Thomas

Schlussbericht FLEXMOT: Flexibles Langzeit-Monitoring Tool

2016

Rostock, 2016

Die Aufgaben des Fraunhofer IGD im Rahmen des Projektes FLEXMOT waren die Entwicklung von Modulen für den Datenempfang, die Datenverwaltung und die Datenvisualisierung. Seit der gemeinsamen Festlegung durch alle Projektpartner im Konsortialmeeting am 29.10.2013 zeichnete das Fraunhofer IGD auch für das Gesamtprojektmanagement verantwortlich. Dies beinhaltete die organisatorischen und koordinierenden Aufgaben innerhalb des Konsortiums. Das Vorhaben wurde vor dem Hintergrund gestartet, dass durch die wachsende Expansion der Offshore-Exploration der Öl & Gas-Industrie, dem wachsenden gesellschaftlichen Umweltbewusstsein und Großunfällen wie dem Macondo-Blowout 2010 im Golf von Mexiko (Deep Horizon Unglück) offenbar wurde, wie groß der Bedarf für Umweltmonitoring-Technik ist, die besser und schneller einsetzbar, rekonfigurierbar und benutzbar sind (modulares Grundkonzept, geringe Rüstzeiten, lange Standzeiten) und zugleich größere Bereiche abdecken und eine schnelle Datenverfügbarkeit bieten. Daher initiierte der Hersteller von Gas-Sensorik Contros GmbH aus Kiel, der über entsprechendes Branchen-KnowHow und Kontakte im Öl&Gas-Bereich verfügte, zusammen mit den Unternehmen Oktopus GmbH und LEONI Special Cables GmbH und den Wissenschaftspartnern GEOMAR (Kiel) und Fraunhofer IGD (Rostock) das Projekt FlexMoT. Durch dieses Konsortium war sichergestellt, dass alle Bereiche (Mechanik, Sensorik, Prozess-KnowHow, Software für Datenmanagement und -auswertung und wissenschaftliche Unterwasser-Expertise) im Projekt vorhanden waren. Zudem war der anvisierte industrielle Markt für funktionierende und langzeittaugliche Monitoringinstrumente aufgrund der hohen Ölpreise sehr vielversprechend. Ziel war es, ein entsprechendes flexibles und modulares System zu entwickeln, welches die entscheidenden Schwächen bisheriger System umgeht und auch für den Einsatz durch nichtwissenschaftliche Anwender (Industriekunden) geeignet ist. Im Projekt sollte zum einen eine Erprobung der Entwicklungen auf ihre Unterwasser- und Einsatztauglichkeit hin stattfinden. Zum andere sollte die Funktionstüchtigkeit des Gesamtsystems nachgewiesen werden. Für diese Feldtests war es notwendig, mit einem geeigneten Schiff im angestrebten Einsatzumfeld, der Nordsee, und in typischen Wassertiefen der Kontinentalschelf-Offshore-Förderung zu testen. Das GEOMAR organisierte und stellte dafür das Forschungsschiff FS ALKOR und Schiffszeiten sowie wissenschaftliches Equipment für die Referenzmessungen zur Verfügung.

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Lukas, Uwe von; Ruth, Thomas; Deistung, Eik; Huber, Linda

Leveraging the Potential of 3D Data in the Ship Lifecycle with Open Formats and Interfaces

2015

Bertram, Volker (Ed.): COMPIT' 15 : 14th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. Hamburg: Technische Universität Hamburg-Harburg, 2015, pp. 318-330

International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT) <14, 2015, Ulrichshusen, Germany>

This paper presents selected 3D applications from several phases in the lifecycle of a ship that have been implemented by Fraunhofer IGD in recent years. All are built on open standards and not tightly coupled to any software suite of a given 3D CAD vendor. This openness is the key for easy adaptation to any existing IT infrastructure and a high level of flexibility. To illustrate our approach, we present technical details of some of the developed applications as case studies. In the outlook section of the paper, we formulate some tasks for future work including specification of a lightweight exchange format for the maritime sector based on ISO standard JT.

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Deistung, Eik; Audersch, Stefan; Ruth, Thomas

MarOpTra-3D - Trainingsunterstützung für Schiffe und Offshore-Anlagen mittels 3D-Computergraphik

2015

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2015: Computergraphik für die Praxis : Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2015. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2015, pp. 175-190

Go-3D <7, 2015, Rostock, Germany>

MarOpTra-3D ist ein Autorenwerkzeug und ermöglicht eine erhebliche Beschleunigung bei der Erstellung virtueller Trainingswelten für die maritime Ausbildung, ohne dass hierfür tiefgreifende programmiertechnische Kenntnisse benötigt werden. Die Erstellung eines Trainingsobjekts (Schiff, Offshore-Plattform o. ä.) basiert dabei auf einem generischen Produktdatenmodell. Vorhandene Entwurfsdaten aus der Konstruktion maritimer Produkte können genutzt werden, um das Trainingsobjekt an die Realität anzunähern. Das Trainingsobjekt kann über verschiedene Teilkomponenten der Autorenumgebung effizient mit erforderlichen Trainingsinhalten verknüpft werden, so dass sich Trainingsszenarien aufbauen, durchführen und auswerten lassen. Vom Fraunhofer IGD wurde an der Gesamtarchitektur maßgeblich mitgewirkt, der Generator zum Erzeugen von Trainingsanwendungen entwickelt sowie die Laufzeitumgebung zum Ausführen der Trainingsanwendung umgesetzt.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Huber, Linda; Lukas, Uwe von; Zabel, Jakob

Using Direct-touch Interaction for the Visual Exploration of Profiling Sensor Data

2015

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2015 MTS/IEEE Washington. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2015, 8 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition (OCEANS) <2015, Genova, Italy>

We present a novel software approach for the interactive and integrated visual exploration of sensor data acquired by profiling platforms. The solution combines decent web-technologies and linked interactive 2D and 3D data presentations utilizing a direct-touch interaction metaphor. The user can point with his finger on specific data points and slide through the depth profiles and the time scale. For the visualization and interaction design, widely recognized visualization and interaction principles and techniques like "focus & context" and "overview & detail" were incorporated. Our goal is to facilitate the dynamic exploration of spatio-temporal sensor data, to reduce visual clutter in the user interface and to allow the user to focus in on specific time and depth situations. We present first results of a user study with domain experts (marine researchers). The goal of the study was to prove the design considerations and to investigate the practicability of web-based interactive visualization and direct-touch interaction for analytical tasks. Additionally we tested the suitability of our approach for data exploration tasks on different multi-touch display setups. The study results show, that through the intuitive direct-touch interaction and the linked 2D and 3D visualizations of the data sets, the proposed solution offers a better support to explore profiling data sets, compared to currently available nonintegrated tool sets. The presented approach also reduces the efforts of analytical tasks. While the proposed 3D view of ADCP data was considered very useful for a fast assessment of current conditions in the water column, most of the participants also had problems to fully understand the offered navigation and interaction within the 3D space. Creating an intuitive view navigation in 3D space with direct-touch interaction proved to be rather challenging and needs a careful design.

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Astor, Michael; Jarowinsky, Michael; Lukas, Uwe von; Bartels, Hans-Jürgen; Bechtold, Ingrid; Glöckner, Ulf; Klose, Georg; Plume, Anna-Marleen; Ruth, Thomas; Schneidenbach, Tina

Abschlussbericht - Marktperspektiven von 3D in industriellen Anwendungen

2013

Berlin, 2013

Ziel der Studie war die Erstellung einer belastbaren Prospektion der Markt- und Technologieentwicklungen in dem umrissenen Feld. Vor einem Prognosehorizont bis zum Jahr 2020 wurden die wichtigsten technischen und ökonomischen Trends für industrielle Anwendun-gen von 3D-Technologien erfasst und dokumentiert. Die Studienergebnisse beruhen auf einer systematischen Betrachtung der 3D-Prozesskette mit den einzelnen Prozessschritten: Aufnahme der Daten; Aufbereitung der Daten; Datenausgabe und Interaktion

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Kiehl, Sven; Urban, Bodo (Betreuer); Ruth, Thomas (Betreuer); Gutzeit, Enrico (Betreuer)

Automatische Datenextraktion aus Konstruktionszeichnungen in Enterprise Search-Systemen zur Verbesserung ihrer Durchsuchbarkeit

2013

Rostock, Univ., Master Thesis, 2013

Die vorliegende Arbeit stellt Methoden zur Informationsextraktion aus eingescannten Konstruktionszeichnungen vor. Deren Ziel ist es, aus diesen sinnvolle Metadaten zu entnehmen und dadurch die Durchsuchbarkeit bzw. Wiederauffindbarkeit dieser Dokumente in Enterprise Search-Systemen zu verbessern. Die gesuchten Informationen sind hauptsächlich im Schriftfeld der Zeichnung vorhanden. Bestehende Ansätze verwenden meist musterbasierte Erkennungsmethoden, deren großer Nachteil daran besteht, dass die Erzeugung geeigneter Muster einen hohen manuellen Arbeitsaufwand bedeutet. Ein Strukturbasierter Ansatz mit Hilfe von Bildverarbeitungs-Algorithmen der Open Source-Bibliothek OpenCV wird konzipiert und innerhalb eines Geschäftsprozesses in BPMN 2.0-Notation integriert. Weitere notwendige Teilschritte zur Extraktion der Metadaten auf einer Konstruktionszeichnung werden zusammen mit der Bildverarbeitung in der Process Engine von camunda BPM ausgeführt. Erste Tests innerhalb des Prototyps zeigen das Potential dieses Konzepts. Es werden weitere Vorschläge für Anpassungen und Erweiterungen des Metadaten-Extraktions-Prozesses erläutert, die aufgetretene Probleme einschränken oder beseitigen können.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan

Framework zur Erzeugung interaktiver 3D-Meeresmodelle mit Web3D-Technologien

2013

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2013: Computergraphik für die Praxis : Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2013. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2013, pp. 127-139

Go-3D <6, 2013, Rostock, Germany>

In diesem Beitrag wird ein Framework zur automatischen Erzeugung interaktiver dreidimensionaler Meeresmodelle basierend auf Web3D-Technologien vorgestellt. Mit Hilfe des Ansatzes wurden exemplarisch verschiedene interaktive 3D-Unterwassergeländemodelle der Ostsee erstellt. Bathymetrische Datensätze beschreiben die topographische Gestalt der Meeresböden. In der Meeresforschung und Hydrographie werden zum Datenaustausch zumeist Grid-Datensätze in verschiedenen Formaten verwendet. Dabei werden die mit verschiedenen Erfassungstechniken erfassten Tiefendaten auf ein regelmäßiges räumliches Gitter abgebildet. Der Beitrag gibt einen kurzen Abriss über übliche Bathymetrie- Datenmodelle. Das entwickelte Framework ermöglicht sowohl die einfache Analyse solcher bathymetrischen Grid-Datensätze als auch die anschließende automatische Erzeugung von Modellen daraus, die die Web3D-Technologien X3D bzw. X3DOM nutzen. Die erzeugten Unterwassergeländemodelle lassen sich so beispielsweise in Virtual Reality- Umgebungen oder in modernen Webbrowsern interaktiv manipulieren und bieten damit vielfältige Analysemöglichkeiten in der Meeresforschung. Anhand eines frei verfügbaren Ostsee-Bathymetrie-Datensatzes werden die Eignung des gewählten Generierungsansatzes und mögliche Anwendungen der erzeugten interaktiven 3D-Meeresmodelle aufgezeigt.

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Gielow, Martin; Urban, Bodo (Betreuer); Ruth, Thomas (Betreuer); Audersch, Stefan (Betreuer)

Plugin-Konzept für das Management und die Visualisierung mariner Messdaten

2013

Rostock, Univ., Master Thesis, 2013

Die Überwachung von Offshore-Plattformen und deren näheres Umfeld stellt eine sicherheitskritische Aufgabe dar. Bleibt ein Leck bei einer Ölbohrung unentdeckt, so können Schäden erheblichen Ausmaßes für Personal, Anlagen und die Umwelt die Folge sein. Die Praxis zeigt, u.a. an der durch ein Blowout gesunkenen Ölbohrplattform Deepwater Horizon, dass die existierenden Maßnahmen und Systeme, die zur Überwachung eingesetzt werden, noch keine absolute Sicherheit gewährleisten. Bestehende Softwareysteme in diesem Umfeld sind zudem häufig entweder daten-, oder visualisierungsorientiert. Über nahtlos integrierte Systeme für Messdatenverwaltung und -visualisierung gibt es bislang nur wenige Veröffentlichungen. In dieser Arbeit wird ein Konzept für eine flexibel einsetzbare und erweiterbare Softwareplattform vorgestellt, die die Messdaten von Unterwasser-Messstationen empfangen und visualisieren kann. Es wird das Ziel verfolgt, durch ein Plugin-Konzept die Erweiterbarkeit der Plattform um die Unterstützung neuer Sensortypen und Visualisierungen zu realisieren. Zusätzlich ermöglicht ein Beschreibungsmechanismus die softwaregestützte Auswahl von Visualisierungen für Messdaten einer gegebenen Messgröße. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass wichtige Informationen erkennbar gemacht werden und Benutzer der Software keine aufwändigen Konfigurationen vornehmen müssen, um die richtigen Visualisierungen anzuzeigen.

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Ruth, Thomas; Gladisch, Stefan; Kiehl, Sven

Generierung interaktiver Bathymetriemodelle für Mixed Reality-Umgebungen

2012

Paul, Lothar (Ed.) et al.: 3D-NordOst 2012 : 15. Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten. Berlin: GFaI, 2012, pp. 137-146

Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten (3D-NordOst) <15, 2012, Berlin, Germany>

Dieser Beitrag stellt ein Framework zur automatischen Erzeugung von interaktiven dreidimensionalen Meeresmodellen vor. Mit Hilfe des Ansatzes wurden exemplarisch interaktive und echtzeitfähige 3D-Unterwassergeländemodelle der Ostsee erstellt, die innerhalb der Mixed Reality-Umgebung instant reality dargestellt und manipuliert wurden. Bathymetrische Datensätze beschreiben die topographische Gestalt der Meeresböden. In der Meeresforschung und Hydrographie sind zum Datenaustausch Grid-Datensätze in verschiedenen Formaten üblich. Dabei werden die Originaldaten auf ein regelmäßiges Gitter abgebildet. Der Beitrag gibt einen kurzen Abriss über übliche Bathymetrie-Datenformate und verfügbare Datensätze. Das entwickelte Framework ermöglicht die Analyse solcher bathymetrischen Grid-Datensätze und die anschließende Erzeugung von X3D-Modellen daraus. Die erzeugten Unterwassergeländemodelle im X3D-Format lassen sich in Virtual Reality-Umgebungen interaktiv manipulieren und bieten damit vielfältige Analysemöglichkeiten in der Meeresforschung. Mit Hilfe eines frei verfügbaren Bathymetrie-Datensatzes für die Ostsee wird die Eignung des gewählten Generierungsansatzes aufgezeigt. Vorgestellt werden weiterhin mögliche Anwendungen der erzeugten interaktiven 3D-Meeresmodelle.

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Ruth, Thomas; Flach, Guntram; Weitzel, Martin

IMOTRIS: Strategische Planung intermodaler Seehafenhinterland-Transportketten auf der Basis von Semantic Web-Technologien

2012

Schenk, Michael (Ed.) et al.: 17. Magdeburger Logistiktage : Sichere und nachhaltige Logistik. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2012, pp. 235-241

Magdeburger Logistiktagung <17, 2012, Magdeburg, Germany>

Bis die Waren beim Kunden ankommen, legen sie über Straßen, auf Schienen und Schiffen einen langen Weg zurück. Die einzelnen Logistikdienstleister benutzen für die Abwicklung komplizierte Informationssysteme, die jedoch oft nicht miteinander vernetzt sind. Um ein effizientes Zusammenspiel der Schnittstellen Wasser-Schiene-Straße zu ermöglichen, wird ein zentrales automatisiertes Informationssystem für den Korridor zwischen Nord-Ost und Südeuropa erarbeitet. Das Vorhaben IMOTRIS wurde in einem 2010 gestarteten Gemeinschaftsprojekt umgesetzt, an dem verschiedene Seehäfen wie Wismar, Stralsund, Fracht- und Fischereihafen Rostock, Binnenhafen Magdeburg sowie Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer IFF Magdeburg und das Fraunhofer IGD Rostock mitwirken. Mit diesem neuartigen Wissenskonzept werden die Potenziale heimischer Seehäfen gestärkt und für das Land Mecklenburg-Vorpommern neue Wirtschaftsbereiche in Europa erschlossen. IMOTRIS ist eine Webanwendung, die es Nutzern der logistischen Domäne erlaubt, intermodale Transportketten strategisch zu planen. Einerseits müssen für diese Aufgabe umfangreiche Daten gesammelt werden, andererseits müssen diese Daten als Wissen zur Verfügung stehen, damit die Algorithmen zur Komposition von Transportketten semantisch korrekte Aussagen treffen können. Die Bewegung des Semantic Web hat genau zu diesem Zweck in dem vergangenen Jahrzehnt eine Reihe von Standards, Konzepten und Werkzeugen hervorgebracht. Dieser Beitrag beschreibt die Verwendung dieser Technologien in IMOTRIS zur Komposition semantisch geeigneter intermodaler Transportketten. Es entstand unter anderem ein Vokabular zur Beschreibung von logistischen Gütern und Dienstleistungen sowie eine darauf basierende Wissensbasis. Mit dessen Hilfe erfolgt die Auswahl von geeigneten Transportrouten, Umschlagspunkten und logistischen Dienstleistern entlang der Transportkette.

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Wunderlich, Tobias; Müller, Andreas (Betreuer); Ruth, Thomas (Betreuer)

Semantische Annotation von Dokumenten in verteilten Unternehmensdatenquellen zur Verbesserung ihrer Durchsuchbarkeit

2012

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2012

Das Ziel dieser Arbeit war das am Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) eingesetzte Enterprise-Search-System mit einem Ansatz zur semantischen Verknüpfung von Dokumenten zu erweitern um die Suchunterstützung zu verbessern. Dazu wurde zunächst ein Konzept zur Erkennung und Klassifizierung von Eigennamen in Dokumenten und deren Visualisierung innerhalb der Suchplattform erstellt. Dafür wurden Eigennamensklassen definiert, die potentiell zu einer Suchverbesserung beitragen können. Auf Basis eines bestehenden regelbasierten Ansatzes der Named Enitity Recognition (NER) wurde ein eigenes System mit Fokus auf die Unterstützung von Dokumenten des IGD erstellt. Dieser wurde dann in die Indexierungspipeline der Suchplattform integriert, um dem Nutzer nach einer Suchanfrage alle in den Ergebnisdokumenten enthaltenen Eigennamen als Facetten darstellen zu können. Den Abschluss dieser Arbeit bildet eine Evaluation des eigenen NER-Systems und ein Vergleich mit bestehenden Ansätzen.

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Weitzel, Martin; Flach, Guntram (Betreuer); Ruth, Thomas (Betreuer)

Einsatzmöglichkeiten für Technologien des Semantic Web im Rahmen der strategischen Planung intermodaler Seehafenhinterland-Transport-Ketten

2011

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2011

IMOTRIS ist eine Webanwendung, die es Nutzern der logistischen Domäne erlaubt, intermodale Transportketten strategisch zu planen. Einerseits müssen für diese Aufgabe umfangreiche Daten gesammelt werden, andererseits müssen diese Daten als Wissen zur Verfügung stehen, damit die Algorithmen zur Komposition von Transportketten semantisch korrekte Aussagen treffen können. Die Bewegung des Semantic Web hat genau zu diesem Zweck in dem vergangenen Jahrzehnt eine Reihe von Standards, Konzepten und Werkzeugen hervorgebracht. Diese Diplomarbeit evaluiert Einsatzmöglichkeiten dieser Technologien in IMOTRIS und implementiert ausgewählte Anwendungsfälle. Es entsteht unter anderem ein Vokabular zur Beschreibung von logistischen Gütern und Dienstleistungen sowie eine darauf aufbauende Wissensbasis. Auf ihrer Grundlage werden Inferenzregeln für eine kontextabhängige Dienstleistungs- und Webserviceselektion implementiert.

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Ruth, Thomas; Flach, Guntram; Weitzel, Martin

Semantics-based, Strategic Planning and Composition of Intermodal Freight Transport Services in Sea Port Hinterlands

2011

Lindstaedt, Stefanie (Ed.) et al.: i-KNOW '11. Proceedings : 11th International Conferences on Knowledge Management and Knowledge Technologies. New York: ACM, 2011. (ACM International Conference Proceedings Series 541), 8 p.

International Conference on Knowledge Management and Knowledge Technologies (I-KNOW) <11, 2011, Graz, Austria>

The modular logistic transport of goods on streets, railroads, inland water and sea is a complex and versatile process. It requires exact knowledge of geographic information, available logistical service providers and communication channels. This application paper describes IMOTRIS, an automated Intermodal Transport Routing Information System which is developed as a state-aided collaborative project that benefits from practical experience by contributions from different ports and transport service providers. We present a novel approach which combines service-oriented multi-modal route planning with semantic web technologies for the selection and ranking of transport and turnover services to create suitable and optimized complex logistic service chains. We utilize committed semantic descriptions of logistic services and their relationships with regard to the application context.

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Flach, Guntram; Ruth, Thomas

IMOTRIS - Nutzung des OpenStreetMap-Ansatzes im Rahmen eines Intermodalen Transport Routing Informations-Systems

2010

Bill, Ralf (Ed.) et al.: GeoForum MV 2010 : Vernetzte Geodaten: Vom Sensor zum Web. Berlin: GITO-Verlag, 2010, pp. 41-45

GeoForum MV <6, 2010, Warnemünde, Germany>

Bis die Waren beim Kunden ankommen, legen sie über Straßen, auf Schienen und Schiffen einen langen Weg zurück. Die einzelnen Transportdienstleister benutzen für die Abwicklung komplizierte Informationssysteme, die jedoch nicht miteinander vernetzt sind. Um ein effizientes Zusammenspiel der Schnittstellen Wasser-Schiene-Straße zu ermöglichen, wird ein zentrales automatisiertes Informationssystem für die Route Nord-Ost und Südeuropa erarbeitet. Das Vorhaben IMOTRIS wird in einem 2009 gestarteten Gemeinschaftsprojekt umgesetzt, an dem verschiedene Seehäfen wie Wismar, Stralsund, Fracht- und Fischereihafen Rostock, Binnenhafen Magdeburg sowie Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer IFF Magdeburg und das Fraunhofer IGD Rostock mitwirken. Mit diesem Wissenskonzept werden die Potenziale heimischer Seehäfen gestärkt und für das Land Mecklenburg-Vorpommern neue Wirtschaftsbereiche in Europa erschlossen.

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Flach, Guntram; Ruth, Thomas; Schröder, Jörg; Kuper, Marcus

Knowledge-based Information Retrieval Services in unternehmensübergreifenden Wartungs- und Instandhaltungsumgebungen

2010

Fähnrich, Klaus-Peter (Ed.) et al.: Informatik 2010. Service Science - Neue Perspektiven für die Informatik. Band 1. Bonn: Köllen, 2010. (GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI) P-175), pp. 919-924

Informatik 2010 - Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) <40, 2010, Leipzig, Germany>

Neben den klassischen Produktionsfaktoren Arbeit, Kapital und Boden spielt Wissen eine zunehmend wichtigere Rolle in modernen Unternehmenskulturen. Insbesondere bei hohen Wachstumsraten besteht die Notwendigkeit, die Verwaltung des Wissens kontinuierlich an die sich verändernden Geschäftsfelder anzupassen, der Gefahr des Verlustes von Wissen entgegenzuwirken und flexible Strukturen für die Verbreitung von Wissen zu etablieren. Die Entwicklung zukunftssicherer Wissensmanagementsysteme wird somit immer mehr zu einem entscheidenden Wettbewerbs- und Erfolgsfaktor. Dies betrifft insbesondere Problemstellungen bzgl. der Adaptivität von unternehmensübergreifenden Service- und Wartungsprozessen sowie die Entwicklung und Umsetzung zugehöriger Modelle im Bereich der Unternehmenskooperation. Das Projektvorhaben KnowledgeGRID startete als Kooperationsprojekt mit der BfPI GmbH im April 2009 und läuft bis Dezember 2010 und wird vom Wirtschaftsministerium des Landes Mecklenburg-Vorpommern gefördert.

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Flach, Guntram; Ruth, Thomas; Schröder, Jörg; Kuper, Marcus

KnowledgeGRID - Wissensbasierte Assistenz in Wartung und Service

2010

Cleve, Jürgen (Ed.): 7. Wismarer Wirtschaftsinformatiktage : WIWITA 2010. Wismar, 2010, pp. 35-40

Wismarer Wirtschaftsinformatiktage (WIWITA) <7, 2010, Wismar, Germany>

Neben den klassischen Produktionsfaktoren Arbeit, Kapital und Boden spielt Wissen eine zunehmend wichtigere Rolle in modernen Unternehmenskulturen. Insbesondere bei hohen Wachstumsraten besteht die Notwendigkeit, die Verwaltung des Wissens kontinuierlich an die sich verändernde Geschäftsfelder anzupassen, der Gefahr des Verlustes von Wissen entgegenzuwirken und flexible Strukturen für die Verbreitung von Wissen zu etablieren. Die Entwicklung zukunftssicherer Wissensmanagementsysteme wird somit immer mehr zu einem entscheidenden Wettbewerbs- und Erfolgsfaktor. Dies betrifft insbesondere Problemstellungen bzgl. der Adaptivität von unternehmensübergreifenden Service- und Wartungsprozessen sowie die Entwicklung und Umsetzung zugehöriger Modelle im Bereich der Unternehmenskooperation. Das Projektvorhaben KnowledgeGRID startete als Kooperationsprojekt mit der BfPI GmbH im April 2009 und läuft bis Dezember 2010 und wird vom Wirtschaftsministerium des Landes Mecklenburg-Vorpommern gefördert.

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Flach, Guntram; Ruth, Thomas; Hasberg, Dania; Jahn, Carlos

Semantik-basierte, strategische Planung und Komposition intermodaler Seehafenhinterland-Transport-Services

2010

Fähnrich, Klaus-Peter (Ed.) et al.: Informatik 2010. Service Science - Neue Perspektiven für die Informatik. Band 1. Bonn: Köllen, 2010. (GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI) P-175), pp. 311-316

Informatik 2010 - Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) <40, 2010, Leipzig, Germany>

Das Transportieren von Waren auf den Verkehrsträgern Straße / Schiene / Wasser ist ein komplexer und vielseitiger Vorgang, dessen Planung die genaue Kenntnis von Informationsflüssen, Kommunikationswegen und logistischen Kompetenzen erfordert. Die einzelnen Transportdienstleister benutzen für die Abwicklung komplizierte Informationssysteme, die jedoch nicht miteinander vernetzt sind. Dieses kann zu Informationsverlust durch Medienbrüche führen. Um ein effizientes Zusammenspiel der Schnittstellen Wasser-Schiene-Straße im Sinne einer flexiblen Dienste-Komposition (Cloud) zu ermöglichen, wird ein zentrales automatisiertes Informationssystem (Internetplattform) erarbeitet. Das Vorhaben IMOTRIS wird in einem 2009 gestarteten Gemeinschaftsprojekt umgesetzt, an dem verschiedene Seehäfen wie Wismar, Stralsund, Fracht- und Fischereihafen Rostock, Binnenhafen Magdeburg sowie Forschungseinrichtungen wie die Technische Universität Hamburg-Harburg (Institut für Maritime Logistik) und das Fraunhofer IGD Rostock mitwirken. Mit ersten Lösungsansätzen werden Methoden und Anwendungen entwickelt, die neue logistische Konzepte für die strategische Planung und das Qualitätsmanagement logistischer Dienstleistungen ermöglichen. Schwerpunkt dabei ist die semantische Beschreibung von Logistik-Dienstleistungen innerhalb des betrachteten Anwendungskontextes auch als Voraussetzung für die mögliche Virtualisierung von Logistik-IT-Diensten (Cloud-Computing).

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Flach, Guntram; Ruth, Thomas; Hasberg, Dania; Kahl, Mathias

Wissensbasierte Services in intermodalen Seehafen-Hinterland-Umgebungen

2010

Cleve, Jürgen (Ed.): 7. Wismarer Wirtschaftsinformatiktage : WIWITA 2010. Wismar, 2010, pp. 82-86

Wismarer Wirtschaftsinformatiktage (WIWITA) <7, 2010, Wismar, Germany>

Bis die Waren beim Kunden ankommen, legen sie über Straßen, auf Schienen und Schiffen einen langen Weg zurück. Die einzelnen Transportdienstleister benutzen für die Abwicklung komplizierte Informationssysteme, die jedoch nicht miteinander vernetzt sind. Um ein effizientes Zusammenspiel der Schnittstellen Wasser-Schiene-Straße im Sinne einer flexiblen Dienste-Komposition (Cloud) zu ermöglichen, wird ein zentrales automatisiertes Informationssystem erarbeitet. Das Vorhaben IMOTRIS wird in einem 2009 gestarteten Gemeinschaftsprojekt umgesetzt, an dem verschiedene Seehäfen wie Wismar, Stralsund, Fracht- und Fischereihafen Rostock, Binnenhafen Magdeburg sowie Forschungseinrichtungen wie die TU Hamburg-Harburg und das Fraunhofer IGD Rostock mitwirken. Mit ersten Lösungsansätzen werden Methoden und Anwendungen entwickelt, die neue logistische Konzepte für die strategische Planung und das Qualitätsmanagement logistischer Dienstleistungen ermöglichen. Schwerpunkt dabei ist die semantische Beschreibung von Logistik-Dienstleistungen innerhalb des betrachteten Anwendungskontextes auch als Voraussetzung für die mögliche Virtualisierung von Logistik-IT-Diensten (Cloud-Computing).

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Neumann, Tim; Flach, Guntram (Betreuer); Ruth, Thomas (Betreuer)

Knowledge-based Grid-Services in adaptiven, unternehmensübergreifenden Wartungs- und Instandhaltungsumgebungen

2009

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2009

Service-Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau verlangen die Fähigkeit, Applikationen, Systeme und digitale DMS-Dienste in einer lose gekoppelten Umgebung kontextabhängig anzubieten, zu finden und zu bewerten. SOA-, Repository- und Semantic Web- sowie Service-Grid-Technologien bilden eine mögliche Grundlage zur Konzeptionierung eines universellen Ansatzes, der es erlaubt mittels situationsorientierter Verfahren und semantischer Beschreibungen verschiedene Informationsquellen und Grid-Service-Prozesse anzufragen, zu steuern und zugehörige Interaktions-Verfahren wissensbasiert und kontextabhängig anzustoßen.