Untersuchungen zu kumulativen psychischen und physiologischen Effekten des fliegenden Personals auf der Kurzstrecke

Die fliegerische Tätigkeit auf der Kurzstrecke in der zivilen Luftfahrt unterliegt arbeitsspezifischen Belastungsfaktoren, die sich in wesentlichen Punkten von denen auf der Langstrecke unterscheiden. Eine hohe Arbeitsbelastung auf der Kurzstrecke ist mit vielen Starts und Landungen am Tag verbunden. Neben der Anzahl der Flugabschnitte können auch lange Flugdienstzeiten und/oder unregelmäßige Arbeitszeiten sowie der Zeitdruck während der Einsätze auf der Kurzstrecke zur Belastung für Cockpitbesatzungsmitglieder werden und zu Ermüdungserscheinungen führen. Bisher wurden flugmedizinische und -psychologische Daten hauptsächlich auf der Langstrecke in Bezug auf die Auswirkungen der Jet-Leg Symptomatik und kaum auf der Kurzstrecke erhoben. Deshalb wurde im Rahmen des DLR- Projekts „Untersuchungen zu kumulativen psychischen und physiologischen Effekten des fliegenden Personals auf der Kurzstrecke“ eine Langzeituntersuchung zur Belastung/Beanspruchung, Ermüdung sowie Erholung des Cockpitpersonals auf der Kurzstrecke über jeweils 56 Tage durchgeführt. In Zusammenarbeit mit der Deutschen Lufthansa AG dauerte die Untersuchung zu den Auswirkungen arbeitsspezifischer Belastungsfaktoren auf die Cockpitbesatzungsmitglieder der Boeing 737-Flotte von 2003 bis 2006. ZIEL: Unter Berücksichtigung theoretisch fundierter arbeitspsychologischer Konzepte war das Ziel der Studie, kumulative und akute Effekte auf das Schlaf-Wach-Verhalten, auf die Belastung/Beanspruchung sowie auf die Müdigkeit zu identifizieren, die durch aufeinander folgende Einsätze auf der Kurzstrecke innerhalb eines Zeitraums von acht Wochen auftreten können. Hierfür wurden Daten von 29 Piloten (N=13 Kapitäne; N=16 Erste Offiziere) aufgezeichnet. Das Durchschnittsalter lag bei 33,8 ± 7,9 Jahren (Kapitäne: 42,0 ± 3,8 Jahre; Erste Offiziere: 27,4 ± 2,2 Jahre). METHODEN: Über ein Handheld PC konnten effizient Fragebögen bearbeitet und das Sleep Log sowie das Flight Log geführt werden. Die subjektive Ermüdung und Arbeitsbeanspruchung wurden durch standardisierte Fragebögen (z.B. Ermüdungsskala von Samn & Perelli (1982), NASA-TLX) operationalisiert. Im Sleep Log und im Flight Log wurden das Schlaf-Wach-Verhalten sowie flugspezifische Daten dokumentiert (z.B. Dienstbeginn, Dienstende, Flugabschnitte, Zielorte, etc.). Der Schlaf-Wach-Zyklus wurde mittels der Aktimetrie während des gesamten Messverlaufs aufgezeichnet. Die objektive Leistungsfähigkeit wurde täglich morgens und abends mit Hilfe einer computergestützten Psychomotor Vigilance Task (PVT) nach Dinges & Powell (1985) erfasst. Die Leistung in der PVT diente als Indikator für die Ermüdung eines Piloten. Zusätzliche Befragungen mit Paper-Pencil-Fragebögen sollten Aufschluss über relevante, psychosoziale Randbedingungen geben, die bei den täglichen Erhebungen nicht berücksichtigt wurden (z.B. Arbeitszufriedenheit; Essgewohnheiten; Kollegenbeziehungen). ERGEBNISSE: Unter Beachtung kumulativer Effekte wurde über die Studiendauer keine Veränderung in der Schlafqualität und im Schlafbedürfnis festgestellt. Die Müdigkeit nahm dagegen während der achtwöchigen Untersuchung zu. Die Reaktionszeit in der PVT zeigte an Flugdiensttagen eine Verschlechterung über die Zeit. Insgesamt wurden keine kritischen längerfristigen Effekte analysiert. Akute signifikante Effekte wurden bei der Ermüdung, der Gesamtbelastung und der Leistungsfähigkeit an Flugdiensttagen gefunden. Die Ermüdung als auch die Gesamtbelastung stiegen bei zunehmender Flugdienstdauer und Leganzahl und die Leistung nahm in der PVT ab. Der „time on task“ Effekt zeigte sich besonders in der Ermüdung durch die fliegerische Tätigkeit ab einer Flugdienstzeit von > 10 Stunden und > 4 Legs pro Tag. SCHLUSSFOLGERUNG: Mit diesen Ergebnissen konnte eine wissenschaftliche Datenbasis geschaffen werden aus der Empfehlungen resultieren, wie die Einsatzplanung für das Cockpitpersonal auf der Kurzstrecke unter flugmedizinischen und flugpsychologischen Gesichtspunkten optimiert werden kann. Zudem kann ein sachgerechter Beitrag im Rahmen der Diskussion zur Flugdienst- und Ruhezeitenregelung auf europäischer Ebene geleistet werden.

Parameter identification of structural dynamic models by inverse statistical analysis

Auf dem Gebiet der Strukturdynamik sind computergestützte Modellvalidierungstechniken inzwischen weit verbreitet. Dabei werden experimentelle Modaldaten, um ein numerisches Modell für weitere Analysen zu korrigieren. Gleichwohl repräsentiert das validierte Modell nur das dynamische Verhalten der getesteten Struktur. In der Realität gibt es wiederum viele Faktoren, die zwangsläufig zu variierenden Ergebnissen von Modaltests führen werden: Sich verändernde Umgebungsbedingungen während eines Tests, leicht unterschiedliche Testaufbauten, ein Test an einer nominell gleichen aber anderen Struktur (z.B. aus der Serienfertigung), etc. Damit eine stochastische Simulation durchgeführt werden kann, muss eine Reihe von Annahmen für die verwendeten Zufallsvariablengetroffen werden. Folglich bedarf es einer inversen Methode, die es ermöglicht ein stochastisches Modell aus experimentellen Modaldaten zu identifizieren. Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines parameter-basierten Ansatzes, um stochastische Simulationsmodelle auf dem Gebiet der Strukturdynamik zu identifizieren. Die entwickelte Methode beruht auf Sensitivitäten erster Ordnung, mit denen Parametermittelwerte und Kovarianzen des numerischen Modells aus stochastischen experimentellen Modaldaten bestimmt werden können.

Die aeroelastische Stabilitätsanalyse – ein praxisnaher Ansatz zur intervalltheoretischen Betrachtung von Modellierungsunsicherheiten am Flugzeug

Die Untersuchung des dynamischen aeroelastischen Stabilitätsverhaltens von Flugzeugen erfordert sehr komplexe Rechenmodelle, welche die wesentlichen elastomechanischen und instationären aerodynamischen Eigenschaften der Konstruktion wiedergeben sollen. Bei der Modellbildung müssen einerseits Vereinfachungen und Idealisierungen im Rahmen der Anwendung der Finite Elemente Methode und der aerodynamischen Theorie vorgenommen werden, deren Auswirkungen auf das Simulationsergebnis zu bewerten sind. Andererseits können die strukturdynamischen Kenngrößen durch den Standschwingungsversuch identifiziert werden, wobei die Ergebnisse Messungenauigkeiten enthalten. Für eine robuste Flatteruntersuchung müssen die identifizierten Unwägbarkeiten in allen Prozessschritten über die Festlegung von unteren und oberen Schranken konservativ ermittelt werden, um für alle Flugzustände eine ausreichende Flatterstabilität sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird in der vorliegenden Arbeit ein Rechenverfahren entwickelt, welches die klassische Flatteranalyse mit den Methoden der Fuzzy- und Intervallarithmetik verbindet. Dabei werden die Flatterbewegungsgleichungen als parameterabhängiges nichtlineares Eigenwertproblem formuliert. Die Änderung der komplexen Eigenlösung infolge eines veränderlichen Einflussparameters wird mit der Methode der numerischen Fortsetzung ausgehend von der nominalen Startlösung verfolgt. Ein modifizierter Newton-Iterations-Algorithmus kommt zur Anwendung. Als Ergebnis liegen die berechneten aeroelastischen Dämpfungs- und Frequenzverläufe in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit mit Unschärfebändern vor.

Asymmetries in Business Cycles

Esta disertación busca estudiar los mecanismos de transmisión que vinculan el comportamiento de agentes y firmas con las asimetrías presentes en los ciclos económicos. Para lograr esto, se construyeron tres modelos DSGE. El en primer capítulo, el supuesto de función cuadrática simétrica de ajuste de la inversión fue removido, y el modelo canónico RBC fue reformulado suponiendo que des-invertir es más costoso que invertir una unidad de capital físico. En el segundo capítulo, la contribución más importante de esta disertación es presentada: la construcción de una función de utilidad general que anida aversión a la pérdida, aversión al riesgo y formación de hábitos, por medio de una función de transición suave. La razón para hacerlo así es el hecho de que los individuos son aversos a la pérdidad en recesiones, y son aversos al riesgo en auges. En el tercer capítulo, las asimetrías en los ciclos económicos son analizadas junto con ajuste asimétrico en precios y salarios en un contexto neokeynesiano, con el fin de encontrar una explicación teórica de la bien documentada asimetría presente en la Curva de Phillips.

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Atmospheric downwelling longwave radiation at the surface during cloudless and overcast conditions. Measurements and modeling

Atmospheric downwelling longwave radiation is an important component of the terrestrial energy budget; since it is strongly related with the greenhouse effect, it remarkably affects the climate. In this study, I evaluate the estimation of the downwelling longwave irradiance at the terrestrial surface for cloudless and overcast conditions using a one-dimensional radiative transfer model (RTM), specifically the Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer (SBDART). The calculations performed by using this model were compared with pyrgeometer measurements at three different European places: Girona (NE of the Iberian Peninsula), Payerne (in the East of Switzerland), and Heselbach (in the Black Forest, Germany). Several studies of sensitivity based on the radiative transfer model have shown that special attention on the input of temperature and water content profiles must be held for cloudless sky conditions; for overcast conditions, similar sensitivity studies have shown that, besides the atmospheric profiles, the cloud base height is very relevant, at least for optically thick clouds. Also, the estimation of DLR in places where radiosoundings are not available is explored, either by using the atmospheric profiles spatially interpolated from the gridded analysis data provided by European Centre of Medium-Range Weather Forecast (ECMWF), or by applying a real radiosounding of a nearby site. Calculations have been compared with measurements at all sites. During cloudless sky conditions, when radiosoundings were available, calculations show differences with measurements of -2.7 ± 3.4 Wm-2 (Payerne). While no in situ radiosoundings are available, differences between modeling and measurements were about 0.3 ± 9.4 Wm-2 (Girona). During overcast sky conditions, when in situ radiosoundings and cloud properties (derived from an algorithm that uses spectral infrared and microwave ground based measurements) were available (Black Forest), calculations show differences with measurements of -0.28 ± 2.52 Wm2. When using atmospheric profiles from the ECMWF and fixed values of liquid water path and droplet effective radius (Girona) calculations show differences with measurements of 4.0 ± 2.5 Wm2. For all analyzed sky conditions, it has been confirmed that estimations from radiative transfer modeling are remarkably better than those obtained by simple parameterizations of atmospheric emissivity.

Using TerraSAR-X data for improved urban flood model validation.

Urban flood inundation models require considerable data for their parameterisation, calibration and validation. TerraSAR-X should be suitable for urban flood detection because of its high resolution in stripmap/spotlight modes. The paper describes ongoing work on a project to assess how well TerraSAR-X can detect flooded regions in urban areas, and how well these can constrain the parameters of an urban flood model. The study uses a TerraSAR-X image of a 1-in-150 year flood near Tewkesbury, UK , in 2007, for which contemporaneous aerial photography exists for validation. The DLR SETES SAR simulator was used in conjunction with LiDAR data to estimate regions of the image in which water would not be visible due to shadow or layover caused by buildings and vegetation. An algorithm for the delineation of flood water in urban areas is described, together with its validation using the aerial photographs.

Flood detection in urban areas using TerraSAR-X

Flooding is a major hazard in both rural and urban areas worldwide, but it is in urban areas that the impacts are most severe. An investigation of the ability of high resolution TerraSAR-X Synthetic Aperture Radar (SAR) data to detect flooded regions in urban areas is described. The study uses a TerraSAR-X image of a 1 in 150 year flood near Tewkesbury, UK, in 2007, for which contemporaneous aerial photography exists for validation. The DLR SAR End-To-End simulator (SETES) was used in conjunction with airborne scanning laser altimetry (LiDAR) data to estimate regions of the image in which water would not be visible due to shadow or layover caused by buildings and taller vegetation. A semi-automatic algorithm for the detection of floodwater in urban areas is described, together with its validation using the aerial photographs. 76% of the urban water pixels visible to TerraSAR-X were correctly detected, with an associated false positive rate of 25%. If all urban water pixels were considered, including those in shadow and layover regions, these figures fell to 58% and 19% respectively. The algorithm is aimed at producing urban flood extents with which to calibrate and validate urban flood inundation models, and these findings indicate that TerraSAR-X is capable of providing useful data for this purpose.

Detection of flood extent in urban areas using high resolution TerraSAR-X data

Flooding is a major hazard in both rural and urban areas worldwide, but it is in urban areas that the impacts are most severe. An investigation of the ability of high resolution TerraSAR-X data to detect flooded regions in urban areas is described. An important application for this would be the calibration and validation of the flood extent predicted by an urban flood inundation model. To date, research on such models has been hampered by lack of suitable distributed validation data. The study uses a 3m resolution TerraSAR-X image of a 1-in-150 year flood near Tewkesbury, UK, in 2007, for which contemporaneous aerial photography exists for validation. The DLR SETES SAR simulator was used in conjunction with airborne LiDAR data to estimate regions of the TerraSAR-X image in which water would not be visible due to radar shadow or layover caused by buildings and taller vegetation, and these regions were masked out in the flood detection process. A semi-automatic algorithm for the detection of floodwater was developed, based on a hybrid approach. Flooding in rural areas adjacent to the urban areas was detected using an active contour model (snake) region-growing algorithm seeded using the un-flooded river channel network, which was applied to the TerraSAR-X image fused with the LiDAR DTM to ensure the smooth variation of heights along the reach. A simpler region-growing approach was used in the urban areas, which was initialized using knowledge of the flood waterline in the rural areas. Seed pixels having low backscatter were identified in the urban areas using supervised classification based on training areas for water taken from the rural flood, and non-water taken from the higher urban areas. Seed pixels were required to have heights less than a spatially-varying height threshold determined from nearby rural waterline heights. Seed pixels were clustered into urban flood regions based on their close proximity, rather than requiring that all pixels in the region should have low backscatter. This approach was taken because it appeared that urban water backscatter values were corrupted in some pixels, perhaps due to contributions from side-lobes of strong reflectors nearby. The TerraSAR-X urban flood extent was validated using the flood extent visible in the aerial photos. It turned out that 76% of the urban water pixels visible to TerraSAR-X were correctly detected, with an associated false positive rate of 25%. If all urban water pixels were considered, including those in shadow and layover regions, these figures fell to 58% and 19% respectively. These findings indicate that TerraSAR-X is capable of providing useful data for the calibration and validation of urban flood inundation models.

The stimulation of mitogenic signaling pathways by N-POMC peptides

The N-terminal fragment of pro-opiomelancortin (POMC) has been shown previously to act as an adrenal mitogen. However, little is known about the molecular mechanisms by which mitogenesis is stimulated, although it has been shown that N-POMC1-28 Stimulates the ERK pathway in human H295R cells. We have investigated signaling stimulated by N-POMC1-28 and N-POMC1-49 in the mouse Y1 cell line and found that both peptides stimulate ERK phosphorylation with maximal stimulation being achieved within 5 min. Similar results were observed for both MEK and c-Raf phosphorylation, although N-POMC1-49 stimulated the phosphorylation of Akt more robustly than N-POMC1-28. We also investigated the expression of tyrosine kinase receptors in adrenal cells. PCR utilizing degenerate primers was performed on cDNA from both Y1 cells and rat adrenal tissue. Sequencing of 114 clones from each cDNA population revealed the expression of a number of receptors, several of which have not been described previously in the adrenal. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Simple sequence repeats reveal uneven distribution of genetic diversity in chloroplast genomes of Brassica oleracea L. and (n=9) wild relatives

Diversity in the chloroplast genome of 171 accessions representing the Brassica 'C' (n = 9) genome, including domesticated and wild B. oleracea and nine inter-fertile related wild species, was investigated using six chloroplast SSR (microsatellite) markers. The lack of diversity detected among 105 cultivated and wild accessions of B. oleracea contrasted starkly with that found within its wild relatives. The vast majority of B. oleracea accessions shared a single haplotype, whereas as many as six haplotypes were detected in two wild species, B. villosa Biv. and B. cretica Lam.. The SSRs proved to be highly polymorphic across haplotypes, with calculated genetic diversity values (H) of 0.23-0.87. In total, 23 different haplotypes were detected in C genome species, with an additional five haplotypes detected in B. rapa L. (A genome n = 10) and another in B. nigra L. (B genome, n = 8). The low chloroplast diversity of B. oleracea is not suggestive of multiple domestication events. The predominant B. oleracea haplotype was also common in B. incana Ten. and present in low frequencies in B. villosa, B. macrocarpa Guss, B. rupestris Raf. and B. cretica. The chloroplast SSRs reveal a wealth of diversity within wild Brassica species that will facilitate further evolutionary and phylogeographic studies of this important crop genus.

Localisation studies of cell-wall degrading enzymes in soybean

Postembedding immunoelectron microscopy has been used to investigate the diffusibility of an endo-beta-1,4-glucanase and a xylanase from A. niger in soybean. The results showed more specific localisation of the enzymes into the protein and lipid bodies of soybean cells. This was against our hypothesis that suggested that the enzymes should be localised in the cell wall.