@book{HerbstMaschlerNiephausetal.2015, author = {Herbst, Eva-Maria and Maschler, Fabian and Niephaus, Fabio and Reimann, Max and Steier, Julia and Felgentreff, Tim and Lincke, Jens and Taeumel, Marcel and Hirschfeld, Robert and Witt, Carsten}, title = {ecoControl}, number = {93}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-318-3}, issn = {1613-5652}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-72147}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {viii, 142}, year = {2015}, abstract = {Eine dezentrale Energieversorgung ist ein erster Schritt in Richtung Energiewende. Dabei werden auch in Mehrfamilienh{\"a}usern vermehrt verschiedene Strom- und W{\"a}rmeerzeuger eingesetzt. Besonders in Deutschland kommen in diesem Zusammenhang Blockheizkraftwerke immer h{\"a}ufiger zum Einsatz, weil sie Gas sehr effizient in Strom und W{\"a}rme umwandeln k{\"o}nnen. Außerdem erm{\"o}glichen sie, im Zusammenspiel mit anderen Energiesystemen wie beispielsweise Photovoltaik-Anlagen, eine kontinuierliche und dezentrale Energieversorgung. Bei dem Betrieb von unterschiedlichen Energiesystemen ist es w{\"u}nschenswert, dass die Systeme aufeinander abgestimmt arbeiten. Allerdings ist es bisher schwierig, heterogene Energiesysteme effizient miteinander zu betreiben. Dadurch bleiben Einsparungspotentiale ungenutzt. Eine zentrale Steuerung kann deshalb die Effizienz des Gesamtsystems verbessern. Mit ecoControl stellen wir einen erweiterbaren Prototypen vor, der die Kooperation von Energiesystemen optimiert und Umweltfaktoren miteinbezieht. Dazu stellt die Software eine einheitliche Bedienungsoberfl{\"a}che zur Konfiguration aller Systeme zur Verf{\"u}gung. Außerdem bietet sie die M{\"o}glichkeit, Optimierungsalgorithmen mit Hilfe einer Programmierschnittstelle zu entwickeln, zu testen und auszuf{\"u}hren. Innerhalb solcher Algorithmen k{\"o}nnen von ecoControl bereitgestellte Vorhersagen genutzt werden. Diese Vorhersagen basieren auf dem individuellen Verhalten von jedem Energiesystem, Wettervorhersagen und auf Prognosen des Energieverbrauchs. Mithilfe einer Simulation k{\"o}nnen Techniker unterschiedliche Konfigurationen und Optimierungen sofort ausprobieren, ohne diese {\"u}ber einen langen Zeitraum an realen Ger{\"a}ten testen zu m{\"u}ssen. ecoControl hilft dar{\"u}ber hinaus auch Hausverwaltungen und Vermietern bei der Verwaltung und Analyse der Energiekosten. Wir haben anhand von Fallbeispielen gezeigt, dass Optimierungsalgorithmen, welche die Nutzung von W{\"a}rmespeichern verbessern, die Effizienz des Gesamtsystems erheblich verbessern k{\"o}nnen. Schließlich kommen wir zu dem Schluss, dass ecoControl in einem n{\"a}chsten Schritt unter echten Bedingungen getestet werden muss, sobald eine geeignete Hardwarekomponente verf{\"u}gbar ist. {\"U}ber diese Schnittstelle werden die Messwerte an ecoControl gesendet und Steuersignale an die Ger{\"a}te weitergeleitet.}, language = {de} } @misc{HempelKoseskaNikoloskietal.2017, author = {Hempel, Sabrina and Koseska, Aneta and Nikoloski, Zoran and Kurths, J{\"u}rgen}, title = {Unraveling gene regulatory networks from time-resolved gene expression data}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400924}, pages = {26}, year = {2017}, abstract = {Background: Inferring regulatory interactions between genes from transcriptomics time-resolved data, yielding reverse engineered gene regulatory networks, is of paramount importance to systems biology and bioinformatics studies. Accurate methods to address this problem can ultimately provide a deeper insight into the complexity, behavior, and functions of the underlying biological systems. However, the large number of interacting genes coupled with short and often noisy time-resolved read-outs of the system renders the reverse engineering a challenging task. Therefore, the development and assessment of methods which are computationally efficient, robust against noise, applicable to short time series data, and preferably capable of reconstructing the directionality of the regulatory interactions remains a pressing research problem with valuable applications. Results: Here we perform the largest systematic analysis of a set of similarity measures and scoring schemes within the scope of the relevance network approach which are commonly used for gene regulatory network reconstruction from time series data. In addition, we define and analyze several novel measures and schemes which are particularly suitable for short transcriptomics time series. We also compare the considered 21 measures and 6 scoring schemes according to their ability to correctly reconstruct such networks from short time series data by calculating summary statistics based on the corresponding specificity and sensitivity. Our results demonstrate that rank and symbol based measures have the highest performance in inferring regulatory interactions. In addition, the proposed scoring scheme by asymmetric weighting has shown to be valuable in reducing the number of false positive interactions. On the other hand, Granger causality as well as information-theoretic measures, frequently used in inference of regulatory networks, show low performance on the short time series analyzed in this study. Conclusions: Our study is intended to serve as a guide for choosing a particular combination of similarity measures and scoring schemes suitable for reconstruction of gene regulatory networks from short time series data. We show that further improvement of algorithms for reverse engineering can be obtained if one considers measures that are rooted in the study of symbolic dynamics or ranks, in contrast to the application of common similarity measures which do not consider the temporal character of the employed data. Moreover, we establish that the asymmetric weighting scoring scheme together with symbol based measures (for low noise level) and rank based measures (for high noise level) are the most suitable choices.}, language = {en} }