Ausschreibung 2017

Roland-Mittermeir-Preis

Prämierung der besten Diplom- bzw. Magisterarbeit aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt

Der Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt schreibt die Prämierung der besten Diplom- bzw. Magisterarbeit aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt des laufenden Studienjahres aus.

Der Preis besteht aus einer Urkunde und einer Prämie in Höhe von

EUR 1.500,–

Die Jury ist ermächtigt den Preis gegebenenfalls zwischen mehreren Diplom- bzw. Magisterarbeiten zu teilen. Antragsberechtigt sind Absolventinnen und Absolventen aller Studienrichtungen der Technischen Fakultät der Universität Klagenfurt, die Mitglied beim Förderverein sind (Beitrittserklärung hier!) und deren Diplom- bzw. Magisterarbeit mit “Sehr Gut” beurteilt wurde. D.h. AbsolventInnen der folgenden Masterstudien: Informatik, Informationsmanagement, Informationstechnik, Technische Mathematik bzw. Lehramtsstudien mit einem Unterrichtsfach der TEWI zugeordnet (sofern die Diplomarbeit einem dieser Unterrichtsfächer zuzuordnen ist).

Es werden nur Diplom- bzw. Magisterarbeiten bewertet, die im Zeitraum vom 1. Januar 2017 bis zum 31. Dezember 2017 fertiggestellt wurden. Als Fertigstellungstermin gilt der Tag der Ausstellung des Gutachtens/Beurteilung (lt. ZEUS). Die Einreichfrist für die Verleihung des Preises endet am 31. Mai 2018.

Der Antrag ist beim Geschäftsführer des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt einzureichen und soll folgendes beinhalten:

• Diplom- bzw. Magisterarbeit (in elektronischer Form als PDF-Datei).
• Gutachten des Betreuers der Diplom- bzw. Magisterarbeit.
• Allfällige Software (oder Verweise auf existierende Software).
• Eine kurze Zusammenfassung (max. eine Seite), die so geschrieben sein soll, dass sie auch für Nicht-ExpertInnen verständlich ist!

Beurteilungskriterien für die Zuerkennung des Preises sind strikt fachlicher qualitätsbezogener Natur. Sie umfassen die Aspekte:

• wissenschaftlicher Gehalt,
• Innovationsgehalt und Umsetzbarkeit,
• Klarheit der Darstellung und Qualität der Ausführung.

Die Zuerkennung des Preises erfolgt durch eine Jury per Vorstandsbeschluß. Die Jury besteht i.a. aus:

• dem Obmann des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt (Vorsitz),
• Vertretern der TEWI-Institute der Universität Klagenfurt und
• Vertretern der institutionellen Mitglieder des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt.

Der Geschäftsführer des Förderverein Technische Fakultät an der Universität Klagenfurt kann zu den Sitzungen der Jury als nichtstimmberechtigtes Mitglied beigezogen werden. Die Sitzungen der Jury sind geschlossene Sitzungen und die Entscheidungen der Jury sind endgültig. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.

Die Preisverleihung findet üblicherweise im Rahmen einer TEWI-Veranstaltung statt.

… ist der Titel des 2. Platzes des Roland-Mittermeir-Preises 2015/2016 und wurde vom Förderverein Technische Fakultät mit EUR 1.000,–ausgezeichnet. Dem Autor und Preisträger, Herrn Dipl.-Ing. Christian Truden, wurde der Preis im Rahmen des Festakts 10-jähriges Jubiläum der Fakultät für Technische Wissenschaften übergeben und die Arbeit wird hier kurz vorgestellt:

 … ist der Titel einer der beiden besten Diplom- bzw. Magisterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt und wurde vom Förderverein Technische Fakultät mit EUR 1.000,– ausgezeichnet. Dem Autor und Preisträger, Herrn Mag. Dipl.-Ing. Stefan Lederer, wurde der Preis im Rahmen der Generalversammlung 2013 übergeben und die Arbeit wird hier kurz vorgestellt:

Im den letzten Jahren wurde adaptivem HTTP-Streaming viel Aufmerksamkeit geschenkt und mit Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) steht hierzu nun auch ein internationaler MPEG-Standard zur Verfügung. Diesem Bereich widmen sich nun viele wissenschaftliche Arbeiten, jedoch werden größtenteils eigenen Inhalte, die nicht öffentlich verfügbar sind, als Basis für Untersuchungen verwendet, womit ein objektiver Vergleich, z.B. von Adaptionsalgorithmen, kaum möglich ist. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit eine öffentlich verfügbare Datenbasis für Experimente mit DASH erstellt und öffentlich bereitgestellt. In dieser Arbeit wird hierzu eine detaillierte Analyse der Content-Generierung für adaptive HTTP- Streaming-Systeme vorgestellt. Weiters wurde das Open Source Tool DASHEncoder entwickelt, mit welchem das vorgestellte Dataset erstellt wurde. Basierend auf dem Dataset wurde der Einfluss von Segmentlängen, sowie der Konfiguration von HTTP- Servern bzw. Verbindungen auf das Streaming evaluiert. Hierbei wird vor allem auf die Vor- und Nachteile sowie die optimalen Segmentlängen für die verschiedenen Szenarien eingegangen.

Zwei der wesentlichsten Merkmale von MPEG DASH sind die Datenübertragung auf Basis der vorhandenen HTTP-basierten Infrastruktur ohne spezialisierte Streamingserver, sowie die Fähigkeit der Anpassung an sich verändernde Bandbreitenbedingungen während des Streamings. Vor allem in mobilen Umgebungen hat diese Anpassbarkeit eine sehr hohe Relevanz. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit eine detaillierte Evaluierung der aktuellen Implementierung von MPEG DASH im Vergleich zu den populärsten proprietären Systeme (Microsoft Smooth Streaming, Adobe Dynamic Streaming und Apple HTTP Live Streaming) auf deren Einsetzbarkeit in sich bewegenden Fahrzeugen durchgeführt. Die hierbei erzielten Ergebnisse zeigen deutlich, dass MPEG-DASH sehr gut mit den

proprietären State-of-the-Art-Produkten konkurrieren kann und somit als eine ausgereifte Lösung für die Praxis betrachtet werden kann.

Darüber hinaus präsentiert diese Masterarbeit das Konzept des Peer-assisted DASH, welches das Ziel hat, den Upload einzelner Clients zu nützen um somit die Bandbreite und Infrastrukturkosten des Servers bzw. des Content-Delivery-Networks zu reduzieren. Hierbei wurde vor allem darauf geachtet, dass durch den Einsatz von Peer-assisted DASH die Standard-Konformität nicht beeinträchtigt wird. Weiters wird eine Evaluierung des Systems basierend auf einer Simulationsumgebung im Vergleich zu herkömmlichem DASH-Streaming vorgestellt, um die Umsetzbarkeit und das Potenzial von Peer-assisted DASH zu zeigen. Aus den Ergebnissen der Evaluierung ist ersichtlich, dass dieses Konzept eine Reduzierung der Bandbreite sowie der Infrastrukturkosten der Content-Provider um bis zu 25% bewirken kann. Hierbei werden die Kosteneinsparungen basierend auf den aktuellen Amazon- CloudFront-Preismodel berechnet, wodurch schlussendlich auch eine Brücke zu den Kostenbedürfnissen der Industrie geschlagen wird.

Teile dieser Arbeit wurden im Rahmen von drei internationalen Konferenzen veröffentlich und präsentiert:

• Stefan Lederer, Christopher Müller and Christian Timmerer, “Towards Peer- Assisted Dynamic Adaptive Streaming over HTTP”, In Proceedings of the IEEE International Packet Video Workshop 2012, Munich, Germany, May 10- 11, 2012.
• Christopher Müller, Stefan Lederer and Christian Timmerer, “An Evaluation of Dynamic Adaptive Streaming over HTTP in Vehicular Environments”, In Proceedings of the ACM Multimedia Systems Conference 2012 and the 4th ACM Workshop on Mobile Video, Chapel Hill, North Carolina, February 24, 2012.
• Stefan Lederer, Christopher Müller and Christian Timmerer, “Dynamic Adaptive Streaming over HTTP Dataset”, In Proceedings of the ACM Multimedia Systems Conference 2012, Chapel Hill, North Carolina, February 22-23, 2012.

 … ist der Titel einer der beiden besten Diplom- bzw. Magisterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt und wurde vom Förderverein Technische Fakultät mit EUR 1.000,– ausgezeichnet. Dem Autor und Preisträger, Herrn Dipl.-Ing. Daniel Kurz, wurde der Preis im Rahmen der Generalversammlung 2013 übergeben und die Arbeit wird hier kurz vorgestellt:

The common approach to semiconductor process control is based on physical measurements of a certain number of processed wafers. Therefore, the status of the process is just controlled within certain time lags, which might result in delayed observations of process abnormalities. Moreover, the measurement rules are typically of a statical nature meaning that the measurement policy is not adapted to current production conditions. In this master thesis, we propose a novel approach to semiconductor process control based on virtual measurements. These are predictions on the location of the real measurements in the control chart depending on the status of the equipment while processing. The advantage of the application of virtual measurements is that they are available for every wafer. Therefore, the status of the process can be steadily controlled and process deviations can be realized earlier. Moreover, the usage of virtual measurements allows for adapting the measurement policy to current process conditions. Whenever virtual measurements provide sufficiently strong evidence that the process is running within the control limits, there is no need of triggering physical measurements. However, if process abnormalities are signalized by the virtual measurement, a physical measurement needs to be triggered. Therefore, physical metrology operations can be scheduled in a more efficient way.

… ist der Titel der besten Diplom- bzw. Magisterarbeiten aller Studien der Technischen Fakultät an der Universität Klagenfurt und wurde vom Förderverein Technische Fakultät mit EUR 1500,– ausgezeichnet. Der Autorin und Preisträgerin, Frau Dipl.-Ing. Karin Kruggel, wurde der Preis im Rahmen der Eröffnung des akademischen Jahres 2011/2012 übergeben und die Arbeit wird hier kurz vorgestellt:

Das Rundreiseproblem, auch als Problem des Handlungsreisenden, kurz TSP, bekannt, ist ein kombinatorisches Optimierungsproblem. Dieses mathematische Problem ist sehr einfach zu beschreiben. Die Aufgabe besteht darin eine Reihenfolge für den Besuch mehrerer Orte so zu wählen, dass die Gesamtreisestrecke nach der Rückkehr zum Ausgangspunkt möglichst kurz ist. Weiters muss jeder Ort genau einmal besucht werden.

Die einfache Beschreibung dieses Problems macht das TSP zur idealen Plattform um neue algorithmische Ideen zu entwickeln. Daher ist das Traveling Salesman Problem wohl eines der populärsten und meist erforschten Probleme der Mathematik.

Derartige Fragestellungen spielen in der Praxis eine große Rolle wie beispielsweise im Design von Mikrochips, der Verteilung von Waren, der kostenoptimalen Belegung von Maschinen, bei der optimalen Wegplanung eines Bohrers auf einer Leiterplatte oder bei der Tourenplanung eines Kunden- oder Pannendienstes. In vielen praktischen Anwendungen müssen zudem Zusatzbedingungen wie eingeschränkte Ressourcen, Zeitfenster oder automatisierte Bohrer, die sich nur vertikal und horizontal bewegen können beachtet werden, was die Lösung des Problems erheblich erschwert.

Die Probleme mit denen man sich in der kombinatorischen Optimierung beschäftigt sind meist sehr schwierig. Komplexitätstheoretisch gehört das TSP zur Klasse der NP-vollständigen Probleme. Es stellt sich die Frage, wie man mit solchen Problemen umgeht, da es für diese Klasse von Problemen keine effizienten Algorithmen gibt. Die Laufzeit des worst-case-Szenarios jedes deterministischen Algorithmus, der für dieses Problem stets optimale Lösungen liefert, hängt im besten Fall exponentiell von der Anzahl der Städte ab. Solch ein Algorithmus benötigt bereits für eine geringe Anzahl von Städten enorm viel Zeit. Aus diesem Grund ist man an der Berechnung von guten und zufrieden stellenden Approximationen interessiert.

Zur Lösung dieser Optimierungsprobleme können Methoden der differenzierbaren Optimierung wie das Verfahren des steilsten Abstiegs nicht angewendet werden, weil mathematische Eigenschaften wie Stetigkeit und Differenzierbarkeit in der kombinatorischen Optimierung nicht gelten. In der Literatur wird zur Minimierung von nichtglatten Funktionen häufig auf die Subgradienten Methode verwiesen. Die Idee meiner Masterarbeit war es für die Minimierung anstatt dieser die Bundle Methoden zu verwenden.

Das Ziel war es mit Hilfe der Bundle Methoden eine gute untere Schrankenberechnung für das TSP zu finden. Umfangreiche numerische Berechnungen lieferten sehr gute Resultate und zeigten die praktische Brauchbarkeit dieses Zugangs. So konnte zum Beispiel bei einem getesteten Städteproblem mit 2392 Knoten eine untere Schranke von lediglich 1,19 Prozent Abweichung zur optimalen Rundreise gefunden werden. Weiters wurde bei einer Problemgröße von 100 zufällig gewählten Knoten eine Abweichung von 0,13 Prozent zum Optimum erzielt.
Zusammenfassend kann somit gesagt werden, dass die Bundle Methoden eine gute Wahl zur Berechnung von brauchbaren unteren Schranken für das Rundreiseproblem darstellen.