Search

This thesis covers the preparation and realisation of setting up a fire danger forecasting platform for the Isle of Sardinia. The system created uses, firstly, crowd sourced weather data as input for calculation of fire danger predictions and, secondly, only free and open source software for the actual implementation. The platform is meant to provide regional, daily fire danger forecasting maps. Its configuration is based on a ten-year study of fire occurrence on Sardinia and Crete. The Fire Weather Index (FWI) with threshold values adapted to Sardinia is used for the forecasts. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und Umsetzung einer Feuergefahr-Vorhersageplattform für die Insel Sardinien. Das erstellte System verwendet, zum Ersten, durch Crowdsourcing bereitgestellte Wetterdaten als Eingabewerte für die Berechnung der Feuergefahr und, zum Zweiten, ausschließlich freie und quelloffene Software für die eigentliche Implementierung. Ziel der Plattform ist die Bereitstellung von regionalen, täglichen Feuergefahr-Vorhersagekarten. Die Konfiguration des Systems basiert auf einer Studie zum Auftreten von Feuern über einen Zeitraum von 10 Jahren auf Sardinien und Kreta. Für die Vorhersagen wird der Fire Weather Index (FWI) mit auf Sardinien abgestimmten Schwellenwerten verwendet.

The main purpose of this dissertation is to investigate the applicability of numerical models in the study of the sediment transport in a tidal channel of the Dithmarschen Bight in the North Sea. The field data collected at different stages of the neap-spring tidal cycle was used for the evaluation of hydrodynamic and sediment dynamic of Delft3D package (Delft Hydraulics, The Netherlands) numerical model. The package was employed in both two and three dimensional. The investigation was conducted in two stages. At first the performance of the two dimensional model (2DH) was appraised against the field data. The model was calibrated and validated at this stage. Afterwards, the assessment and comparison of the three dimensional model results (3D) with the field data and also with the two dimensional model results was investigated. It was found that both the 2DH and 3D models are capable of predicting hydrodynamics of the area in good agreement with the field data. It was also observed that the effect of waves on water levels and current velocities was not significant under moderate conditions. The comparison of the modelled and measured suspended sediment concentration showed some disagreements especially during ebb current, due to some model shortcomings and to some measuring approximations and methods. The lack of precise techniques for deriving or calculating settling velocity and critical bed shear stresses were found to be the main sources for the model shortcoming. Two sources of error were also suggested relevant to the limitations of the measuring coverage and devices. The first was insufficient field measurements of grain size distributions, specifically on the tidal flat area; the second was the use of transmissometer device for deriving suspended sediment concentration at shallow water regions. Furthermore the difference between results, i.e. the current velocity and the suspended sediment concentration from the two and the three dimensional simulations are not significant as a result of well-mixed nature of the area. Thus, the use of the 3D model may not be justified with the currently available data for the area of investigation. However, the 3D model made it possible to find some weak points and deficiencies in the overall model. The three dimensional model has also provided very useful information about the flow and sediment dynamics of the area and the type of data required for further studies. Finally it was concluded that at this specific area of investigation to develop a model capable of predicting both hydrodynamic and sediment dynamics in agreement with those in the field, we do need to improve both measuring techniques and also model capability in the tidal flat area. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt bei der Evaluierung der Anwendbarkeit von numerischen Modellen zur Untersuchung des Sedimenttransports im Prielsytem der Dithmarscher Bucht in der Nordsee. Naturdaten, gemessen während verschiedener Phasen im Tidenzyklus, wurden zum Aufbau und zur Auswertung der Modelle des Delft3D-Pakets (Delft Hydraulics, Niederlande) genutzt. Es wurde sowohl ein 2-, als auch ein 3-dimensionales Model erstellt. Die Untersuchung wurde in zwei Schritten ausgeführt. Zunächst wurde das 2-dimensionale Modell (2DH) anhand der Messdaten evaluiert. In diesem Schritt wurde das Modell kalibriert und validiert. Darauf aufbauend wurde das 3-dimensionale Modell (3D) erstellt und mit Hilfe der Naturmessungen und der Ergebnisse des 2DH-Modells bewertet. Die Untersuchung ergab, dass beide Modelle in der Lage sind, die Hydrodynamik des Interessengebietes in guter Übereinstimmung mit den Messwerten wiederzugeben. Weiterhin wurde festgestellt, dass der Einfluss von Wellen auf die Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten unter moderaten Bedingungen nicht signifikant ist. Der Vergleich von modelliertem und gemessenem Sedimenttransport in der Wassersäule ergab einige Unterschiede, speziell während der Ebbphase. Dies liegt an einigen Beschränkungen des Modells, der Messgenauigkeit und den Messmethoden. Der Mangel an präzisen Techniken zur Bestimmung oder Berechnung von der Fallgeschwindigkeit und der Sohlschubspannung wurden als Hauptgründe für die Beschränkung des Modells identifiziert. Zwei Fehlerquellen lagen bei der Dichte der Feldmessungen und bei der Wahl der Messgeräte. Der erste betriff die ungenügende Messdichte bezüglich der Korngrößenverteilung der Wattenflächen, der zweite die Verwendung eines Transmissometers zur Messung der Sedimentkonzentration im Flachwasser. Beim Vergleich der Ergebnisse des 2- und 3-dimensionalen Modells, vor allem bei Fließgeschwindigkeit und Sedimenttransport, waren nur geringe Unterschiede erkennbar. Hier bringt die Verwendung eines 3D-Modells unter den gegebenen Umständen, ohne genügende Messwerte, keine signifikanten Vorteile. Gleichwohl wurden durch die Verwendung des 3D-Modells Schwachstellen und Mängel des allgemeinen Modells offengelegt. Das 3D-Modell trug ferner zum besseren Verständnis der Hydrologie und des Sedimenttransports im Untersuchungsgebiet bei. Ebenso wurde ein Überblick geschaffen über die Art von Messungen, welche für eine weitere Entwicklung des 3DModells erforderlich sind. Als abschließende Erkenntnis wurde festgestellt, dass sowohl die Messtechniken als auch die Modellkapazität verbessert werden muss, um ein gut funktionierendes Hydrodynamik- und Sedimenttransportmodell für das vorliegende Interessengebiet zu erstellen.

Στην εν λόγω εργασία, έγινε μια προσπάθεια καταγραφής του τεχνολογικού τοπίου της τηλεπικοινωνιακής αγοράς, με έμφαση την διαλειτουργικότητα μεταξύ των Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας και των Ασύρματων Δικτύων Δεδομένων και των σχετικών αλλαγών που έχει επιφέρει αυτή η διαλειτουργικότητα, τόσο στις παρεχόμενες υπηρεσίες, όσο και στα εφαρμοζόμενα επιχειρηματικά μοντέλα από πλευράς εταιρειών της συγκεκριμένης αγοράς. Στα πλαίσια αυτής της προσπάθειας, χρειάστηκε να πραγματοποιηθεί μια λεπτομερής καταγραφή των τεχνολογικών εξελίξεων, σε επίπεδο τεχνικών προδιαγραφών και προτύπων, στις παραπάνω δύο κατηγορίες δικτύων, ώστε να καταλήξουμε σε εκείνα τα πρότυπα που πλέον μπορούν να οδηγήσουν στην υλοποίηση δικτύων τα οποία θα χαρακτηρίζονται από τα παρακάτω: • θα είναι ενοποιημένα ώστε οι διαφορετικές τεχνολογικές πλατφόρμες των εταιρειών να λειτουργούν απρόσκοπτα, • θα χαρακτηρίζονται από χαμηλό κόστος, • ο τελικός χρήστης θα μπορεί να είναι συνεχώς συνδεδεμένος με κάποιο δίκτυο ασύρματης πρόσβασης και να απολαμβάνει τις υπηρεσίες που επιθυμεί, οποτεδήποτε και οπουδήποτε. Η δομή της διπλωματικής εργασίας ακολουθεί τον προαναφερθέντα τρόπο σκέψης. Στο 1ο Κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του στόχου σε επίπεδο τεχνολογιών αλλά και υπηρεσιών, δηλαδή των αναμενόμενων αποτελεσμάτων αυτών των δικτύων νέας γενιάς, στα οποία έχουμε συνηθίσει να αναφερόμαστε ως δίκτυα 4G (4th Generation) ή δίκτυα B3G (Beyond 3G) ή τέλος ως All – IP ασύρματα δίκτυα. Στο 2ο Κεφάλαιο, γίνεται μια λεπτομερής παρουσίαση των Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας από τις πρώτες τους εκδοχές (1G) έως τις πλέον σύγχρονες (3.5G) που έχουν εμφανιστεί μέχρι σήμερα. Αναλύονται τόσο οι γενιές των δικτύων όσο και τα χρησιμοποιούμενα πρότυπα, σε επίπεδο αρχιτεκτονικής όσο και σε επίπεδο πρωτοκόλλων. Στη συνέχεια του κεφαλαίου υπάρχει η τεχνική περιγραφή των επικρατέστερων δικτύων κινητής τηλεφωνίας, σήμερα, δηλαδή των GSM, GPRS και UMTS, ενώ στο τέλος του κεφαλαίου υπάρχει μια σύντομη περιγραφή της διαδικασίας intersystem handover μεταξύ των GSM και UMTS. Στο 3ο Κεφάλαιο, περνάμε πλέον στα Ασύρματα Δίκτυα Δεδομένων. Γίνεται μια εκτενής περιγραφή των προτύπων που έχουν καθοριστεί και συγκεκριμένα στα πρότυπα IEEE 802.15 Wireless Personal Area Networks (WPANs) με κυριότερους εκφραστές τα δίκτυα βασιζόμενα σε Bluetooth και IrDA, το πρότυπο IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs) με σημαντικότερος εκπροσώπους τα WiFi και HyperLan/2, το πρότυπο IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Networks (WMANs) ή αλλιώς γνωστότερο ως WiMAX και τέλος το πρότυπο IEEE 802.20 Wireless Wide Area Networks (WWANs) ή διαφορετικά Mobile Broadband Wireless Access (MWBA) το οποίο είναι υπό διερεύνηση ακόμα και φιλοδοξεί να αποτελέσει το ασύρματο ανάλογο της τεχνολογίας xDSL, καθώς θα προσφέρει ασύρματες ευρυζωνικές υπηρεσίες. Στο 4ο Κεφάλαιο παρουσιάζονται μεθοδολογίες υλοποίησης του integration μεταξύ δικτύων των δύο κατηγοριών και συγκεκριμένα παραδείγματα διαλειτουργικότητας, όπως μεταξύ GPRS ή UMTS και WLANs ή μεταξύ UMTS και WiMAX. Γίνεται εκτενής συζήτηση γύρω από τα προβλήματα που θα πρέπει να αντιμετωπιστούν, όπως η εξασφάλιση ανεκτού επιπέδου QoS, οι μηχανισμοί για handover μεταξύ των δικτύων, η διαχείριση της κινητικότητας των χρηστών και των τερματικών και δίνονται παραδείγματα δημιουργίας ενοποιημένων δικτύων, τόσο με τη τεχνική της χαλαρής όσο και με την τεχνική της ισχυρής ζεύξης. Στο τελευταίο τμήμα του Κεφαλαίου, γίνεται μια εκτενής αναφορά στις αρχιτεκτονικές διασύνδεσης ετερογενών δικτύων με IP δίκτυα κορμού, τα γνωστά All – IP networks. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους μηχανισμούς πραγματοποίησης των handovers βάσει πολιτικών (policy based) και η χρήση τεχνικών για micromobility και macromobility σε σχέση με την κινητικότητα των τερματικών. Το 5ο Κεφάλαιο αφορά τις εφαρμογές και υλοποιήσεις ασυρμάτων δικτύων δεδομένων στον Ελληνικό χώρο, στα πλαίσια του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Κοινωνία της Πληροφορίας» και πιο συγκεκριμένα τα «Εξοπλισμός και δικτύωση σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης», «Ασύρματα Ευρυζωνικά Δίκτυα ΟΤΑ»και «Μητροπολιτικά Ευρυζωνικά Δίκτυα Οπτικών Ινών ΟΤΑ» και ουσιαστικά αποτελούν παραδείγματα και υλοποιήσεις διασύνδεσης WiFi, WiMAX και IP backbone δικτύων όπως το ΣΥΖΕΥΞΙΣ με δυνατότητες για παροχή VoIP. In this thesis, an effort of presenting the technological landscape of the telecommunication market takes place, with focus on the interoperability between the Mobile Telephony Networks and the Wireless Data Networks and the relative changes that have evolved through this interoperability, both regarding the provided services and the applied business models by the enterprises of the specific market. Within the frames of this effort, a detailed recording of technological developments is realised, in terms of technical specifications and standards, in the two aforementioned categories of networks, so as to conclude to those standards that are utilized by the next generation networks (4G) which will be: • Networks that will be unified so as the different technological platforms will function smoothly. • Networks that will be characterized by low cost of deployment. • The end user will be continuously connected with a wireless access network, enjoying the preferred services anywhere and anytime. The master thesis structure follows the aforementioned methodology. The 1st Chapter includes a short presentation of expected results, both in terms of technologies and services for next generation networks, which we usually refer to as 4G networks (4th Generation) or B3G networks (Beyond 3G) or finally as All - IP wireless networks (AIPN). In the 2nd Chapter, a detailed presentation of Mobile Telephony Networks takes place, from their first versions (1G) until the most modern (3.5G) that have been presented up to today. The analysis includes both the various generations of networks and the used standards, in terms of modulation and multiplexing techniques. The rest of the chapter focuses on the technical description of the prevailing networks, GSM, GPRS and UMTS, while the chapter ends with a short description of intersystem handover processes between GSM and UMTS. Τhe 3rd Chapter, includes an extensive description of the Wireless Data Networks standards such as: IEEE 802.15 Wireless Personal Area Networks (WPANs) with main representatives networks based on Bluetooth and IrDA, standard IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs) mainly represented by WiFi and HyperLan/2, IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Networks (WMANs) standard, widely known as WiMax and finally the IEEE 802.20 Wireless Wide Area Networks (WWANs) standard, namely Mobile Broadband Wireless Access (MWBA) that is still under development and aspires to constitutes the wireless version of the xDSL technology, since it aims to provide wireless broadband services. In the 4th Chapter methodologies for integrating the two types of networks, are presented along with examples of interoperability between GPRS / UMTS and WLANs or between UMTS and WiMAX. Extensive discussion around the problems that should be faced, as the guarantee of bearable QoS level, the mechanisms for handover between the networks and the management of mobility of users and terminals, is held. Moreover, examples of integrated networks with both loose and tight coupling methodologies are presented. The last section of the chapter concerns a detailed description of architectures for interconnecting heterogeneous wireless networks over IP – based backhaul networks, namely All – IP networks, with special focus on policy based handover mechanisms and techniques for managing micromobility and macromobility issues. The 5th Chapter concerns the changes taking place in the telecommunications market deriving from the technological progress in the subject of heterogeneous wireless networks interconnection. New service packets are created, as a result of new business plans that are drawn up by the big telecommunications organizations. Finally, we present the developments in the Greek market and subsidised projects from Information Society AE, via which wireless networks have been materialised, with aim to promote Broadband Services.