Teknologiske systemer og artefakter: teknologiske...

Teknologiske systemer og artefakter: teknologiske innovationer

Teknologiske systemer og artefakter:

teknologiske innovationer

Kompendium til kursus på humtek, 1. semester, efteråret 2012.

Redigeret af Niels Jørgensen.


Kursuskalender

Ti forelæsningerDel I: Introduktion

Niels Jørgensen 1. Introduktion til kurset og dimensionen "Teknologiske systemer og artefakter".

Del II: Informationsteknologi

Niels Jørgensen 2. Internettet.Case: musiktjenesten Spotify.

Niels Jørgensen 3. Programmering.Case: Interaktiv visualisering i Processing.

Jan Pries-Heje 4. Store Administrative It-systemer – med POLSAG som eksempelCase: POLSAG. Hvorfor bruger politiet papir og blyant?

Del III: Energiteknologi

Rikke Lybæk 5. Vindmøller og udfasningen af fossile brændsler.Case: Samsøs vindmøller og nye ejerformer.

Thomas Budde Christensen 6. Elbilen.Case: Firmaet Better Place i Danmark.

Del IV: Urban teknologi

Thomas Budde Christensen 7. Varmesystemer og byudvikling.Case: Solrød Biogasanlæg.

Per Homann Jespersen 8. Trafiksystemer.Case: Ring 3 Letbanen.

Del V: Sundhedsteknologi

Erling Jelsøe 9. Bioteknologi . Case: Insulin - fra organekstraktion til gensplejsning og stamcelleterapi.

Erling Jelsøe 10. Telemedicin. Cases: Behandling af kroniske lidelser som diabetes, KOL og hjerte-kar sygdomme.

Fem øvelserØvelsesmateriale om teknisk beregning

T eknisk beregning (I). Vindmøllers produktion i fuldlasttimer og sammenlignet med husholdninger.

Teknisk beregning (II).Energieffektivitet. Design af tabel som sammenligner elbil og dieselbiler.

Øvelsesmateriale om visualisering

Visualisering (I). Et interaktivt kort over RUC.

Visualisering (II). En interaktiv graf over Danmarks elforbrug og produktion af vindkraf

Visualisering (III).Et interaktivt kort over Ring 3 Letbanen.

Forelæsningerne afholdes i rækkefølgen 1, 2, .. 10. Rækkefølgen for øvelserne kan ses på moodle.ruc.dk.


Samlet liste over kursets obligatoriske litteratur

(i den rækkefølge litteraturen står i kompendiet)

Litteratur til Del I: Introduktion

Chris Freeman. The Greening of Technology and Models of Innovation. Technological Forecasting and Social Change, 53 (1996), 27-39.

Jens Müller. A Conceptual Framework for Technology Analysis. John Kuada (ed.), Culture and Technological Transformation in the Sourth. Transfer og Local Innovation. Samfundslitteratur 2003, 27-40. (Evt. kun uddrag).

Litteratur til Del II: Informationsteknologi

]. G. Kreitz and F. Niemela, Spotify – Large Scale, Low Latency, P2P Music-on-Demand Streaming. IEEE International Conference on Peer-to-Peer Computing, 25-27. august, 2010, s. 1–10.

William Stallings. Business Data Communications. 6/e, 2009, Pearson, s. 100-122.

Casey Reas and Ben Fry. Getting started with processing. A hands-on introduction to making interactive graphics. O'Reilly, 2010, s. 7-15 + 77-86 + 115-117..

Casey Reas and Ben Fry. Processing. A Programming Handbook for Visual Designers and Artists. MIT Press, 2007, s. 23-33.

Mähring, M., Keil, M., Mathiassen, L. & J. Pries-Heje (2008). Making IT project De-Escalation Happen: An Exploration into Key Roles- I: Journal of the AIS, Vol. 9, Nr. 8, 2008, s. 462-496. Obligatorisk pensum heri er afsnit 4 til og med 5.1, side 470-483. Resten af artiklen er supplerende læsning.

Kildebogaard, J. (2012). Afsløring: Dårlig kodekvalitet lagde grunden for Polsag-skandalen. Downloaded 1. august fra: http://www.version2.dk/artikel/afsloering-daarlig-kodekvalitet-lagde-grunden-polsag-skandalen-46275.

Litteratur til Del III: Energiteknologi.

Regeringen, november 2011. Vores energi. Downloadet fra hjemmesiden for Energistyrelsen (http://ens.dk) 17. august 2012.

Thomas Budde Christensen, Peter Wells og Liana Cipcigan. Can innovative business models overcome resistance to electric vehicles? Better Place and battery electric cars in Denmark”, Energy Policy, 48 (2012), 498–505.

R.J. Orsato og P. Wells. U-turn: the rise and demise of the automobile industry. Journal of Cleaner Production, 15 (2007), 994-1006.

Litteratur til Del IV: Urban teknologi.

Københavns Energi. District Heating in Copenhagen: an energy efficient, low carbon and cost effective energy system. (6 sider). Downloadet fra hjemmesiden for Danish Board of District Heating (http://www.dbdh.dk/) 17. august 2012.

CTR, VEKS og Københavns Energi. Varmeplan Hovedstaden 2: Handlemuligheder for en CO2-neutral fjernvarme. Uddrag på 18 sider. September 2011. Downloaded fra www.varmeplanhovedstaden.dk d. 17. august 2012.

Litteratur til Del V: Sundhedteknologi

Nielsen, K., Nielsen, H. og Siggaard Jensen, H. (2008): Skruen uden ende. Den vestlige teknologis historie (3. udgave), København: Nyt Teknisk Forlag, s. 411-430 (kap. 17, Bioteknologi).

Lauritzen, T., Hansen, B. og Sandahl Christiansen, J. (2011): Insulinbehandling, i: Hilsted, J., Borch-Johansen, K. og Sandahl Christiansen, J. (red.): Diabetes -sygdom, behandling og organisation, København: Munksgaard Danmark, s. 131-144.

Teknologirådet (2006): Sundhedsydelser med IT – Pervasive Healthcare i den danske sundhedssektor, Teknologirådets rapporter 2006/11, s. 10-30 og 36-41.

Sundhedsstyrelsen (2010): Brug af telemedicin mellem Rigshospitalet og Bornholms Hospital – Rapport fra et pilotprojekt. Sammenfatning. Medicinsk Teknologivurdering – puljeprojekter 2010:10(2).


Læringsmål for kurset

Kurset introducerer til væsentlige teknologiske innovationer og til teorier og begreber som er knyttet dertil. De overordnede læringsmål er at de studerende opnår:

- grundlæggende viden om teknisk-videnskabelige teorier, metoder og begreber knyttet til væsentlige teknologiske innovationer; - grundlæggende færdigheder i at anvende teknisk videnskabelige teorier, metoder og begreber, der indgår i analyse og konstruktion af teknologiske produkter og systemer; - kompetencer til at identificere og arbejde med problemstillinger inden for dimensionen 'teknologiske systemer og artefakter';- kompetence til at gennemføre tværvidenskabelig analyse af teknologisk innovation med inddragelse af teorier, metoder og begreber inden for såvel teknisk-videnskab som innovationsteori;- basale færdigheder i at lave tekniske beregninger i forbindelse med et design, og i at lave visualisering af et design.

De mere konkrete læringsmål for forelæsningerne er at de studerende opnår:- kendskab til et udvalg af teknologiske innovationer, teknologiområder og teknologiske temaer, der kan arbejdes med på humtek-bacheloruddannelsen;- kendskab til de tekniske principper, der ligger til grund for udvalgte teknologier, og til teknologiernes begrænsninger og uønskede effekter;- kendskab til centrale tekniske aspekter af teknologiernes livscyklus, herunder principper og metoder der bruges i design- produktionsprocesserne, hvor teknologierne skabes;- kendskab til basale begreber inden for teknologisk innovation, herunder distinktionen mellem radikal og inkrementel innovation, og kendskab til simple innovationsmodeller;- kompetence til at foretage tværvidenskabelig analyse af en teknologisk innovation, hvor en teknisk analyse indgår som et centralt element;- færdighed i at lave simple tekniske beregninger og kunne vurdere tekniske størrelsesforhold inden for energi- og miljøområdet;- kompetence til at inddrage tekniske beregninger i analyser af større teknologisystemer;- indsigt i opbygningen af simple interaktive programmer;- færdighed i at modificere og forbedre et it-værktøj til visualisering.


Forelæsning 1:

Introduktion til kurset og til dimensionen "Teknologiske systemer og artefakter".

Underviser Niels Jørgensen

Læringsmål for kursusgangen: Udover at give overblik over kurset, er læringsmålene for kursusgangen at den studerende opnår:- kendskab til forskellige enkle definitioner af teknologi, herunder "teknologi = teknik + mennesker" og "teknologi = teknik + viden + organisation + produkt";- kendskab til humteks dimension "teknologiske systemer og artefakter';- kendskab til begreberne teknisk princip og operationelt princip;- kendskab til en lineær og systemisk model for innovation.

Cases: Casen om musiktjenesten Spotify illustrerer hvilken rolle, fildeling som teknisk princip spiller for den nye musiktjeneste. Fildeling går ud på at Spotify-brugeren downloader musiknummre fra andre brugere, i stedet for fra Spotifys server. Dette princip mindsker belastningen på Spotifys servere. Casen om elbilen bruges til at illustrere teknologi-definitionen "teknik + viden + organisation + produkt", og forskellen på en lineær og systemisk innovationsmodel.

Litteratur:

Chris Freeman. The Greening of Technology and Models of Innovation. Technological Forecasting and Social Change, 53 (1996), 27-39.

(Det vigtigste i Freeman's artikel er introduktionen til innovationsmodellerne s. 27-31).

Jens Müller. A Conceptual Framework for Technology Analysis. John Kuada (ed.), Culture and Technological Transformation in the Sourth. Transfer og Local Innovation. Samfundslitteratur 2003, 27-40.

Supplerende litteratur:

I kan læse mere om de to cases i litteraturen til forelæsning nr. 2 og 6.


Forelæsning 2:

Internettet


Læringsmål: At de studerende opnår kendskab til- packet switching som centralt teknisk princip på internettet;- protokoller som en central byggesten i kommunikationsnetværk, med eksemplet internetprotokollen tcp;- fildeling som et centralt teknisk princip ved musiktjenesten Spotify;- hvordan en teknisk analyse af Spotify bidrager til at forklare musiktjenestens store udbredelse.

Case: Spotify er en musiktjeneste, som giver brugerne gavn af internettets fordele med direkte streaming af selvvalgte musiknumre. Samtidig giver tjenesten betaling til musikere og andre rettighedshavere. Spotify kan være med til at ændre musikforbrugsvanerne, fordi det er lettere at prøve nye bands og andre genrer. Denne nyskabelse er i høj grad baseret på det tekniske princip fildeling, hvor brugerne downloader musiknumre fra hinanden. Fildeling har dog også ulemper, blandt andre at fildeling kan gøre brugernes computere sårbare over for hacking.

Uddybende beskrivelse. Vær forberedt på at Artiklen af Kreitz og Niemela er svær. Artiklen vil blive forklaret på forelæsningen. De vigtigste dele af artiklen er: Afsnit I, II (A-D) og III (A-E). Uddraget fra Stalling's bog giver en introduktion til internettets opbygning, herunder tcp-protokollen og andre begreber, som er omtalt i artiklen af Kreitz og Niemela.

Litteratur

]. G. Kreitz and F. Niemela, Spotify – Large Scale, Low Latency, P2PMusic-on-Demand Streaming. IEEE International Conference onPeer-to-Peer Computing, 25-27. august, 2010, s. 1–10.

William Stallings. Business Data Communications. 6/e, 2009, Pearson, s. 100-122.


Forelæsning 3:

Programmering


Læringsmål. At de studerende opnår:- Kendskab til grundlæggende begreber i tilknytning til programmering, herunder program, kildetekst, oversættelse og programmeringsmiljø;- Kendskab til interaktive, hændelsesdrevne programmer;- Kendskab til Processing, herunder færdighed i at bruge processing-udviklingsmiljøet til at modificere et simpelt progam, og en basal forståelse af hvilken rolle metoderne setup() og draw() spiller i et Processing-program.

Case. Programmeringssproget Processing er casen på et overordnet niveau. Processing er udviklet på det amerikanske universitet MIT, med det formål at være et nemt værktøj til visualisering. Fx når designere vil visualisere et design, eller kunstnere vil lave en interaktiv installation med en visuel del.

Cases på et konkret niveau er to interaktive, visuelle programmer: - Processing-programmet til at tegne cirkler, s. 10 i Reas & Fry, 2010. Dette program minder om programmet som I arbejdede med i crash-kurset om Processing under ruskurset. - Processing-programmet til visualiseringsøvelse 1. Det er et interaktivt kort over RUC.

Uddybning. Under forelæsningen er der små øvelser, hvor I skal bruge processing på jeres egne computere. Derfor er det bedst at du på forhånd har processing installeret på din computer.

Litteratur

Casey Reas and Ben Fry. Getting started with processing. A hands-on introduction to making interactive graphics. O'Reilly, 2010, s. 7-15 + 77-86 + 115-117.

Casey Reas and Ben Fry. Processing. A Programming Handbook for Visual Designers and Artists. MIT Press, 2007, s. 23-33.


Forelæsning 4:

Store Administrative It-systemer – med POLSAG som eksempel

Underviser Jan Pries-Heje

Læringsmål: Formålet er at de studerende opnår kendskab til store administrative it-systemer herunder aspekter af deres underliggende arkitektur, dilemmaet mellem standardteknologi og brugertilpasset teknologi, kvalitetsproblemer, samt kendskab til ledelsesstrategi over for fejlende projekter. Endvidere kendskab til den type systemer der betegnes sagsstyringssystemer.

Case: Danske politifolk bruger stadig papir og blyant! Flere gange har man forsøgt at give politiet ny digital teknologi. Senest blev politiets sags-styrings-system POLSAG stoppet, efter at man havde brugt op imod en halv milliard på det. Nogle af problemerne med teknologien skyldtes et forkert valg af standardteknologi frem for brugertilpasset teknologi. Dertil kom årsager som dårlig kvalitet, dårlige arkitektur- og designbeslutninger, og måske også dårlig teknologiledelse. På forelæsningen ser vi først på store administrative it-systemer som teknologi. Herunder kommer vi ind på arkitektur-begrebet og systemtænkning. Derefter vender vi os mod teknologi-frembringelses-processen og fokuserer på brugerens rolle, på hvordan man sikrer kvalitet, og på hvordan man sikkert kan afvikle fejlende teknologi-projekter som POLSAG.

Uddybning: POLSAG er et eksempel på et sagsstyringssystem. Et sagsstyringssystem bruges sådan, at når politiet modtager en anmeldelse, fx af et bankrøveri, så oprettes en ny sag i systemet. Herefter skal alle relevante medarbejdere kunne læse, ændre og tilføje dokumenterne i sagen, fx nye vidneafhøringsrapporter og fotos. Sagen kan være åben helt indtil sagen er færdigefterforsket. Undervejs skal der laves forskellige dataudtræk, fx til de døgnrapporter politiet offentliggør løbende.

Litteratur:

Mähring, M., Keil, M., Mathiassen, L. & J. Pries-Heje (2008). Making IT project De-Escalation Happen: An Exploration into Key Roles- I: Journal of the AIS, Vol. 9, Nr. 8, 2008, s. 462-496. Obligatorisk pensum heri er afsnit 4 til og med 5.1, side 470-483. Resten af artiklen er supplerende læsning.

Kildebogaard, J. (2012). Afsløring: Dårlig kodekvalitet lagde grunden for Polsag-skandalen. Downloaded 1. august fra: http://www.version2.dk/artikel/afsloering-daarlig-kodekvalitet-lagde-grunden-polsag-skandalen-46275.

Supplerende litteratur (ikke obligatorisk)

Helle-Lise Ritzau Kaptain. It-eventyret der endte i skandale. Computer World, 19. juli 2012. Link:http://www.computerworld.dk/art/218347/polsag-her-er-it-eventyret-der-endte-i-skandale

Eksternt review af POLSAG-programmet. THE BOSTON CONSULTING GROUP , 2009. Link:http://www.scribd.com/doc/98506505/POLSAG-Review-Boston-Group-2009


Forelæsning 5:

Vindmøller og udfasning af fossile brændsler

Underviser Rikke Lybæk

Læringsmål: Kurset vil give de studerende viden ifht hvorledes vi i Danmark fremover vil søge at reducere udslippet af drivhusgasser, og anvende alternativer til de fossile brændsler. De studerende vil erhverve indsigt i vigtige politiske planer og målsætninger ifht at reducere det danske drivhusgasudslip, og øge kendskabet til væsentlige vedvarende energiteknologier der skal bistå i den forestående transition af den danske energiforsyning.

Kursusgangen vil gøre de studerende i stand til at forstå kompleksiteten i det at gå fra et hovedsageligt fossilt til et ikke-fossilt samfund; hvorledes vi vil bevæge os i retning af en mere og mere decentral energiproduktion - og forbrug; udfordringerne ifbm en mere fluktuerende energiproduktion; og hvordan forskellige teknologier skal integreres og spille sammen i en sådan proces.

Case: Som en meget væsentlig fremtidig vedvarende energiteknologi vil kursusgangen hovedsageligt fokusere på vindkraft, som også eksemplificeres via en case. Samsø anvendes som case til at vise, hvordan energi fra vindmøller har erstattet fossile brændsler, samt til at vise hvordan forskellige ejerskabs-typer af vindmøller kan organiseres.

Uddybende beskrivelse: Kurset beskriver den overordnede transition som den danske energiforsyning skal gennemgå de næste årtier, fra værende et hovedsageligt fossilt baseret samfund til et samfund uden brug af drivhusgas-udledende energiformer. Kurset gennemgår Klimakommissionens rapport og anbefalinger, ifht til implementering af vindkraft, biomasse og forskellige energibærere som biogas og syngas. Samsø casen vil eksemplificerer hvorledes man i et lokalsamfund har formået at opnå en høj grad af vedvarende energi i energiforsyningen - herunder specielt fra vindkraft - og hvorledes forskellige både folkelige og kommercielle kræfter (energiselskaberne) har bidraget til dette.

Litteratur:

Regeringen, november 2011. Vores energi. Downloadet fra hjemmesiden for Energistyrelsen (http://ens.dk) 17. august 2012.


Forelæsning 6:

Elbilen

Underviser Thomas Budde Christensen

Læringsmål: Formålet med kursusgangen er at give de studerende indsigt i teknologisystemer og radikale teknologiske forandringer eksemplificeret ved elbilen og det etablerede teknologisystem, organiseret omkring den konventionelle forbrændingsmotor-bil.

Beskrivelse: Teknologisk udvikling, klimaforandringer og stigende oliepriser har givet elbilen en renæssance. Batteriteknologien har taget et stort spring og de fleste bilproducenter forventer at producere mange elbiler i fremtiden. Øgede mængder af vedvarende energikilder i el-produktionen (i DK primært vind) betyder desuden, at der er behov for komponenter i elsystemet, der kan lagre den strøm, der produceres på tidspunkter, hvor el-produktionen overstiger efterspørgslen. Dette kan elbilen. På kursusgangen præsenteres elbilteknologien og der gives et overblik over teknologiske muligheder og barrierer (såsom infrastruktur og økonomi). Desuden gives en kort præsentation af den konventionelle skala-intensive (Fordistiske) bilproduktion. Der diskuteres, hvilke faktorer der har betydning for, at elbilen kan blive en konkurrent til den konventionelle forbrændingsmotor-bil i et større perspektiv.

Case: Som case introduceres virksomheden Better Place, der tilbyder elektrisk mobilitet til elbilkunder, der i en abonnementsordning tilbydes en pakke bestående af batteri-leasing og ladeinfrastruktur. Forretningsmodellen muliggør samtidigt intelligent styring af batteriopladningen og knytter dermed an til den overordnede omstilling af energisystemet, hvori fossile energikilder udfases og fluktuerende vedvarende energikilder indfases.

Litteratur:

Thomas Budde Christensen, Peter Wells og Liana Cipcigan. Can innovative business models overcome resistance to electric vehicles? Better Place and battery electric cars in Denmark”, Energy Policy, 48 (2012), 498–505.

R.J. Orsato og P. Wells. U-turn: the rise and demise of the automobile industry. Journal of Cleaner Production, 15 (2007), 994-1006.


Forelæsning 7:

Varmesystemer

Underviser Thomas Budde Christensen

Læringsmål: Formålet med kursusgangen er at give de studerende forståelse for og indsigt i teknologisystemer (eksemplificeret med kraftvarmesystemet i København), der består af en række sammenkoblede teknologier

Beskrivelse: Energiforsyningen er en betydningsfuld del af Københavns infrastruktur. I København findes et af verdens største fjernvarmesystemer. Klimaforandringer og stigende priser på fossil energi medfører, at systemet i dag er under rekonstruktion, i en proces, hvor de centrale kulfyrede værker erstattes med vedvarende energiressourcer. Samtidigt udvides fjernvarme systemet mod Køge og Roskilde i takt med at naturgasforsynede boligområder konverteres til fjernvarme. De studerende præsenteres for hvordan fjernvarmesystemet er opbygget og der lægges op til en diskussion af fremtidens varmesystem i København.

Case: Casen tager udgangspunkt i Solrød kommune hvor varme- og klimaplanerne har resulteret i specifikke planer for etablering af et biogasanlæg. I anlægget udrådnes en kombination af industrielt affald, gylle og tang fra Købebugt og den producerede biogas anvendes til produktion af el og fjernvarme.

Litteratur:

Københavns Energi. District Heating in Copenhagen: an energy efficient, low carbon and cost effective energy system. (6 sider). Downloadet fra hjemmesiden for Danish Board of District Heating (http://www.dbdh.dk/) 17. august 2012.

CTR, VEKS og Københavns Energi. Varmeplan Hovedstaden 2: Handlemuligheder for en CO2-neutral fjernvarme. Uddrag på 18 sider. September 2011. Downloaded fra www.varmeplanhovedstaden.dk d. 17. august 2012.


Forelæsning 8:

Trafiksystemer

(Materialet til denne forelæsning er ikke med i kompendiet)


Forelæsning 9:

Bioteknologi – fra organekstraktion til gensplejsning og stamcelleterapi.

Underviser Erling Jelsøe

Læringsmål for kursusgangen: At den studerende opnår- Kendskab til bioteknologier og deres udviklingshistorie.- Forståelse for de grundlæggende principper, der ligger til grund for de moderne bioteknologier.- Viden om anvendelsen af bioteknologier i udviklingen af lægemidler.- Forståelse for en række af de problemstillinger, der gør sig gældende, når bioteknologisk baserede lægemidler anvendes i praksis ved patientbehandling.

Case: Som gennemgående case vil vi bruge produktion og anvendelse af insulin ved behandling af diabetes. Vi følger insulinet historisk fra opdagelsen og produktionen baseret på ekstraktion fra dyreorganer til den moderne produktion af humant insulin ved hjælp af gensplejsede mikroorganismer og de igangværende bestræbelser på helt at komme ud over brugen af insulin som lægemidler ved at kurere diabetes gennem stamcelleterapi. Sideløbende vises, hvordan behandlingen af diabetespatienter med insulin har gennemgået en omfattende og til dels selvstændig både teknologisk og behandlingsmæssig udvikling og hvordan patientuddannelse i stigende grad inddrages for at styrke patienternes muligheder for at tage hånd om deres sygdom.

Uddybende beskrivelse:

Gennem eksemplet vedrørende bioteknologiens anvendelse i insulinproduktionen vises konkret, hvordan bioteknologierne i lægemiddelproduktionen har udviklet sig sammen med udviklingen af lægevidenskaben og efter 2. verdenskrig med molekylærbiologien. De teknologiske innovationer vedrører ikke bare selve overgangen til brugen af moderne bioteknologi i form af gensplejsning, men også udviklingen af nye insulinprodukter i takt med den øgede viden om insulinets virkning i kroppen. Samtidig sker der en udvikling af behandlingsmetoderne, der i stigende grad involverer patienten selv i behandlingen og derigennem dels illustrerer det komplekse samspil mellem mennesker og teknologi i sygdomsbehandlingen og dels kompleksiteten i de processer i den menneskelige organisme, som insulinet indgår i. Disse spørgsmål vil også blive belyst gennem den afsluttende diskussion af den forskning og udvikling, der er i gang for at kurere diabetes ved hjælp af stamcelleterapi.

Litteratur:

Nielsen, K., Nielsen, H. og Siggaard Jensen, H. (2008): Skruen uden ende. Den vestlige teknologis historie (3. udgave), København: Nyt Teknisk Forlag, s. 411-430 (kap. 17, Bioteknologi).

Lauritzen, T., Hansen, B. og Sandahl Christiansen, J. (2011): Insulinbehandling, i: Hilsted, J., Borch-Johansen, K. og Sandahl Christiansen, J. (red.): Diabetes -sygdom, behandling og organisation, København: Munksgaard Danmark, s. 131-144.


Forelæsning 10:

Telemedicin.

Underviser: Erling Jelsøe

Læringsmål: At den studerende opnår- Kendskab til telemedicin som et eksempel på et nyt felt inden for sundhedsområdet, hvor informationsteknologien spiller en afgørende rolle.- Forståelse for hvordan brugen af telemedicin ikke blot handler om ”behandling på afstand”, men indebærer sociale og organisatoriske forandringer for både patienter og sundhedspersonale og at disse forandringer spiller en afgørende rolle ved implementeringen af de nye teknologier.

Case: Telemedicin er i sig selv en case, der illustrerer udfordringer ved anvendelsen af informationsteknologi inden for sundhedsområdet. I løber af kursusgangen vil der endvidere blive givet en række eksempler på anvendelsen af telemedicin ved behandlingen af især kroniske lidelse såsom diabetes, KOL, hjerte-kar sygdomme m.fl.

Uddybende beskrivelse: Kursusgangen vil indledningsvis fokusere på nogle af drivkræfterne bag det stigende fokus på fjernbehandling af patienter, som skal ses i relation til både økonomien i sundhedssektoren, demografiske ændringer (den stigende andel af ældre) og mulighederne for at behandle patienter i deres eget hjem. Eksemplerne på forsøg med telemedicin vil endvidere belyse de problemstillinger, der rejser sig ved teknologiske innovationer, der indebærer nye behandlingsformer og ændrede forhold både for patienter og sundhedspersonale. De vil herigennem både vise, hvordan informationsteknologierne i stigende grad holder deres indtog inden for sundhedsområdet, og samtidig illustrere hvordan teknologisk forandring altid indebærer et samspil mellem selve teknikken samt de organisatoriske og sociale forhold, der omgiver den.

Litteratur:

Teknologirådet (2006): Sundhedsydelser med IT – Pervasive Healthcare i den danske sundhedssektor, Teknologirådets rapporter 2006/11, s. 10-30 og 36-41.

Sundhedsstyrelsen (2010): Brug af telemedicin mellem Rigshospitalet og Bornholms Hospital – Rapport fra et pilotprojekt. Sammenfatning. Medicinsk Teknologivurdering – puljeprojekter 2010:10(2).


Teknisk beregnings-øvelse 1: Vindmøller og størrelsesforhold

Læringsmål: Øvelsen har to læringsmål: 1) at lære at foretage en simpel teknisk beregning og 2) at give indsigt i størrelsesforhold og skala indenfor energi- og miljøområdet.

Opgaveformulering: Beregn hvor meget strøm en given vindmølle producerer på et år, og beregn hvor mange husstandes elforbrug, der kan forsynes med denne strøm.

I eksemplet anvendes Vestasmøllen (V112-3.0MW Offshore) 1. Møllen er en 3,0MW mølle, der ofte anvendes. Møllen har en effekt på 3,0MW (dvs. 3000kW). Strømproduktionen afhænger af vindhastigheden: Jo mere det blæser, jo mere strøm producerer vindmøllen. Dette kan ses i nedenstående figur. I figuren kan man også se, at møllen har en maksimal produktion ved en vindstyrke på 12m/s. Blæser det mindre end 3m/s er der for lidt vind til at drive møllen, og blæser det over 25m/s stoppes møllen for at undgå havari.

1Vestas Wind Systems A/S 2010: “V112-3.0Mw Offshore” (http://nozebra.ipapercms.dk/Vestas/Communication/Productbrochure/V11230MW/V11230MWOffshoreUK/)

http://nozebra.ipapercms.dk/Vestas/Communication/Productbrochure/V11230MW/V11230MWOffshoreUK/

http://nozebra.ipapercms.dk/Vestas/Communication/Productbrochure/V11230MW/V11230MWOffshoreUK/


Man kan beskrive vindmøllens årsproduktion med begrebet "årlige fuldlasttimer". De årlige fuldlasttimer er det antal timer, vindmøllen skulle have brugt til årsproduktionen, hvis vindmøllen i disse timer producerede den maksimale effekt. Afhængigt af vindforholdene på den pågældende lokalitet svarer årsproduktionen for landmøller til 1.500-3.000 og for havvindmøller til 3.500-4.000 årligefuldlasttimer. Disse tal skal ses i forhold til at der er ca. 8.500 timer på et år.2

Husstande: Nedenstående figur viser det gennemsnitlige energiforbrug i de cirka 2,6 millioner danske husstande. Energiforbruget i husstande er afhængigt af vejrliget. Derfor korrigerer energistyrelsen tallene for klimatiske variationer (varme og kolde vintre). Som det fremgår, anvendes hovedparten af energien på opvarmning. Tallet indeholder ikke energiforbrug til transport.

Figur: Energiforbruget per husstand i Danmark3

Det gennemsnitlige elforbrug per husholdning til apparater (dvs. belysning, køleskabe, computere, fjernsyn mv.) var i 2010 12,3 GJ svarende til 3430 kWh. En mindre del af husstandene bruger også el til opvarmning. Dem vil vi se bort fra, og regner udelukkende med elforbruget til apparater.

2 Energistyrelsen 2005: Havvindmøller - Danske erfaringer og løsninger

3 Energistyrelsen 2011: Energistatistik 2010


Spørgsmål:

1. Vi antager, at vores Vestas vindmølle har en årsproduktion på 3500 fuldlasttimer. Hvor meget strøm (hvor mange kWh) producerer vindmøllen så på et år?

2. En dansk husstand bruger i gennemsnit 3430 kWh per år. Hvor mange husstande kan vores havvindmølle forsyne?

3. Hvor mange vindmøller skal der til for at forsyne samtlige danske husstandes elforbrug?

I spørgsmålene ovenfor er der ikke taget højde for at el-produktionen fra vindmøllerne ikke matcher det faktiske elforbrug, da vindmøllerne producerer strøm når det blæser, og ikke nødvendigvis når der er efterspørgsel efter strømmen.

4. Diskutér hvordan man kan designe energisystemet, så den fluktuerende vindmøllestrøm bedst indpasses, og anvis forskellige løsningsmuligheder.


Teknisk beregnings-øvelse 2: Elbiler og virkningsgrader

Denne øvelse handler om at beregne virkningsgrader. I øvelsen skal i sammenligne to typer af bilteknologi henholdsvis en konventionel benzinbil og en elbil, der får strøm fra et kulkræftværk. I skal vurdere hvilken af disse biler, der samlet set udnytter energien bedst, hvis man indregner både bilens effektivitet og den energi der skal anvendes til producere og distribuere henholdsvis elektricitet og benzin. I skal desuden i et skema illustrere hvor stor forskellen er på de to teknologispor.

Læringsmål: Øvelsen har tre læringsmål: 1) at lære at foretage en simpel teknisk beregning, 2) at give praktisk erfaring teknologivurdering med fokus på beregning af virkningsgrader og 3) at give indsigt i sammenhængende teknologisystemer

Begrebet virkningsgrad: Begrebet ”virkningsgrad” angiver en talværdi for en maskine eller et systems nyttevirkning beregnet som forholdet mellem den afgivne og den tilførte effekt. Værdien af den afgivne effekt vil som regel være mindre end den tilførte effekt pga. eksempelvis varmetab eller friktion. Når man taler om ”total virkningsgrad” henvises der til den samlede virkningsgrad et system, der består af flere separate teknologier eller processer.

Benzinbilen

Benzin produceres af råolie, der hentes op af undergrunden. Råolien transporteres med tankskibe og raffineres på olieraffinaderier til benzin, diesel og andre produkter der efterfølgende distribueres til tankstationerne. I disse processer bruges en energimængde der modsvarer et tab på cirka 13%4 af energiindholdet i benzinen. I benzinmotoren afbrændes en blanding af benzin og ilt i nogle cylindre med et stempler i den ene ende. Ved afbrændingen udvides gassen (benzin/ilt blandingen) og stemplerne trykkes i bund. Stemplerne får en aksel til at rotere, som efterfølgende bruges til at dreje hjulene - dette er det

4 Energistyrelsen (2012): Alternative Drivmidler i Transportsektoren


operationelle princip i en benzinbil. Imidlertid omsættes kun en mindre del af energiindholdet i benzinen til bevægelsesenergi. Hovedparten af energien konverteres til varme, som ikke udnyttes til at bevæge bilen. Virkningsgraden i en benzinbil afhænger, derudover af en lang række forhold, der afhænger af hvordan bilen i øvrigt er konstrueret, og varierer fra bilmodel til bilmodel. I vores regnestykke regner vi med en virkningsgrad for en mellemklasse benzinbil i VW Passat klassen på 18%5, dvs., at 18% af energien i benzinen udnyttes til bevæge bilen mens 82% af energien spildes i varmetab og friktion.

ElbilenEn elbil er en bil der drives af en elektrisk motor. Elmotoren får strøm fra et batteri, der kan oplades via elnettet.

I vores regneeksempel får elbilen strømmen fra et kulfyret kraftværk. I virkelighedens verden bliver strømmen i elnettet produceret af et mix af forskellige energikilder (kul, vindkraft, naturgas mv.), men for at gøre det hele mere simpelt regner vi med, at strømmen alene kommer fra et kulfyret kraftvarmeværk. Ved produktion og distribution af kul (minedrift, transport mv.) bruges en del energi. Energiforbruget til dette svarer til cirka 6% af energien i brændslet6. Efterfølgende skal energien i kullet konverteres til elektricitet. Dette sker på et kraftvarmeværk i en stor ovn, der opvarmer vand til damp, som efterfølgende driver en turbine, der producerer elektricitet. El-virkningsgraden på et (nyt) moderne kulfyret kraftvarmeværk er cirka 45%7. Dette betyder, at 45% af den indfyrede energimængde konverteres til elektricitet. Resten af energien bliver til varme, der kan udnyttes som fjernvarme, og en mindre del (ca. 10% af den indfyrede energimængde) spildes. Det skal pointeres, at det på grund af sæsonvariationer i varmeforbruget ikke er praktisk muligt at udnytte al den producerede varme til fjernvarme. Desuden er størrelsen på de fjernvarmemarkederne, der er tilknyttet de centrale værker ikke altid store nok til at aftage al den producerede varme. Dette resulterede eksempelvis i et samlet energitab fra de centrale værker på 52% i 20098. Dette relativt store tab skal selvfølgelig ses i lyset af, at flere af de eksisterende værker er af ældre dato mindre effektive. Når strømmen er produceret skal den distribueres via el-nettet. I den forbindelse er der et tab på cirka 6%9. En elbil er generelt meget effektiv og virkningsgraden er på cirka 85%10.



7 Energistyrelsen (2012): Technology Data for Energy Plants

8 Dansk Energi (2010): Dansk Elforsyning ’09

9 Dansk Energi (2010): Dansk Elforsyning ’09



Opgaveformulering:

1. Du skal designe en tabel, der på en overskuelig måde, viser den totale virkningsgrad for henholdsvis elbilen og benzinbilen, baseret på de tal der er præsenteret ovenfor. Tabellen skal desuden vise hvor stort energitabet er i de forskellige led.

2. Lav en ny tabel, som er opbygget på samme måde som i spørgsmål 1, men hvor forudsætningerne i højere grad afspejler virkeligheden. Her er du velkommen til at komme at ændre på de tal og forudsætninger, der er opstillet ovenfor.

3. Udvid tabellen fra spørgsmål 2 med data om elbiler baseret på 50% vindproduceret el, som besluttet energiaftalen fra marts 2012.


Øvelsesmateriale til visualiseringsopgaverne I, II og III.

Det overordnede formål med visualiseringsøvelserne er at opnå forudsætninger for at bruge et it-værktøj til at visualisere et design.

Alle tre visualiseringsøvelser handler om interaktion. Det er interaktion mellem brugeren og et visualiseringsprogram. De tre øvelser har progression på denne måde:- øvelse I handler om interaktion med billeder, hvor brugerens input er med musen.- øvelse II handler om interaktion med tekst, hvor brugerens input er med tastaturet.- øvelse III handler om interaktion med begge dele.

I alle tre øvelser får I udleveret et program, der fylder mellem en halv og en hel A4-side. Alle opgaverne besvares ved at modificere dette program. I nogle tilfælde skal I bruge egne billeder, enten fotos I selv tager eller nogle I downloader.

Læringsmålene kan formuleres mere konkret således: At forstå opbygningen af simple interaktive programmer. At kunne modificere og forbedre et simpelt it-værktøj til visualisering. At kunne lave simple modifikationer af et Processing-program.


Visualiseringsøvelse I: Et interaktivt kort over RUC.

Læringsmål for øvelsen: Lære at arbejde med billeder i et interaktivt program, og med input fra musen. Kendskab til såkaldte betingede sætninger, og brug af disse til at styre interaktion.

Processing-programmet til øvelsen er et interaktivt kort over RUC. I kan downloade programmet fra kursets websider på moodle.

A. Interaktionen i det program I downloader

Man ser et kort over RUC. Kortet er et luftfoto med tre knapper indlagt øverst til venstre.

Hvis musen føres hen over knappen "RUC vejviser", trykkes knappen ned. Samtidig kommer teksten "Tryk på knapperne" og en pil peger på knapperne med hus 8.1 og 9.1.

Hvis man så fører musen hen over knappen 8.1, bliver denne knap trykket ned. Og der kommer et billede af døren ind til hus 8.1 og en pil, der viser beliggenheden af hus 8.1. (Til højre). Med andre ord, kortet er interaktivt, men interaktiviteten er meget begrænset. Øvelsen går derfor ud på at forbedre interaktiviteten i programmet.


B. Opgaver

Opgave 1. Modificer programmet, så kortet viser en pil når knappen for hus 9.1 trykkes, lige som når knappen trykkes for hus 8.1.

Opgave 2. Modificer programmet, så kortet også viser et billede når hus 9.1-knappen trykkes. Tag selv et billede af hus 9.1 og læg det ind i data-mappen for Processing-programmet.

Opgave 3. Vis en knap for Store Auditorium. Både den almindelige knap og den trykkede knap er med i data-mappen i det I har downloadet. Vis en pil og et billede, som I selv tager, når knappen trykkes.

C. Formål

Formålet er at lave et godt alternativ til kortet på RUCs hjemmeside: http://www.ruc.dk/om-universitetet/ankomst-til-ruc/kort-over-ruc/(Kortet ses til venstre).

RUC-kortet er ment som en hjælp til nye studerende og til besøgende på RUC, der ikke ved hvor husene, auditorierne o.s.v. ligger. Det nuværende RUC-kort viser ganske vist husnumrene, men ikke beliggenhenden af fx Store Auditorium.


D. Processing-programmet til det interaktive RUC-kort

Her er programteksten i filen "ruc.pde". Det er processing-programmet, som laver visualiseringen. For at løse opgaverne skal I lave ændringer i denne fil. I boksen nedenfor vises og forklares dele af programmet, bl.a. kildeteksten om knappen "RUC vejviser". Den fulde programtekst, som I downloader, indeholder også kildetekst om knappen "Hus 8.1" m.v., men er ikke vist her.

PImage rucKort, rucVejviser, rucVejviserTrykket, trykPaaKnapperne, pilVenstre;

void setup() { rucKort = loadImage("ruc.jpg"); size(rucKort.width, rucKort.height); rucVejviser = loadImage("rucVejviser.jpg"); rucVejviserTrykket = loadImage("rucVejviserTrykket.jpg"); trykPaaKnapperne = loadImage("trykPaaKnapperne.png"); pilVenstre = loadImage("pilVenstre.png"); }

void draw() { image(rucKort,0,0); image(rucVejviser,25,50); if (25 < mouseX && mouseX < 25 + rucVejviser.width && 50 < mouseY && mouseY < 50 + rucVejviser.height) { image(rucVejviserTrykket,25,50); image(trykPaaKnapperne,150,90); image(pilVenstre,150,130); } }

PImage-variablene "rucKort" m.fl. er pladsholdere for billederne i programmet.

setup():

Metoden udføres en gang, nemlig ved opstarten af programmet.

Sætningen "rucKort = loadImage("ruc.jpg") læser billedet i filen "ruc.jpg" og tildeler det indlæste billede som værdi til variablen "rucKort".

draw().

Metoden udføres efter setup(). Den udføres flere gange i sekundet.

Sætningen "image(rucKort,0,0)" tegner baggrundsbilledet.

Sætningen "image(rucVejviser,25,50)" tegner knappen med teksten "RUC vejviser".

Den betingede sætning "if (25 ...)" tester om musen er over billedet med knappen. Hvis den er, vises billedet af knappen der er trykket ned, og nogle andre billeder.

Vigtige elementer af processing som I arbejder med i øvelsen:

Programmets overordnede struktur setup()

draw()

Billeder PImage

loadImage()

image()

Betinget sætning if ()

&&

Arbejde med input fra musen mouseX

mouseY

Kilder til billederne i Processing-programmet: Luftfotoet af RUC er et satellitfoto fra Google Earth. Google Earth kan downloades fra earth.google.com. Billederne af knapperne med tekster som 8.1. er lavet i et billedbehandlingsprogram (gimp), både knapperne som "almindelig" og som trykket. Pilene er billeder downloadet fra nettet. De er gjort transparente i gimp, så man kun ser pilen, og så baggrundsbilledet af RUC er synligt hele vejen uden om pilen.


Visualiseringsøvelse II: En interaktiv tidsserie

Læringsmål for øvelsen: Kunne arbejde med interaktiv tekst i et program, og med input fra tastaturet. Også at kunne arbejde med farver og metode-kald.


Når programmet startes, viser det et tomt koordinatsystem. Til højre står der bl.a. "Vis data om" og "Elforbrug" (med streg under 'e').

X-aksen er døgnets 24 timer.Y-aksen er energi målt i 1000 MWh.

Hvis brugeren trykker 'e' på tastaturet, vises Danmarks elforbrug i 2010. Boksen med teksten "Årsgnsn." er fremhævet med en lys farve. Det betyder at det viste er et årsgennemsnit. Elforbruget er vist time for time for døgnets 24 timer. Man kan bl.a. se at elforbruget er lavest om natten (til venstre). Det viste elforbrug omfatter både husholdninger og industri.

Hvis brugeren trykker 'v' på tastaturet, vises Danmarks vindkraftproduktion i 2010. Hvis brugeren trykker 'd' vises produktionen på en bestemt dag. Ved et trykke på mellemrumstasten ser man først 1. januar, dernæst 2. januar o.s.v. På billedet er vist d. 9. januar, hvor produktionen faldt drastisk midt om natten.


B. Opgaver

Alle opgaverne løses ved at lave modifikationer i kildeteksten i filen "smartgrid.pde".

Opgave 1. Modificer programmet så tekstboksene om vindkraft og elforbrug har farvet baggrund. Fx grøn og brun, så de svarer til farverne på søjlerne der viser tidsserierne.

Opgave 2. Modificer programmet, så brugeren får mulighed for at vælge perioden "ugedag". Dvs. data for mandag for sig, tirsdag for sig, o.s.v. Dette kan gøres i tre skridt: (i) I programteksten tilføjes et metodekald "view.set(view.UGEDAG)". (ii) Metodekaldet bygges ind i en betinget sætning, hvor betingelsen er at brugeren har valgt et bestemt tegn på tastaturet (fx 'u'). (iii) Lav en ekstra tekstboks, der viser brugeren hvilket tegn der skal vælges for at få vist ugedage.

Opgave 3. Modificer programmet, så brugeren får mulighed for at se data om elforbrug og vindkraft samtidig, så man kan sammenligne.

Opgave 4. Fremhæv en central egenskab ved elforbruget og/eller vindkraft-produktionen, som man kan udlede af tidsserierne. Fx at elforbruget er større end vindkraft-produktionen; eller et af de typiske forbrugsudsving i løbet af et døgn; eller forskellen mellem hverdage og weekender. Krav til fremhævelsen:

- Fremhævelsen skal være i form af en tekstboks, der beskriver fænomenet.

- Tekstboksen skal kun vises når fænomenet faktisk kan ses. Dvs. hvis I vil fremhæve at elforbruget er større end vindkraft-produktionen, skal det være når begge tidsserier vises.

- Tekstboksen skal vises tæt på det sted i koordinatsystemet, hvor fænomenet fremgår.

- Tekstboksen skal bruge en større font, end i tekstboksene til højre.

C. Formål.

Formålet er selvfølgelig at give en interaktiv visualisering af tidsserierne om elforbrug og vindkraftproduktion. Målgruppen kan fx være studerende som jer selv. Visualiseringen skulle bl.a. gerne fremhæve, at både elforbrug og vindkraftproduktion fluktuerer. Dermed er visualiseringen med til at vise, at overgangen fra fossile brændsler til vedvarende energi er en meget kompleks omstilling.

D. Processing-programmet til visualisering af tidsserier

Her kommer programteksten i filen "smartgrid.pde". For at løse opgaverne skal I lave ændringer i denne fil. I boksen nedenfor vises og forklares de centrale dele af programmet. Det væsentligste, der er udeladt her i kompendiet, er erklæringer af variable i starten af programmet. (Filen hedder smartgrid, fordi et 'smartgrid', eller intelligent el-distributionsnet, kan være en del af løsningen på omlægningen til vedvarende energi).


void setup() { koordinatSystem = new KoordinatSystem(..); view = new View(koordinatSystem); elforbrug = new TidsSerie("elforbrug2010.csv",..); vindkraft = new TidsSerie("vindkraft2010.csv",..); font = loadFont("LiberationSansBold14.vlw"); textFont(font); }

void draw() { koordinatSystem.draw();

if (keyPressed) { if (key == ' ') view.next(); if (key == 'e') {view.clear(); view.add(elforbrug);} if (key == 'v') {view.clear(); view.add(vindkraft);} if (key == 'å') view.set(view.HELEAARET); if (key == 'd') view.set(view.DAG); } view.draw(); tekstBoks("Elforbrug", 800, 100, grey); tekstBoks("Vindkraft", 800, 150, grey); tekstBoks("Årsgnsn.",800,350, grey); tekstBoks("Dagligt", 800,400, grey); if (view.contains(elforbrug)) tekstBoks("Elforbrug", 800, 100, lightGrey); if (view.contains(vindkraft)) tekstBoks("Vindkraft", 800, 150, lightGrey); if (view.is(view.HELEAARET)) tekstBoks("Årsgnsn.",800,350,lightGrey); if (view.is(view.DAG)) tekstBoks("Dagligt",800,400,lightGrey); }

void tekstBoks(String txt, int x, int y, color baggrund) { fill(baggrund); stroke(0); strokeWeight(2); rect(x,y,80,40); fill(0); textAlign(LEFT, CENTER); text(txt,x+10,y+20); line(x+10,y+30,x+20,y+30); }

setup():

Skaber objekter som bruges i visualiseringen: et koordinatsystem, en tidsserie om elforbrug, en tidsserie om vindkraft, og et view. Disse objekter er ikke en del af Processing, men er lavet specifikt til brug i visualiseringsopgaven om tidsserier.

Endvidere loades en font.

draw():

Først tegnes koordinatsystemet.

Betingelsen "if (keyPressed).. " er opfyldt hvis brugeren har trykket på en tast. Betingelserne "if (key == ' e').." osv. tester hvilket tegn der er tastet. Afhængigt af tegnet, kaldes metoder i view-objektet. Disse er forklaret i separat boks nedenfor.

Sætningen "view.draw()" tegner en eller flere dataserier i koordinatsystemet, alt efter hvordan viewet er indstillet (jf. betingelserne der lige er forklaret).

Sætningerne "tekstBoks("Elforbrug",..)" er metodekald. De tegner tekstboksene til højre i vinduet.

Betingelsen "if (view.contains(elforbrug)).." tester om elforbrugs-tidsserien vises. Hvis den gør, så tegnes tekstboksen om elforbrug en gang til, men denne gang med en lysere farve, så boksen og dens tekst fremhæves.

tekstBoks(..):

Programteksten i metoden udføres hver gang der sker et kald af metoden tekstBoks. De fire parametre er:

txt: den tekst der skal vises i boksen.

x og y: koordinater for hvor boksen vises

baggrund: den farve som skal males i baggrunden.

Nye elementer af processing som I arbejder med i øvelsen:

Tekster txt()

textAlign()

Fonte PFont

loadFont()

font()

Arbejde med input fra tastaturet if (keyPressed)

if (key == 'e')

Rektangler (som kan bruges som tekstbokse) rect()

fill()

stroke()

strokeWeight()


Programmet bruger følgende kald af metoder i view-objektet. Metodekaldene udgør et såkaldt API for view-objektet. Et API (Application Programming Interface) er en grænseflade. I bruger grænsefladen når I fx bruger metodekaldet view.add(). Formålet med APIet er at gøre det muligt at vise tidsserier på en nem måde, uden at kende den indre konstruktion af view-objektet. View-objektet er også et processing-program, men det behøver I altså ikke vide mere om end API-et.

API til view-objektet

Metodekald om hvilke tidsserie der vises

Virkning

view.add()fx:view.add(elforbrug)

Tilføjer en dataserie til viewet.

view.clear() Sletter alle dataserier fra viewet, så viewet er tomt.

view.contains() fxif (view.contains(elforbrug))

Tester om en bestemt dataserie er indeholdt i viewet.

Metodekald om hvordan tidsserierne vises

Virkning

view.set()fx:view.set(view.HELEAARET)view. set(view.DAG)view.set(view.UGEDAG)

Fastlægger at dataserien vises på en bestemt måde:

- HELEAARET: som gennemsnit for hele året; - DAG: en dag ad gangen (en specifik dato); - UGEDAG: gennemsnitet for en ugedag, fx alle mandage.

view.is()fxif (view.is(view.HELEAARET))if (view.is(view.DAG))if (view.is(view.UGEDAG))

Tester om viewet er indstillet til at vise hele året; en dag ad gangen; eller gennemsnittet for en ugedag.

view.next() Skifter til at vise næste periode. Fx fra 1. januar til 2. januar, eller fra mandag til tirsdag.

Datagrundlaget for Processing-programmet: Kilden er websitet http://www.nordpoolspot.com, der offentliggør regneark med tidsserier over elforbrug m.v. Regnearkene downloades ved at vælge "downloads" og "historical market data". Til programmet er brugt to regneark "Consumption DK areas_2011_Hourly.xls" og "Wind power DK_2011_Hourly.xls". Efter regnearkene er downloadet, er de åbnet i et kontor-program, og de relevante data er gemt i et format der hedder CSV, fx vindkraft-2010.csv, som også ligger i data-mappen.

Sådan er strukturen i Processing-programmet: De studerende skal kun arbejde med programmet smartgrid.pde. Til de særligt interesserede: Programmet smartgrid.pde kalder metoder i fire andre programmer: CVSReader.pde læser cvs-filerne og fjerner "snavs" (fx citationstegn). Tidsserie.pde beregner årsgennemsnit m.v., hvilket sker når programmet startes. Koordinatsystem.pde tegner og gentegner koordinatsystemet. View.pde er en grænseflade, der bestemmer hvilke tidsserier der vises og hvordan. View-grænsefladen bruges ved at kalde metoderne view.add(), view.clear() og view.set().


Visualiseringsøvelse III: Et interaktivt kort over Ring 3 Letbanen.

Læringsmål for øvelsen: At kunne arbejde med kombinationer af interaktive billeder og tekst.

Processing-programmet til øvelsen er et interaktivt kort over den foreslåede letbane ved Ring 3. I kan downloade programmet fra kursets websider på moodle.


Programmet animerer en sporvogn der kører på Ring 3 letbanen. Et kort over Storkøbenhavn er fast baggrundsbillede. Den foreslåede letbane er vist med rødt. Kortet viser også stationerne og de eksisterende tog-strækninger. Sporvognen bevæger sig, og den gule pil viser hvor sporvognen er kommet til.

Sporvognen stopper ved stationerne. For at få sporvognen til at køre videre, skal brugeren trykke på mellemrumstasten.

Når sporvognen kommer til området syd for Glostrup, vises en boks med teksten "Syd for Glostrup har letbanen en forgrening".

Når sporvognen kommer til Herlev, vises et billede af Ring 3 med teksten: "I Herlev er Ring 3 så bred at man kan anlægge tracé til letbanen".


B. Opgaver

Opgave 1. Visualiser pladsproblemet under broen ved Lyngby Station. Brug billedet "lyngbyBro.png" i data-mappen for programmet. Billedet skal vises i animationen når sporvognen er i Lyngby. Der skal være en pil der peger på det sted på strækningen, som billedet viser.

Opgave 2. Lav en tekst til billedet om Lyngby-broen. Teksten skal forklare pladsproblemet: at der kun er et spor i hver retning, som sporvognen skal dele med den øvrige trafik.

Opgave 3. Visualiser en selvvalgt problemstilling ved letbanen med billede og tekst, som vises når sporvognen kommer til det sted, problemstillingen handler om. Find selv billeder, fx fra Google Earth eller Google Street View. Ideer til emner kunne fx være: stationsnærhedsprincippet og erhvervsbyggeri i Gladsaxe; eller den kringlede linjeføring ved Glostrup (omkring s-station, indkøbscenter m.m.).

C. Formål.

Formålet er at præsentere den foreslåede letbane og problemstillinger knyttet til den, fx særlige fordele og ulemper. Målgruppen kan fx være folk der bor eller arbejder i nærheden af letbanen, eller bilister som i forvejen bruger Ring 3. De eksisterende præsentationer af letbanen er konsulentrapporter, politiske oplæg m.m., der indeholder almindelig tekst og billeder.

D. Processing-programmet til det interaktive kort over Ring 3 letbanen.

Her er programteksten i filen "letbane.pde". For at løse opgaverne skal I lave ændringer i denne fil. I boksen nedenfor vises og forklares centrale dele af programmet. Den fulde programtekst, som I downloader, indeholder cirka 20 linjer mere end I ser her. Det fulde program fungerer principielt på samme måde som det der er forklaret her i kompendiet.


PImage kbhKort;Sporvogn sporvogn;GeoConverter geoConverter;(..) void setup() { kbhKort = loadImage("googleearth.jpg"); size(kbhKort.width, kbhKort.height); geoConverter = new GeoConverter(..); sporvogn = new Sporvogn(..); herlev = loadImage("herlev.jpg");}

void draw() { image(kbhKort,0,0); letbaneSpor.draw(); letbaneStationer.draw(); togStationer.draw(); sporvogn.draw();

if (keyPressed) { if (key == ' ') sporvogn.go(); } if (dist(sporvogn.getX(),sporvogn.getY(),572,487) < 50) sydForGlostrup(572,487);} void sydForGlostrup(int x, int y) { (..) }

setup():

Indlæser baggrundsbilledet over Storkøbenhavn. Opretter et sporvogns-objekt, der repræsenterer sporvognen (blandt andet dens placering og hastighed). API-et til sporvognsobjektet er gennemgået i en boks nedenfor.

Der oprettes også et geoConverter-objekt. I skal ikke arbejde med dette. Formålet med objektet er at oversætte geografiske koordinater (længde/breddegrader) til x/y-koordinater, så stationer m.v. kan vises i processing-vinduet.

draw():

Udover baggrundskortet (kbhKort) tegnes jernbanespor, stationer og den bevægelige sporvogn.

Den betingede sætning "if (keyPressed).." tester om brugeren har trykket på mellemrumstasten. Hvis ja, sættes sporvognen til at køre videre.

Den betingede sætning "if (dist(..)).." tester om sporvognen er i nærheden af punktet med koordinaterne X=572, Y = 487. (En station syd for Glostrup). Hvis ja, vises en bestemt tekst.

sydForGlostrup():

Vises tekstboksen med "Syd for Glostrup har letbanen en forgrening".

Programmet bruger følgende kald af metoder i sporvogns-objektet. Sporvognen er naturligvis ikke en del af Processing, men lavet til brug i visualiseringsøvelsen.

API for sporvogns-objektet i det interaktive kort over letbanen.

Metodekald Virkning

sporvogn.go(): Sætter sporvognen til at køre igen. Kaldes i den betingede sætning der begynder "if (keyPressed) .. if (key = ' ').. " Betingelserne er opfyldt hvis brugeren har trykket på mellemrumstasten.

sporvogn.getX() og sporvogn.getY():

Hver af disse metoder returnerer en koordinat, der viser hvor sporvognen befinder sig. Bruges i den betingede sætning "if dist(..)".

Tip til øvelsen: Undervejs når I udvikler interaktion i programmet, fx med et billede ved Lyngby Station, mangler I måske de præcise x- og y-koordinater for Lyngby Station. Så kan I midlertidigt bruge mouseX og mouseY (lige som i den første visualiseringsøvelse) i stedet for sporvogn.getX() og getY(). Så behøver I ikke sidde og vente på at sporvognen kommer frem til et bestemt område.

Kilder til billeder og data i Processing-programmet: Baggrundsbilledet er fra Google Earth. Sporvognen er downloadet fra nettet. Data om letbanens linjeføring og stationerne på kortet er leveret af Esbern Holmes, der arbejder med visualisering og geografiske informationssystemer på geografi på RUC. Tak til Esbern! Projektgrupper som har brug for hjælp til at visualisere geografiske data kan kontakte Esbern på [email protected].

Teknologiske systemer og artefakter: teknologiske...

Documents

Transcript of Teknologiske systemer og artefakter: teknologiske...