The constant growth of air traffic, especially in Europe, is putting pressure on airports, which, in turn, are suffering congestion problems. The airspace surrounding airport, terminal manoeuvring area (TMA), is particularly congested, since it accommodates all the converging traffic to and from airports. Besides airspace, airport ground capacity is also facing congestion problems, as the inefficiencies coming from airspace operations are transferred to airport ground and vice versa. The main consequences of congestion at airport airspace and ground, is given by the amount of delay generated, which is, in turn, transferred to other airports within the network. Congestion problems affect also the workload of air traffic controllers that need to handle this big amount of traffic.This thesis deals with the optimization of the integrated airport operations, considering the airport from a holistic point of view, by including operations such as airspace and ground together. Unlike other studies in this field of research, this thesis contributes by supporting the decisions of air traffic controllers regarding aircraft sequencing and by mitigating congestion on the airport ground area. The airport ground operations and airspace operations can be tackled with two different levels of abstractions, macroscopic or microscopic, based on the time-frame for decision-making purposes. In this thesis, the airport operations are modeled at a macroscopic level.The problem is formulated as an optimization model by identifying an objective function that considers the amount of conflicts in the airspace and capacity overload on the airport ground; constraints given by regulations on separation minima between consecutive aircraft in the airspace and on the runway; decision variables related to aircraft entry time and entry speed in the airspace, landing runway and departing runway choice and pushback time. The optimization model is solved by implementing a sliding window approach and an adapted version of the metaheuristic simulated annealing. Uncertainty is included in the operations by developing a simulation model and by including stochastic variables that represent the most significant sources of uncertainty when considering operations at a macroscopic level, such as deviation from the entry time in the airspace, deviation in the average taxi time and deviation in the pushback time. In this thesis, optimization and simulation techniques are combined together by developing two methods that aim at improving the solution robustness and feasibility. The first method acts as a validation tool for the optimized solution, and it improves the robustness of solution by iteratively fine-tuning some of the optimization model input parameters. The second method embeds the optimization in a simulation environment by taking full advantage of the sliding window approach and creating a loop for a continuous improvement of the optimized solution at each window of the sliding window approach. Both methods prove to be effective by improving the performance, lowering the total amount of conflicts up to 23.33% for the first method and up to 11.2% for the second method, however, in contrast to the deterministic method, the two methods they are not able to achieve a conflict-free scenario due to the effect of uncertainty.In general, the research conducted in this thesis highlights that uncertainty is a factor that affects to a large extent the feasibility of optimized solution when applied to real-world instances, and it, moreover, confirms that using simulation together with optimization has the potentiality toivdeal with uncertainty. The framework developed can be potentially applied to similar problems and different optimization solving methods can be adapted to it.Keywords: Optimization, Simulation, Integrated airport operations, Uncertainty
MULTIFILE
Airport operations are undergoing significant change, having to meet pandemic requirements in addition to intrinsic security requirements. Although air traffic has declined massively, airports are still the critical hubs of the air transport network. The new restrictions due to the COVID-19 pandemic pose new challenges for airport operators in redesigning airport terminals and managing passenger flows. To evaluate the impact of COVID-19 restrictions, we implement a reference airport environment. In this Airport in the Lab environment we will demonstrate the operational consequences derived from the new operational requirements. In addition, countermeasures to mitigate any negative impacts of these changes are tested. The results highlight emerging issues that the airport will most likely face and possible solutions. Finally, we could apply the findings and lessons learned from our testing at our reference airport to a real airport.
Airport capacity, expressed as the maximum number of air traffic movements that can be accommodated during a given period of time under given conditions, has become a hard constraint to the air transportation, due to the scarce amount of resources on the ground and restrictions in the airspace. Usually the problem of capacity at airports is studied separating airspace operations from ground operations, but it is evident that the two areas are tied to each other. This work aims at developing a simulation model that takes into account both airspace and ground operations. The approach used is a divide and conquer approach, which allows the combination of four different models. The four models refer to the airside, and airspace operations. This approach allows to evaluate the system from diffrent angles depending on the scope of the study, the results show the analytic potential of this approach.
Organs-on-chips (OoCs) worden steeds belangrijker voor geneesmiddelonderzoek. Het kweken van miniatuurorganen in microfluïdische chips creëert een systeem waarmee geneesmiddelonderzoekers efficiënt geneesmiddelen kunnen testen. OoCs kunnen in de toekomst een belangrijk instrument voor personalized medicine worden: door het kweken van patiëntmateriaal in OoCs kan dan worden bepaald welke interventies voor specifieke patiënten werken en veilig zijn. In de huidige praktijk worden cellulaire veranderingen in OoCs na blootstelling aan een geneesmiddel doorgaans gevolgd met visualisatietechnieken, waarmee alleen effecten van geneesmiddelen kunnen worden waargenomen. Voor bepaling van de voor geneesmiddelonderzoek cruciale parameters absorptie, distributie, metabolisme en excretie (ADME) is het noodzakelijk om de concentraties van geneesmiddelen en hun relevante metabolieten te meten. Het doel van AC/OC is dit mogelijk te maken door het ontwikkelen van analytisch-chemische technieken, gebaseerd op vloeistofchromatografie gekoppeld met massaspectrometrie (LC-MS). Hiermee kunnen ontwikkelaars van OoCs (de eindgebruikers van AC/OC) de voordelen van hun producten voor geneesmiddelonderzoek beter onderbouwen. Dit project bouwt voort op twee KIEM-projecten, waarin enkele veelbelovende analytisch-chemische technieken succesvol zijn verkend. In AC/OC zullen wij: 1. analytisch-chemische methodes ontwikkelen die geschikt zijn om een breed scala aan geneesmiddelen en metabolieten te bepalen in meerdere types OoCs; 2. deze methodes verbeteren, zodat de analyse geautomatiseerd, sneller en gevoeliger wordt; 3. de potentie van deze methodes voor geneesmiddelonderzoek met OoCs demonsteren door ze toe te passen op enkele praktijkvraagstukken. Het OoC-veld ontwikkelt zich razendsnel en Nederland (georganiseerd binnen OoC-consortium hDMT) speelt daarin een belangrijke rol. AC/OC verbindt kennis en expertise op het gebied van analytische chemie, OoCs, celkweek en geneesmiddelonderzoek. Hierdoor kan AC/OC een bijdrage leveren aan sneller en betrouwbaarder geneesmiddelonderzoek. Met de ontwikkeling van een minor ‘OoC-Technology’, waarin we de onderzoeksresultaten vertalen naar onderwijs, spelen we in op de behoefte aan professionals met kennis, ervaring en belangstelling op het gebied van OoCs.
Developing a framework that integrates Advanced Language Models into the qualitative research process.Qualitative research, vital for understanding complex phenomena, is often limited by labour-intensive data collection, transcription, and analysis processes. This hinders scalability, accessibility, and efficiency in both academic and industry contexts. As a result, insights are often delayed or incomplete, impacting decision-making, policy development, and innovation. The lack of tools to enhance accuracy and reduce human error exacerbates these challenges, particularly for projects requiring large datasets or quick iterations. Addressing these inefficiencies through AI-driven solutions like AIDA can empower researchers, enhance outcomes, and make qualitative research more inclusive, impactful, and efficient.The AIDA project enhances qualitative research by integrating AI technologies to streamline transcription, coding, and analysis processes. This innovation enables researchers to analyse larger datasets with greater efficiency and accuracy, providing faster and more comprehensive insights. By reducing manual effort and human error, AIDA empowers organisations to make informed decisions and implement evidence-based policies more effectively. Its scalability supports diverse societal and industry applications, from healthcare to market research, fostering innovation and addressing complex challenges. Ultimately, AIDA contributes to improving research quality, accessibility, and societal relevance, driving advancements across multiple sectors.
Door de aardbevingsproblematiek in Groningen ondervinden veel inwoners van het gebied psychosociale problemen (zie Dückers et al., 2023 voor het meest recente overzicht). Het governance systeem voor versterking en schadeherstel speelt hier een grote rol in. Bewoners die meervoudige schade aan de woning hebben en lang in procedures rond schadeherstel en versterking zijn verwikkeld, hebben een aanmerkelijk slechtere algehele en mentale gezondheid en ervaren meer stressgerelateerde gezondheidsklachten. Ook ervaart deze groep meer gevoelens van onveiligheid en heeft minder vertrouwen in de overheid.Ook kinderen en jongeren ervaren psychosociale klachten door de aardbevingsproblematiek. Onderzoek wijst uit dat een deel zich angstig en onveilig voelt door de aardbevingen (Zijlstra et al., 2022). Ook maken kinderen en jongeren zich zorgen om mensen in hun omgeving en hebben ze last van de bouwwerkzaamheden rond de versterkingsopgave. Door verhuizingen lijdt de verbondenheid die zij voelen met hun slaapkamer, huis of buurt er ook onder. Bovendien, maakt stress die ouders ervaren kinderen angstiger en kan stress ook tot gevolg hebben dat ouders minder aandacht hebben voor hun kinderen. Tot slot is het vertrouwen van jongeren in de overheid laag en voelen zij zich tweederangs burgers (Zijlstra et al., 2022).Een rapport van de Ombudsman wijst uit dat 1 op de 5 Groningse jongeren het leven een onvoldoende geeft, tegenover 13% landelijk (Kinderombudsman, 2022). Het ervaren van sociaalemotionele problematiek en trauma in de kinderjaren – de jaren waarin zij een veilige basis moeten hebben om zich goed te kunnen ontwikkelen - kan grote gevolgen hebben voor de rest van het leven van deze kinderen en jongeren (zie bijv. Golombok, 2000). Dit kan eventueel bovenop reeds bestaande (intergenerationele) armoede en werkloosheid komen of een chronische ziekte bij een van de gezinsleden. Deze problemen zijn gemiddeld meer aan de orde in de provincie Groningen dan ten opzichte van het Nederlandse gemiddelde (Visser). Ook zijn er in Groningen meer jongeren met een ernstige lichamelijke ziekte of beperking (GGD, 2020).Er zijn verschillen in hoe kinderen en jongeren omgaan met de emotionele problemen die zij ervaren. Sommige jongeren accepteren dat de gevolgen van de aardbevingsproblematiek nou eenmaal bij het leven hoorden en spreken over hun gevoelens met hun ouders (Zijlstra et al., 2022). In andere gezinnen wordt er juist bewust niet over de aardbevingsproblematiek gesproken om zo stress te beperken. Verder blijkt dat jongeren onderling weinig met elkaar praten over de problematiek. Dit wordt ook niet aangemoedigd op school, waar meer oog is voor de technische aspecten van de versterkingsopgave. Toch hebben jongeren wel behoefte om, naast de technische kant, ook te praten over de emotionele kant met familie, vrienden en op school (Zijlstra et al., 2022).Om gedupeerde bewoners te ondersteunen zijn er verschillende initiatieven in het leven geroepen. Voor psychische ondersteuning zijn er bijvoorbeeld aardbevingscoaches vanuit WIJ Groningen, en de organisaties Geestelijke Verzorgers Aardbevingsgebied en Platform Kerk en Aardbeving. Stut en Steun (gezamenlijk initiatief van de Groninger Bodem Beweging en het Groninger Gasberaad) biedt praktische ondersteuning bij het omgaan met instanties en de Commissie Bijzondere Situaties zorgt voor doorbraken in moeilijke dossiers. Het Nationaal Programma Groningen is opgericht om de regio een nieuwe impuls te geven. De GGD en Aardbevingsacademie bieden een breed scala aan trainingen voor professionals. Daarnaast is er een smartengeldregeling in het leven geroepen. Deze valt net als fysieke schade onder de verantwoordelijkheid van het IMG. Volwassenen kunnen al aanspraak maken op een immateriële schadevergoeding. Vanaf eind maart 2023 kunnen ook kinderen en jongeren (0-18 jaar) aanspraak maken hierop. Echter, deze immateriële schadevergoeding is naar verwachting onvoldoende om kinderen en jongeren te ondersteunen bij de problematiek die zij ervaren en kan daarnaast mogelijk ongewenste effecten teweeg brengen op groepsniveau.Dit heeft te maken met dat tot dusver gevoerd beleid ongelijkheid in de hand heeft gewerkt en sociale relaties binnen dorpen onder druk heeft gezet (Onafhankelijke Raadsman, 2016, 2017; Postmes et al., 2017b, 2018; Stroebe et al., 2018b). Bij schadeopnames traden er bijvoorbeeld verschillen op tussen beoordelaars met uiteenlopende vergoedingen tot gevolg. In de versterkingsopgave waren technische modellen, met over tijd veranderende normering, het uitgangspunt. Dit had tot gevolg dat binnen dorpen en straten verschillende niveaus van versterking werden toegepast. Jaloezie en conflicten komen steeds vaker voor (Duckers et al., 2023), mede door de langdurige aard van deze crisis (Pot et al., 2021). De immateriële schadevergoeding onder kinderen en jongeren kan mogelijk eenzelfde uitwerking hebben wanneer er verschillen zijn in de hoogte van de vergoeding binnen buurten, klassen, sportverenigingen of andere leefwerelden waar jongeren deel van uitmaken. Ondanks dat de regeling het leed tracht te verzachten, kan deze dus tegelijkertijd mogelijk een risico vormen voor de psychische gezondheid van kinderen en jongeren als de sociale cohesie wordt aangetast. Dit terwijl goede sociale relaties juist kunnen bijdragen aan het voorkomen van psychische stress op persoonlijk niveau (Postmes et al., 2016, 2017a; Stroebe et al., 2019d), zo ook bij jongeren (Zijlstra et al., 2022). Jongeren ervaren bijvoorbeeld sociale cohesie wanneer er gezamenlijk wordt gesproken over oplossingen in hun buurt of wijk of wanneer zij deelnemen aan protesten.Naast de uitrol van de immateriële schaderegeling voor kinderen, heeft Staatssecretaris Vijlbrief (Mijnbouw) op 23 november 2022 aangekondigd extra maatregelen te nemen bovenop alle bestaande programma’s om Groningse kinderen en jongeren te ondersteunen (Rijksoverheid, 2022). Zo is geopperd om de medewerkers van de kindertelefoon te trainen in dit onderwerp, aangepast informatiemateriaal te ontwikkelen over versterking en schade (IMG), en meer onderzoek te doen naar de situatie van kinderen en jongeren (RUG).In deze context heeft het IMG een tweeledige vraag bij ons neergelegd. Het eerste deel is gericht op de dienstverlening door IMG n.a.v. de uitvoering van de Immateriële schaderegeling voor kinderen (IMK) en op individuele immateriële hulpverlening. IMG geeft aan dat zij merken in hun dienstverlening dat aanvragers méér nodig kunnen hebben dan de schadevergoeding waarvoor zij bij IMG in aanmerking komen; sommige mensen hebben psychosociale hulp nodig. Niet iedereen die dat nodig heeft, lijkt de weg te kunnen vinden naar die hulp. Ook is de hulp misschien niet altijd passend voor het door mijnbouw/gaswinning veroorzaakte leed. IMG gaat hierover met aanvragers wel in gesprek, maar is zelf geen hulpverlenende instantie en verwijst waar passend door (naar bijv. huisarts, maatschappelijk werk of aardbevingscoaches). IMG geeft aan graag de menselijke kant meer aandacht te willen geven, in het bijzonder voor de nieuwe doelgroep kinderen/jongeren. IMG beoogt meer een ‘oog- en oorfunctie’ te vervullen voor psychosociale problematiek, deze beter te signaleren en mensen te helpen met een warme overdracht naar hulpinstanties, zodat bewoners de juist psychosociale hulp krijgen. Dit voornemen sluit goed aan bij de aanbeveling dat verschillende instanties meer samen moeten werken ten behoeve van de gedupeerde bewoners (Bovenhoff et al., 2021). Dit deel van de opdracht zou later uitgebreid kunnen worden naar volwassenen.Het tweede deel van de vraag van het IMG betreft een verkenning naar een bredere aanpak voor het herstel van mentaal welbevinden van minderjarigen en jongeren in het aardbevingsgebied, waarbij de nadruk ligt op maatregelen / aanbod van collectieve aard, zowel materieel als immaterieel. Het IMG wil een inventarisatie laten uitvoeren van de beschikbare kennis over behoeften van kinderen en jongeren in het aardbevingsgebied. Tevens zal een brede verkenning uitgevoerd worden naar het beschikbare en het mogelijke en gewenste aanbod om tegemoet te komen aan die behoeften.
