Ústav teorie informace a automatizace

AS

Zpětnovazební řízení silničního provozu v Praze

Název práce v Aj: 
Feedback control of the traffic in Prague
Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Adaptivní systémy, modelování a automatické řízení dopravy, bayesovské učení, pravděpodobnostní návrh řízení

Inteligentní řadiče ovládající světelné křižovatky, průběžné měření hustot a intensit dopravního proudu a přenos aktuálních dat do ústředen umožňují efektivní koordinované řízení rozsáhlých městských oblastí. Tím se otvírá nová aplikační oblast pro rozvoj klasických i nových metodik hierarchického řízení. Navrhovaná oblast výzkumu navazuje na konkrétní dlouhodobé projekty tohoto typu v rozvíjejícím se a modernizujícím se pražském dopravním systému.

Literatura: 
  1. Kratochvílová J., Nagy I.: Local traffic control of microregion. In: Multiple Participant Decision Making. (Andrýsek J., Kárný M., Kracík J. eds.). (International Series on Advanced Intelligence. 9). Advanced Knowledge International, Adelaide 2004, pp. 161-171.
  2. Nagy I., Kárný M., Nedoma P., Voráčová .: Bayesian estimation of traffic lane state. International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, 17 (2003), 1, 51-65
Poznámka: 
Téma zadáno na katedře řízení FEL ČVUT, možno též na katedře matematického inženýrství FJFI ČVUT, katedře kybernetiky ZČU Plzeň či dle dohody.

Aproximace plně pravděpodobnostní verze dynamického programování jako základ univerzálních učících se rozhodovacích a řídících systémů

Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052274
Klíčová slova: 
Adaptivní systémy, bayesovské učení a rozhodování, pravděpodobnostní návrh strategií, aproximace implicitně popsaných funkcí mnoha proměnných

Plně pravděpodobnostní návrh dynamických rozhodovacích strategií tvoří dobře propracovaný teoretický základ učících se rozhodovovacích systémů s širokým rozsahem využitelnosti v technických, přírodních i společenských oborech. Tato využitelnost je silně omezena složitostí spjaté optimalizace. V uvažovaném případě je potřeba aproximovat řešení speciální verze dynamického programování. Tímto řešením je skalární funkce velmi mnoha proměnných, která je zadána implicitně nelineární integrálně-diferenční rovnicí.

Literatura: 
  1. M. Kárný, T.V.Guy, Fully probabilistic control design, Systems & Control Letters, 55:4, 259-265, 2006
  2. M. Kárný et al, Optimized Bayesian Dynamic Advising: Theory and Algorithms, Springer, London
  3. J. Si et al, Handbook of Learning and Approximate Dynamic Programming, Wiley-IEEE Press, Danvers, 2004, ISBN 0-471-66054-X
Poznámka: 
Téma lze zadat na MFF UK, FEL ČVUT, FJFI ČVUT a FAV ZČU či dle dohody.

Normativní teorie a algoritmy distribuovaného dynamického rozhodování za neurčitosti a neúplné znalosti

Název práce v Aj: 
Normative theory and algorithms of distributed decision making under uncertainty and incomplete knowledge
Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052274
Klíčová slova: 
Adaptivní systémy, distribuované systémy, poradní systémy, bayesovské učení, pravděpodobnostní návrh, pravděpodobnostní kooperace
Reálné procesy jsou výslednicí relativně samostatně se rozhodujících, ale vzájemně se ovlivňujících částí, modelovaných v současnosti nejčastěji pomocí multi-agentních systémů. Ucelená normativní a algoritmizovaná teorie vedoucí při řešení konkrétních problémů však chybí. Předběžné výsledky naznačují, že takovou teorii je možno vytvořit kombinací bayesovského rozhodování, modelování pomocí dynamických směsových modelů a plně pravděpodobnostního návrhu rozhodovacích strategií.
Literatura: 
Andrýsek J., Kárný M., Kracík J. (Eds.): Multiple Participant Decision Making. (International Series on Advanced Intelligence. 9). Advanced Knowledge International, Adelaide 2004, 182 pp. Kárný M., Guy T. V.: On dynamic decision-making scenarios with multiple participants. In: Multiple Participant Decision Making. (Andrýsek J., Kárný M., Kracík J. eds.). ( International Series on Advanced Intelligence. 9). Advanced Knowledge International, Adelaide 2004, pp. 17-28.
Poznámka: 
Téma zadáno na katedře řízení FEL ČVUT, možno též na katedře matematického inženýrství FJFI ČVUT, katedře kybernetiky ZČU Plzeň či dle dohody.

Teorie, algoritmy a software pro pravděpodobnostní podporu dispečerského řízení

Název práce v Aj: 
Theory, algorithms and software for probabilistic support of operators
Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052274
Klíčová slova: 
Adaptivní systémy, poradní systémy, bayesovské učení, pravděpodobnostní návrh
Hierarchické řízení a rozhodování spjaté se složitými procesy obsahuje vždy vrstvu, v níž jsou rozhodnutí prováděna člověkem "dispečerem". Navrhované téma souvisí se skupinou existujících a rozbíhajících se projektu, které mají za cíl vytvořit moderní počítačovou podporu takového rozhodování. Existující původní ucelená teorie pravděpodobnostního návrhu se ukázala jako velmi efektivní pro řešení této úlohy.
Literatura: 
He L., Kárný M.: Bayesian Modelling and Estimation of ARMAX Model and Its Finite Mixtures. (Research Report No. 2080). ÚTIA AV ČR, Praha 2003, 108 pp. Kárný M., Böhm J., Guy T. V., Nedoma P.: Mixture-based adaptive probabilistic control. International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, 17 (2003), 2, 119-132. Kárný M., Nedoma P., Guy T. V., Knížek J., Nagy I.: Automatický systém podporující operátory složitých procesů. Automatizace, 46 (2003), 3, 177-179
Poznámka: 
Téma zadáno na katedře řízení FEL ČVUT, možno též na katedře matematického inženýrství FJFI ČVUT, katedře kybernetiky ZČU Plzeň či dle dohody.

Klasifikace módů dopravního systému

Název práce v Aj: 
Classification of modes of traffic system
Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052251
Klíčová slova: 
Klasifikace, kvalita jizdy řidiče, rady operátorům

Narůstající úroveň motorismu, zejména v počtu osobních automobilů, s sebou přináší řadu problémů v mnoha směrech. Jedná se zejména o zvýšené ohrožení jak řidičů, tak i chodců a negativní ekologické vlivy. Jedním z moderních prostředků, které zmírňují tyto negativní vlivy jsou různé ?krabičky?, které výrobci vkládají do automobilů a které plní různé bezpečnostní funkce. ÚTIA se ve spolupráci s firmou Škoda Auto bude podílet na vývoji takových ?krabiček?.

Úkoly: 
Podle pokynů školitele.

Metody data mining, jejich testování a porovnání

Název práce v Aj: 
Data mining methods, their testing and comparison
Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052251
Klíčová slova: 
Data mining, dopravní data, modelování, informace

Metody ?data mining?, tedy dolování informací z měřených dat se zabývají analýzou dat a jsou prostředkem pro poznávání systému, z něhož jsou data měřena. Ze širokého záběru, který tyto metody pokrývají nás budou zajímat především metody klastrování a klasifikace.

Úkoly: 

• Seznamte se s vybranými metodami data mining.
• Vyhodnoťte možné oblasti jejich využití a posuďte jejich výhody a slabá místa.
• Navrhněte možná propojení těchto metod tak, aby si navzájem pomáhaly překlenout slabá místa.
• Navržené metody testujte na simulovaných i reálných datech.

Další práce bude průběžně upřesněna.

Může optimální rozhodování a učení obelstít jednorukého banditu?

Název práce v Aj: 
Is the optimal decision making with learning able to win over one-arm bandit?
Školitel: 
Typ práce: 
diplomová
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052274
Klíčová slova: 
Rozhodování za neurčitosti, bayesovské odhadováni, adaptivní řízení
Pravděpodobnostní dynamické systémy nachází uplatnění v široké škále oborů od techniky přes ekonomi a medicínu až po elektronickou demokracii. Lze jimi modelovat například složitá průmyslová zařízení, dopravní toky, lymfatický systém končetiny, nebo třeba výherní automat známý jako jednoruký bandita. Často se setkáváme s případy, kdy je znám parametrizovaný model daného systému, ale jeho parametry nejsou přesně známy. Základní problém, který je pak nutno řešit, bývá odhadování těchto parametrů z pozorovaných (naměřených) dat - učení.
Úkoly: 
1. Seznamte se se základy dynamického rozhodování za neurčitosti. 2. Porovnejte různé strategie řízení systému s neznámými parametry. 3. Najděte tyto strategie pro jednoduchý systém a implementujte je. 4. Experimentálně porovnejte získané výsledky řízení.
Literatura: 
Kárný M., Nagy I.: Dynamic Bayesian Decision-making: Part I. (Research Report No. 1971). ÚTIA AV ČR, Praha 1999, 99 pp.
Poznámka: 
Téma zadáno na katedře matematického inženýrství FJFI ČVUT, lze však řešit téměř kdekoliv, dle dohody.

Analýza dopravních dat z hlediska obsažené informace

Název práce v Aj: 
Analysis of traffic data with respect to the information contained
Školitel: 
Typ práce: 
bakalářská
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052251
Klíčová slova: 
Dopravní data, model chování řidiče, informace pro řidiče, kvalita jízdy

Data, měřená na reálném systému nesou informaci o vlastnostech a chování tohoto systému. Předmětem našeho zájmu je systém tvořený řidičem a vozidlem, které řídí. Tento systém se evidentně může nacházet v různých pracovních módech (aktuálních stavech). Řidič může jet v klidu a s přehledem, může pospíchat a jet hodně rychle nebo může být rozčilený a nevyspalý a jet prostě hrozně. Otázkou je, jaké módy lze v jízdě běžného řidiče pozorovat a jak se tyto módy projeví v datech, která jsou na systému měřena.

Úkoly: 
• Seznamte se se systémem řidič-vozidlo, zejména s daty, které tento systém produkuje.
• Vytipujte důležité módy systému řidič-vozidlo a veličiny, které vy mohly o módech vypovídat
• Na dodaném software testujte závislost vypraných veličin na jednotlivých módech systému
• Učiňte závěry o možnosti nebo nemožnosti detekce módů systému z dat.
Poznámka: 
Programy, potřebné pro analýzu dat budou k dispozici.

Predikce dopravních veličin

Název práce v Aj: 
Prediction of traffic variables
Školitel: 
Typ práce: 
bakalářská
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052251
Klíčová slova: 
Dopravní veličiny, denní průběh, predikce

Většina dopravních veličin, jako např. intenzita a obsazenost dopravního proudu, mají typický průběh. Ten je dán nočním klidem, ranním nástupem dopravní zátěže, která trvá prakticky po celý den, a večerním uklidněním. Tyto charakteristiky vedou na speciální způsob jejich předpovědi.

Cílem této práce je vybudovat model, který bude dobře předpovídat dopravní veličiny.

Úkoly: 
  1. Seznamte se se způsobem modelování pomocí regresního modelu.
  2. Spočtěte denní průběhy pro vybrané dopravní veličiny.
  3. Vytvořte odchylkový model, který bude svazovat odchylky dopravních veličin od jejich denních průběhů
  4. Ověřte predikční vlastnosti odchylkového modelu.
Literatura: 
1. Nagy Ivan, Homolová Jitka, Pecherková Pavla: Dopravně závislé řízení silničního provozu ve městech (1. část) , Automa vol.13, 6 (2007), p. 12-16
and Nagy Ivan, Kratochvílová Jitka, Pecherková Pavla: Dopravně závislé řízení silničního provozu ve městech (2. část) , Automa vol.13, 7 (2007), p. 61-64
web: http://as.utia.cz/publications/2007/NagHomPec_07.pdf
2. Homolová Jitka, Nagy Ivan: Traffic model of a microregion , Preprints of the 16th World Congress of the IFAC, p. 1-6, Prague 2005
web: http://library.utia.cas.cz/prace/20050106.pdf

Testování nefyzikálních vazeb mezi dopravními veličinami

Název práce v Aj: 
Testing of the non-physical bounds between the traffic variables
Školitel: 
Typ práce: 
bakalářská
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052251
Klíčová slova: 
Dopravní model, dopravní veličiny, předpověď

Pro automatické řízení dopravy je třeba model, předpovídající chování systému v závislosti na vybraných dopravních veličinách. Existující dopravní model je založen na fyzikálních vztazích mezi veličinami, např. čím delší je zelená, tím více aut projede do křižovatky. Existují však i nefyzikální vztahy, které zatím nebyly pro modelování brány v úvahu.

Cílem této práce je testovat souvislosti mezi vybranými dopravními veličinami.

Úkoly: 
  1. Podle pokynů vedoucího práce testujte vztahy mezi vybranými dopravními veličinami.
  2. Z testování učiňte závěry a doložte je výsledky experimentů.
Literatura: 
1. Nagy Ivan, Homolová Jitka, Pecherková Pavla: Dopravně závislé řízení silničního provozu ve městech (1. část) , Automa vol.13, 6 (2007), p. 12-16
and Nagy Ivan, Kratochvílová Jitka, Pecherková Pavla: Dopravně závislé řízení silničního provozu ve městech (2. část) , Automa vol.13, 7 (2007), p. 61-64
web: http://as.utia.cz/publications/2007/NagHomPec_07.pdf
2. Homolová Jitka, Nagy Ivan: Traffic model of a microregion , Preprints of the 16th World Congress of the IFAC, p. 1-6, Prague 2005
web: http://library.utia.cas.cz/prace/20050106.pdf
Syndikovat obsah
Ustav teorie informace a automatizace