Ústav teorie informace a automatizace

AS

Řešení zelených vln pro optimálně řízené křižovatky

Název práce v Aj: 
Construction of the green waves for optimally controlled intersections
Školitel: 
Typ práce: 
diplomová
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Řízení dopravy, dynamické řízení, zelené vlny

Jednou z podmínek lepšího řízení dopravy jsou individuálně řízené křižovatky, a to v závislosti na okamžitém stavu dopravy. Samostatnost řízení křižovatek ale přináší řadu technických potíží. Jednou z nich je neustálé narušování synchronnosti křižovatek, které je nutné pro zachování zelené vlny.

Cílem této práce je zkonstruovat algoritmus konstrukce zelených vln pro oblast s dynamicky řízenými křižovatkami.

Úkoly: 
  1. Seznamte se s hierarchickým systémem pro řízení dopravy ve městech.
  2. Připravte algoritmus konstrukce zelené vlny.
  3. Specifikujte omezení pro řízení křižovatek, podléhajících zelené vlně.
  4. Odvozený algoritmus otestujte.
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

Řešení dopravních konfliktů při nadměrném růstu kolony

Název práce v Aj: 
Solution of traffic conflicts for excessive growth of the queues
Školitel: 
Typ práce: 
diplomová
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Řízení městské dopravy, kolona, přesahování kolon, optimalizace

Problémy s městskou dopravou jsou dostatečně známy každému. V dopravních špičkách se ve větších městech tvoří dlouhé kolony, které blokují střed města a znemožňují pohyb nejen běžným řidičům, ale také sanitkám a jiným pohotovostním vozidlům. Kritická situace nastane v okamžiku, kdy konec některé kolony zasáhne do sousední křižovatky. Řidiči, kteří do křižovatky vjedou na zelenou, nemohou dále pokračovat a blokují průjezd na zelenou v příčném směru. Takový stav nazýváme výjimečným stavem a je třeba jej řešit jinak, než jak se provádí běžné řízení provozu.

Úkoly: 
  1. Seznamte se s hierarchickým systémem pro řízení dopravy ve městech a současným přístupem k řízení výjimečných stavů.
  2. Navrhněte řešení problému nadměrně dlouhých kolon.
  3. Vytvořte program modifikující řízení hierarchického regulátoru v případu nadměrně dlouhých kolon.
  4. Program ověřte na simulátoru AIMSUN.
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

Konstrukce optimální objízdné trasy vzhledem ke vzdálenosti a době jízdy

Název práce v Aj: 
Construction of optimal diversions with respect to the length and travel time
Školitel: 
Typ práce: 
diplomová
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Havárie, objízdná trasa, optimalizace

Klasické řízení dopravy ve městech doplňuje tzv. řízení výjimečných stavů. Mezi nejčastější výjimečné stavy patří havárie, případně porucha automobilu, blokující provoz v daném místě. Velice cennou informací pro řidiče v takové situaci je sdělení, že se jedná o havárii, jak daleko se tato havárie nachází a zda existuje objízdná trasa, která mu průjezd zrychlí.

Cílem této práce je konstrukce nejvhodnější objízdné trasy, minimalizující vzdálenost a dobu jízdy vzhledem k existujícímu zatížení dopravní sítě.

Úkoly: 
  1. Seznamte se s funkcí hierarchického řídícího systému pro městskou dopravu.
  2. Navrhněte metodu konstrukce objízdné trasy pro výjimečný stav nehoda na vozovce.
  3. Zahrňte řízení uvažovaného výjimečného stavu do hierarchického řídícího systému.
  4. Funkci hledání objízdné trasy simulačně ověřte.
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

Využití informace ze všech detektoru v rameni křižovatky pro odhad délky kolony

Název práce v Aj: 
Exploitation of information from all detectors in the intersection arm for estimation of the length of its queue
Školitel: 
Typ práce: 
diplomová
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Dopravní model, odhadování, délka kolony

Délka kolony je jedním z nejdůležitějších ukazatelů kvality dopravy a často je hlavní modelovanou veličinou vystupující v kriteriu. Komplikací je, že tuto veličinu je stále ještě třeba považovat za neměřitelnou, neboť běžně instalované zařízení (detektory) ji měřit nedokáží. Proto je třeba délky kolon odhadovat podle příjezdů a odjezdů z kolony. Pro měření příjezdů se zatím výhradně používá ten nejvzdálenější (strategický) detektor. Kromě něho bývají ale k dispozici i další detektory ?

Úkoly: 
  1. Seznamte se s existujícím algoritmem odhadu délek kolon.
  2. Navrhněte a naprogramujte rozšíření existujícího odhadového algoritmu, které bude využívat informace i z dalších detektorů.
  3. Oba algoritmy porovnejte a zhodnoťte přínos rozšířeného algoritmu.
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

Dopravní model mikrooblasti pro více pruhů v ramenech

Název práce v Aj: 
Traffic model with several lanes in an arm
Školitel: 
Typ práce: 
diplomová
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Dopravní model, křižovatka, ramena, fáze, cyklus

Dopravní model je základem pro většinu úloh automatizace v dopravě jako je například předpověď dopravních stavů, příprava informace pro distribuci řidičům nebo samotné řízení dopravy. Tento model je z fyzikálního hlediska poměrně jednoduchý, jeho složitost ale spočívá v prostorové složitosti samotného systému. Je třeba modelovat křižovatky, z nichž každá má určitá ramena a ty zase mají určité pruhy. Data se vzorkují v dané periodě a s tím, nesynchronně, běží cyklus světelné signalizace (který navíc nemá pevnou periodu).

Úkoly: 
  1. Seznamte se s existujícím dopravním modelem pro hierarchické dopravní řízení.
  2. Model upravte tak, aby bylo možno uvažovat více pruhů v ramenech křižovatek.
  3. Upravený model otestujte s využitím dopravního mikrosimulátoru AIMSUN
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

Řízení dopravy změnou doby cyklu světelné signalizace

Název práce v Aj: 
Traffic control using changes of the cycle time
Školitel: 
Typ práce: 
disertační
Pracoviště/Tel.: 
ÚTIA AV ČR, v.v.i., oddělení AS, 266052358
Klíčová slova: 
Dopravní oblast, řízení, optimalizace, světelná signalizace, doba cyklu

Řízení dopravy ve velkých městech je jedním z velice aktuálních problémů současnosti. Nárůst zejména automobilové dopravy způsobuje, že ve špičkách kolony automobilů rostou tak, cesty jsou blokovány a průjezd městem je silně omezen nebo zcela znemožněn. V takovéto situaci se běžné řízení poměrem zelené a červené na semaforech stává neúčinným a přechází se na řízení změnou doby cyklu semaforů. Při tomto způsobu řízení se částečně eliminuje zpoždění řidičů při rozjezdu na zelenou a tím se zvýší propustnost řízené oblasti.

Úkoly: 
  1. Seznamte se s literaturou, popisující řízení dopravy ve městech pomocí změny doby cyklu.
  2. Stanovte kriterium optimality provozu vhodné pro řízení změnou doby cyklu.
  3. Vytipujte a otestujte dopravní veličiny, které nejvíce souvisí s veličinami v kriteriu a dobou cyklu.
  4. Navrhněte varianty pro model dopravní oblasti s řízením doba cyklu.
  5. Pro každý z navržených modelů proveďte syntézu řízení.
  6. Výsledky řízení s jednotlivými modely porovnejte.
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

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.
Syndikovat obsah
Ustav teorie informace a automatizace