Teorie řízení a regulace

obor INŽENÝRSKÁ INFORMATIKA V DOPRAVĚ A SPOJÍCH - magisterský studijní program Technika a technologie v dopravě a spojích navazující na program bakalářský – N3710

Teorie systémů 1. Tvrdé (hard) a měkké (soft) systémy, jejich charakterizace, příklady a aplikace; definice systému. 2. Identifikace systému. Vztahy: originál / model / systém; relace systém – okolí; přístupy k identifikaci tvrdých (hard) a / nebo měkkých (soft) systémů; zdrojový systém; generativní systém. 3. Pojem lineární a nelineární, stacionární a nestacionární systém, základní charakteristiky a příklady z reálného světa; spojitý a diskrétní systém, diskretizace systémových funkcí. 4. Deterministický a stochastický systém, rozdíly v popisu, příklady z reálného světa. 5. Vnější popis systému, lineární časově invariantní systém, vztah vstup/výstup, význam konvoluce. 6. Vnitřní popis systému, lineární časově invariantní systém, kanonický tvar stavových rovnic, vztah stavového popisu spojitého a diskrétního systému, použití vnitřního popisu systému v aplikacích. 7. Přenosová funkce spojitého systému, kmitočtová charakteristika, impulsní a přechodová odezva, stavový popis a přenosová funkce. 8. Přenosová funkce diskrétního systému, impulsní a přechodová odezva, stavový popis a přenosová funkce. 9. Stabilita lineárních systémů, kritéria stability, stabilita nelineárních systémů. 10. Spojování subsystémů, paralelní, kaskádní, zpětnovazební zapojení, tvar výsledné přenosové funkce; metodika přenosu grafu. 11. Integrální transformace v kanonickém popisu systémů, důvody pro použití Laplaceovy transformace a z-transformace, příklady použití Fourierovy transformace 12. Automaty; základní poznatky z teorie konečných deterministických automatů; aplikace v dopravě a telekomunikacích; automat jako prvek systému. 13. Úlohy o rozhraní (interface); metody regularizace rozhraní; složitá rozhraní. 14. Úlohy o struktuře; identifikace cest a zpětných vazeb v systému; dekompozice a integrace systému; aplikace teorie grafů; toky v sítích. 15. Úlohy o chování; základní a rozšířený model chování; paralelní a alternativní chování; cílové chování; aplikace Petriho sítí a rozhodovacích tabulek. 16. Druhové chování a genetický kód; Identita; Architektura 17. Řídicí procesy a jejich modelování; řízení a organizace; využití konceptu Informačního výkonu. 18. Rozhodovací procesy a jejich modelování; aplikace lineárního programování; aplikace teorie her; rozhodování za rizika a neurčitosti; multikriteriální rozhodování. 19. Metodiky systémů s neurčitostmi; základní poznatky z teorie Fuzzy systémů, Neuronových sítí a Genetických algoritmů; aplikace. 20. Aplikace analýzy / predikce časových řad. 21. Metodiky (metodologie) měkkých (soft) systémů; příčiny systémové neurčitosti; metodiky rozhodování v případě měkkých systémů; metodiky modelování v případě měkkých systémů; soft architektury.


Telekomunikace 1. Legislativní rámec telekomunikací, zásady liberalizace trhu e-komunikací, principy regulace liberalizovaného trhu e-komunikací, postavení a funkce regulačních orgánů v rámci ekomunikací , vymezení postavení jednotlivých subjektů trhu, předmět zákonné úpravy v sektoru elektronických komunikací 2. Telekomunikační služby, kritéria dělení telekomunikačních služeb, vazba telekomunikačních služeb na telekomunikační sítě 3. Charakteristika a struktura telekomunikačních sítí v členění na páteřní a přístupovou síť, vývoj a typy telekomunikačních sítí, základní topologie telekomunikačních sítí, jejich vlastnosti a typické aplikace 4. Klasifikace signálů v telekomunikacích, přenos telekomunikačních signálů, základní sestava sdělovacího řetězce pro přenos signálů, vymezení vztahu telekomunikačních signálů a telekomunikačních kanálů, základní obvodová řešení 5. Způsoby vícenásobného využívání přenosových cest, princip frekvenčního multiplexu FDM, časového multiplexu TDM a vlnového multiplexu WDM, přehled modulačních metod, spojité a impulsní modulace signálů, základní obvodová řešení, 6. Přenosové cesty, základní vlastnosti metalických, optických a rádiových přenosových cest, 7. Digitální hierarchie řešení přenosových systémů, PDH, SDH 8. Postavení a základní principy přenosových technologií ATM a „Ethernet“ (IEEE 802.3 a 802,1q) 9. Způsoby přenosu informací v telekomunikačních sítích, charakteristika sítí s přepojováním okruhů a s přepojováním paketů, síťová architektura RM-OSI a její vazba na model TCP/IP, principy směrování a přepínání a jejich řízení v jednotlivých vrstvách TCP/IP sítí 10. Topologie síťového řešení pevných telekomunikačních sítí IDN, ISDN a IN, 11. Hlasové (VoIP) a multimediální služby na sítích IP, datový přenos po sítích IP pro aplikace v reálném čase 12. Mobilní radiové telekomunikační sítě, princip buňkového řešení mobilní sítě, charakteristika jednotlivých stávajících a připravovaných vývojových generací mobilních sítí 13. Základní principy a úloha signalizace SS7 v pevných a mobilních hlasových sítích 14. Hodnocení kvality telekomunikačních služeb (QoS), performační indikátory, řízení kvality telekomunikačních služeb, třídy telekomunikačních služeb (CoS) 15. Vývojové trendy v přístupových a páteřních telekomunikačních sítích, konvergence sítí elektronických komunikací, multimediální sítě, pojem NGN


Teorie řízení a regulace 1. Lineární dynamické systémy a jejich řízení. Vnitřní a vnější popis systému, stavové rovnice, přechod od vnitřního popisu k vnějšímu. Dosažitelnost, řiditelnost, pozorovatelnost a rekonstruovatelnost. Stavový regulátor, LQ regulátor. Stavový regulátor jako nejlepší lineární regulátor, zákon nutné variety. 2. Nelineární dynamické systémy a jejich řízení. Metoda stavové roviny, metoda ekvivalentního přenosu a zjištění vzniku oscilací. Ljapunovova teorie stability. Mezné cykly, atraktory, podivné atraktory, fraktály. 3. Činnost člověka jako regulátoru, dynamika operátora, Rassmussenova hierarchie regulačních smyček u lidského operátora, kognitivní řízení, asistenční systémy pro řízení dopravních prostředků. Dynamické systémy se spočetnou množinou stavů, konečné automaty, logické řízení, programovatelné automaty. 4. Adaptivní řízení, robustní řízení, prediktivní řízení. Optimalizace statická (extremální řízení) a optimalizace dynamická. Algoritmy adaptivního a extremálního řízení. 5. Řízení v podmínkách neurčitosti, stochastické řízení, fuzzy řízení. Fuzzy logika, fuzzy operace a relace. Fuzzy aproximace, lingvistická proměnná, fuzzy regulátor. Použití fuzzy řízení jako plavidlového řízení u asistenčních systémů pro dopravní prostředky.


Inteligentní dopravní systém 1. Evropské a české subjekty v dopravní telematice Funkce, role: Evropská organizace pro dopravní telematiku ERTICO. Mezinárodní silniční kongres PIARC. Česká nevládní organizace pro dopravní telematiku. Národní dopravně informační centrum. Centrální dopravní dispečink hl. m. Prahy. Dispečinky SSZ. Dispečinky tunelových systémů. Dispečinky MHD. Úloha MD ČR, MPO ČR. 2. Architektura inteligentních dopravních systémů Přístup k tvorbě architektury inteligentních dopravních systémů - Uživatelské potřeby, koncept systému. Funkční a informační architektura. Požadavky na zápis modelu a datové struktury (UML, XML). Subsystémy inteligentních dopravních systémů. Jaký systém považujeme za telematický. 3. Senzory inteligentních dopravních systémů Dopravní detektory. Indukční smyčky. Videodetekce. License Plate Recognition. Detekce vozidel MHD. Detektory hmotnosti vozidel. 4. Aktory inteligentních dopravních systémů Světelná signalizační zařízení. Proměnné dopravní značky. Proměnné informační tabule -technologie. 5. Telekomunikace pro inteligentní dopravních systémy Kabelová a bezdrátová komunikace. Frekvenční pásmo pro ITS aplikace. Komunikace DSRC. 6. Řízení pozemních komunikací Cíle liniového řízení. Stupeň motorizace. Cena za mobilitu. Snížení nehodovosti. Vysvětlení systému RLTC (nakreslit schéma), princip řízení dopravy, jeho přínosy. Princip systému HOV s systému RMC (použité senzory a aktory). Taktika zadržování na vstupu. 7. Kooperativní systémy Kooperativní systémy - princip, význam pro bezpečnost. Reaktivní agent. Multiagentní systémy. Porovnání se standardním DIS dálnice - výhody, omezení. 8. Řízení městského provozu Cíle řízení dopravy ve městech- optimalizační kritéria pro řízení sítě, performance index. Tři možnosti řízení dopravy-popsat. Časový horizont predikce dopravy pro řízení. Hierarchie městského řízení dopravy. Časové řízení dopravní oblasti - principy metody. Návrh signálních programů - metoda TRANSYT. 9. Řízení městského provozu Dynamické řízení dopravní oblasti. Adaptivní řízení - příklady, význam. Dekompozice oblasti technologická a topologická. Metoda TRANSYT. Performance index. Centralizované systémy SCOOT a SCATS, porovnání s decentralizovaným řízením. 10. Řízení veřejné dopravy Popsat funkci preference tramvají na SSZ. Technologie preference MHD tramvají, trolejbusů. Možnosti satelitních technologii. Preference pro složky IZS. Palubní sběrnice. Automatické stavění výhybek trolejbusů a tramvají. Automatické metro, příklady ze zahraničí. Podpora přejezdových zabezpečovacích zařízení. 11. Řízení dopravy v klidu Přehled všech možností řešení parkování. Parkovací automaty a jejich konektivita, vč. napájení a SW. Způsob placení za parkování. Zóny placeného stání v Praze - vysvětlení důvodů. Technologie a použití systémů P+R. Význam a provedení naváděcích systémů na parkoviště. Mechanické parkovací systémy. Plošinové parkovací systémy. Automatické parkovací systémy. Regálové technologie. 12. Inteligentní vozidlo Systém CVO. Systémy automatického vedení vozidla. Systém udržování nastavené vzdálenosti. Rozpoznávání dopravních značek. Systémy nočního vidění. Systémy pro podporu řízení monitorováním řidiče a vozidla. Navigační systémy. Systém RDS-TMC. 13. Inteligentní dálnice Dva směry v automatizaci silniční dopravy asistenční systémy a automatická dálnice. Řízení na exekutivní úrovni (vedení po virtuální koleji, jízda v koloně). Řízení na koordinační úrovní, řízení na základě pravidel. Řízení na organizační úrovni (plánování, rozhodování, experimenty, učení). Hierarchické a distribuované řízení (příklad hierarchického řízení automatické dálnice, příklad distribuovaného řízení – spolupráce řídicích jednotek automobilu pomocí sběrnice CAN). 14. Příklady využití expertních systémů Řízení dopravy a mimořádné situace, ventilační systém v tunelu, analýza rizik.


Informační systémy 1. Výklad pojmů: data, informace, znalost ve vztahu k dopravním procesům. 2. Gnozeologický čtyřúhelník – objekt, pozorovatel, jazyk, informace, proces vzniku informace, míra informace. Hodnocení míry informace vzhledem k organizaci dopravních procesů. 3. Klasifikace systémů pro pořizování a sběr dat, typy stavových proměnných a charakteristiky relevantních snímačů stavových veličin 4. Grafická interpretace přenosu informačního obsahu a informačního toku. Přenos grafů informačních segmentů a jejich řazení. Informační výkon. 5. Definice informačního systému, informační systémy skladebné, informační systémy procesní. 6. Architektury a návrh informačního systému. Metodologie SSADM 7. Skladebné systémy, E-R diagramy, datové struktury, transakční systémy a jejich aplikace v dopravě. 8. Procesní systémy v dopravě – řízení dopravě, elektronické mýtné systémy jako příklad procesních IS. 9. Procesy rozhodování, pravděpodobnost správného rozhodnutí, systémy pro podporu rozhodování. 10.Manažerské informační systémy MIS, návaznost na webové prostředí, systém EDI. 11.Řídící systémy – příklad lineárního řídícího systému, přenos systému se zpětnou vazbou, stabilita systému. 12.Expertní systémy a jejich aplikace v dopravě. Báze znalostí, inferenční subsystém, úloha experta. 13.Znalostní systémy, ontologie, systémy KMS, KSS, výklad pojmu „znalostní segment“. Význam KMS a KSS pro rozhodování. 14.Systémy GIS a jejich aplikace v dopravě – využití v procesních a skladebných IS. 15.E-Government, systémy základních registrů, identifikátory osob, identifikátory agend, ochrana osobnosti, systém „ORG“.


Spolehlivostní inženýrství 1. Co je to spolehlivost systému a co je její mírou? 2. Co je to provozní životnost? 3. Co je výrobní výtěžnost? 4. Co jsou oblasti přijatelnosti? 5. Jakými způsoby můžeme u daného systému dosáhnout zvýšení provozní spolehlivosti? 6. Jaké způsoby analýzy oblastí přijatelnosti znáte? 7. Jak lze stanovit odhad provozní spolehlivosti daného systému? 8. Na čem závisí funkční vlastnosti systému? 9. Co jsou to čáry života systému? 10. Co je to centrování návrhu systému? 11. Co je to predikční diagnostika systému? 12. Jaké metody predikce časových řad znáte? 13. Vyložte princip predikce časových řad pomocí umělých neuronových sítí 14. Jak souvisí provozní výtěžnost a výrobní cena? 15. Jak souvisí výrobní cena s tolerancemi parametrů soustavy?


Geografické a navigační systémy I. Konstrukce a aplikační možnosti relačních databází prostorových dat 1. Relační databáze, princip konstrukce 2. Specifika databází prostorových dat, využití vlastností relačních databází 3. Základy konstrukce formátů ukládání prostorových dat (vrstva, shapefile, personal geodatabase) II. Základy geodézie a kartografie, prostorové vlastnosti dat a informací 1. Předmět zkoumání geodézie, prostorové projekce zeměpisných dat 2. Předmět zkoumání kartografie, způsoby a možnosti grafického zobrazení prostorových dat 3. Způsoby průmětu prostorových dat z relačních databází nástroji GIS III. Základy matematické statistiky a její využití v klasifikaci a hodnocení prostorových dat 1. Základní statistické pojmy a metody, statistické veličiny 2. Použití statistických veličin v databázích prostorových dat 3. Vlastnosti a interpretace výsledků statistických hodnocení souborů prostorových dat a informací IV. Základy geometrické deskriptivy a aplikace při vytvoření a zpracování prostorových dat 1. Vektorové zobrazování dat a jejich vlastností, způsoby ukládání informací o prostorových objektech 2. Rastrové zobrazování dat a jejich vlastností, využití statistických metod pro ukládání vlastností prostorových objektů 3. Rozdíly aplikačních možností vektorových a rastrových dat, využití postupů relačního propojování dat a informací o prostorových objektech V. Typy a metodické postupy zobrazování prostorových dat a informací, vytváření prostorových znalostí 1. Pojmy data, informace a znalosti ve specifikaci prostorových vlastností objektů 2. Algoritmizace vytváření prostorových informací a znalostí, systémové charakteristiky geoinformačních modelů území VI. Principy navrhování a vytváření prostorových databází a určení aplikačních úrovní v prostředí GIS 1. Aplikační úrovně GIS 2. Systémový přístup při návrhu a tvorbě účelových GIS VII. Využití GIS v dopravě 1. Vlastnosti územního jevu doprava a možnosti jeho zpracování technologií GIS 2. Oblasti aplikace technologie GIS v dopravě od návrhů tras až po automatické řízení provozů VIII. Navigace v silniční dopravě 1. Prostředky prostorové lokalizace 2. Základní datový model, GDF (Geographic Data Files) 3. Algoritmus hledání optimální cesty, proces navigování

Teorie řízení a regulace

Recommend Documents