Wydział Techniki Morskiej i Transportu - Transport (S1)
specjalność: Zintegrowany transport wodny i lądowy
Sylabus przedmiotu Modelowanie i optymalizacja ruchu:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Transport | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Modelowanie i optymalizacja ruchu | ||
| Specjalność | Inżynieria ruchu w transporcie | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Konstrukcji, Mechaniki i Technologii Okrętów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Remigiusz Iwańkowicz <Remigiusz.Iwankowicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Zbigniew Sekulski <Zbigniew.Sekulski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawy algebry i analizy matematycznej. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Przekazanie studentom wiedzy na temat metod modelowania i optymalizacji przydatnych w zarządzaniu ruchem. |
| C-2 | Opanowanie przez studentów umiejętności budowy matematycznych modeli ruchu oraz przeprowadzania obliczeń z wykorzystaniem komputera. |
| C-3 | Opanowanie przez studentów umiejętności sformułowania wyników badań rzeczywistego stanu ruchu i wyników obliczeń optymalizacyjnych w postaci zwartego opracowania projektowego. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Optymalizacja funkcji wybranymi metodami optymalizacji. Sformułowanie zadania i modelu optymalizacyjnego dla wybranego problemu decyzyjnego w ruchu drogowym. Rozwiązanie sformułowanego problemu wybraną metodą. Dyskusja wyników. | 15 |
| T-L-2 | Badanie ruchu rzeczywistego. Statystyczne opracowanie danych pomiarowych. Budowa modelu symulacyjnego skrzyżowania sterownego systemem świateł. Badanie zjawisk kongestii na opracowanych modelach. Budowa uczącego się algorytmu sterującego systemem świateł i prędkością dla sieci ulic. | 15 |
| 30 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Omówienie zasad przygotowania projektów. Przydzielenie zadań projektowych. | 1 |
| T-P-2 | Wykonanie pomiarów ruchu. | 4 |
| T-P-3 | Analiza wyników pomiarów, wybór modelu obliczeniowego, wykonanie obliczeń optymalizacyjnych. | 4 |
| T-P-4 | Opracowanie wyników pomiarów i przeprowadzonych obliczeń w formie zwartego projektu. | 5 |
| T-P-5 | Omówienie wyników. | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Cel i zakres procesu podejmowania racjonalnych i trafnych decyzji w ruchu drogowym. Wymagania stawiane procesowi wyboru i podejmowania decyzji. Kategorie problemów decyzyjnych w ruchu drogowym: klasyfikacja, sortowanie, wybór, porządkowanie. System wartości i jego sformułowane w procesie wyboru i podejmowania decyzji w ruchu drogowym. | 2 |
| T-W-2 | Zasady komputerowego wspomagania decyzji: pojęcie wariantu decyzyjnego, atrybutu i kryterium, model analityczny i symboliczny, rola analityka i decydenta, fazy procesu wspomagania decyzji. Praktyczne przykłady problemów decyzyjnych w ruchu drogowym. Matematyczne podstawy teorii optymalizacji. Ogólne sformułowanie zadania optymalizacji. | 2 |
| T-W-3 | Formułowanie problemów decyzyjnych w ruchu drogowym jako problemów programowania matematycznego. Systematyka i przegląd zadań optymalizacji w ruchu drogowym. | 2 |
| T-W-4 | Systematyka i przegląd metod optymalizacji. Przeszukujące i poszukujące metody optymalizacji. Adaptacyjne metody optymalizacji. Metody optymalizacji z ograniczeniami. Metody optymalizacji globalnej. Wielokryterialne zadania i metody optymalizacji. | 2 |
| T-W-5 | Rodzaje modeli symulacyjnych i optymalizacyjnych ruchu drogowego. Komputerowe narzędzia modelowania ruchu. Matematyczny opis procesu ruchu – modele mikro, meso i makro. Modelowanie zjawisk ciągłych i dyskretnych. Probabilistyczny charakter ruchu. Metody logiki rozmytej. | 3 |
| T-W-6 | Teoria kolejek. Problemy kongestii. Metody Monte Carlo w symulacji potoków ruchu. Algorytmy sterowania zależnego od stanów ruchu. Sterowanie cykliczne i acykliczne. Algorytmy optymalizacji i koordynacji ruchu. Modele jako element inteligentnych systemów transportowych. | 4 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-L-2 | Praca własna studenta. | 20 |
| 50 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-P-2 | Praca własna studenta. | 10 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-W-2 | Praca własna studenta. | 8 |
| A-W-3 | Egzamin | 2 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające - wykład informacyjny. |
| M-2 | Metody praktyczne - ćwiczenia laboratoryjne. |
| M-3 | Metody praktyczne - metoda projektów. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Laboratoria - oceny sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Laboratoria - ocena końcowa - średnia z ocen sprawozdań. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Projekt - ocena końcowa na podstawie oddanego projektu. |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Egzamin ustny. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TR_1A_D4-08_W01 Student zna metody modelowania i optymalizacji systemów sterowania ruchem. | TR_1A_W05, TR_1A_W12, TR_1A_W14 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-1, T-W-2 | M-1 | S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TR_1A_D4-08_U01 Student potrafi zamodelować ruch drogowy na podstawie danych rzeczywistych oraz przeprowadzić optymalizację potoków ruchu z wykorzystaniem komputera. | TR_1A_U15, TR_1A_U04, TR_1A_U03, TR_1A_U10, TR_1A_U13, TR_1A_U09, TR_1A_U17, TR_1A_U08 | — | — | C-2, C-3 | T-L-1, T-L-2, T-P-4, T-P-2, T-P-3 | M-2, M-3 | S-3, S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TR_1A_D4-08_K01 Student jest świadom wpływu procesów transportowych na bezpieczeństwo ludzi i środowiska oraz funkcjkonowanie systemów gospodarczych jako całości. | TR_1A_K02, TR_1A_K08 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-P-4, T-P-2, T-P-3, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-1, T-W-2 | M-1, M-3 | S-3, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TR_1A_D4-08_W01 Student zna metody modelowania i optymalizacji systemów sterowania ruchem. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć. |
| 3,0 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o podstawowym stopniu trudności. | |
| 3,5 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o średnim stopniu trudności. | |
| 4,0 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o zawansowanym stopniu trudności. | |
| 4,5 | Student interpretuje i uogólnia problemy o podstawowym stopniu trudności. | |
| 5,0 | Student interpretuje i uogólnia problemy o średnim stopniu trudności. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TR_1A_D4-08_U01 Student potrafi zamodelować ruch drogowy na podstawie danych rzeczywistych oraz przeprowadzić optymalizację potoków ruchu z wykorzystaniem komputera. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć. |
| 3,0 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o podstawowym stopniu trudności. | |
| 3,5 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o średnim stopniu trudności. | |
| 4,0 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o zawansowanym stopniu trudności. | |
| 4,5 | Student interpretuje i uogólnia problemy o podstawowym stopniu trudności. | |
| 5,0 | Student interpretuje i uogólnia problemy o średnim stopniu trudności. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TR_1A_D4-08_K01 Student jest świadom wpływu procesów transportowych na bezpieczeństwo ludzi i środowiska oraz funkcjkonowanie systemów gospodarczych jako całości. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć. |
| 3,0 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o podstawowym stopniu trudności. | |
| 3,5 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o średnim stopniu trudności. | |
| 4,0 | Student rozumie pojęcia i rozwiązuje problemy o zawansowanym stopniu trudności. | |
| 4,5 | Student interpretuje i uogólnia problemy o podstawowym stopniu trudności. | |
| 5,0 | Student interpretuje i uogólnia problemy o średnim stopniu trudności. |
Literatura podstawowa
- Datka S., Suchorzewski W., Tracz M., Inżynieria ruchu, WKiŁ, Warszawa, 1999
- Gaca S., Suchorzewski W., Tracz M., Inżynieria ruchu drogowego. Teoria i praktyka, WKiŁ, Warszawa, 2009
- Jacyna M., Modelowanie i ocena systemów transportowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2009
- Jacyna M., Wybrane zagadnienia modelowania systemów transportowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2009
- Kusiak, J., Danielewska-Tułecka, A., Oprocha, P., Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowań, PWN, Warszawa, 2009
- Lange O., Optymalne decyzje, PWE, Warszawa, 1964
- Leśko M., Guzik J., Sterowanie ruchem drogowym, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2000
- Nowak A., Optymalizacja. Teoria i zadania, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2007
- Rutkowski L., Metody i techniki sztucznej inteligencji, PWN, Warszawa, 2005
- Seidler J., Badach A., Molisz W., Metody rozwiązywania zadań optymalizacji, WNT, Warszawa, 1980
- Woch J. (2001) , Politechnika Śląska, Katowice, Teoria potoków ruchu, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Katowice, 2001
- Woch J., Optymalizacja sieci transportowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Katowice, 2002
Literatura dodatkowa
- Lange O., Wstęp do cybernetyki ekonomicznej, PWN, Warszawa, 1965
- Michalewicz Z., Fogel D.B., Jak to rozwiązać czyli nowoczesna heurystyka, WNT, Warszawa, 2006
- Drogownictwo, Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
- Transport Miejski i Regionalny, Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej