Інтелектуальні транспортні системи - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти Перший (бакалаврський)
Галузь знань 12 Інформаційні технології
Спеціальність 126 Інформаційні системи та технології
Освітня програма Інтегровані інформаційні системи, Інформаційні управляючі системи та технології, Інформаційне забезпечення робототехнічних систем
Статус дисципліни Вибіркова (цикл професійної підготовки)
Форма навчання Очна/заочна/дистанційна
Рік підготовки, семестр 4 курс, весняний семестр
Обсяг дисципліни 4 кредити (120 годин (36 – лекції, 18 – лабораторні, 66 - СРС))
Семестровий контроль/ контрольні заходи залік, модульний контроль
Розклад занять http://roz.kpi.ua
Мова викладання Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів

Лектор, лабораторні: к.т.н., доцент Сокульський Олег Євгенович,

mortimer@ukr.net

моб. (063) 427-77-09

Розміщення курсу https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Силабус освітнього компонента «Інтелектуальні транспортні системи» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 -Інформаційні системи та технології.

Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КС3) Здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерноінтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними; (КС4) Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші).

Предмет навчальної дисципліни: прийоми та способи формування інтелектуальних транспортних систем (ІТС), комфортного міського середовища, сприятливого для проживання мешканців міст.

Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна: (ПРН 2) Застосовувати знання фундаментальних і природничих наук, системного аналізу та технологій моделювання, стандартних алгоритмів та дискретного аналізу при розв’язанні задач проектування і використання інформаційних систем та технологій; (ПРН 9) Здійснювати системний аналіз архітектури підприємства та його ІТ інфраструктури, проводити розроблення та вдосконалення її елементної бази і структури; (ПРН 13) Застосовувати знання фундаментальних наук, системного аналізу, технологій моделювання та виконувати синтезу систем керування компонентів нижнього рівня інформаційних систем.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Для успішного засвоєння дисципліни студент повинен володіти освітніми компонентами «Програмування», «Інженерія систем IoT» та «Електроніка та мікропроцесорна техніка». Компетенції, знання та уміння, одержані в процесі вивчення освітнього компонента є необхідними для подальшого вивчення освітніх компонентів «Переддипломна практика» та «Дипломне проектування».

Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1.

Тема 1-1. Основні поняття та визначення із області ІТС.

Тема 1-2. Сучасний стан перспективних розробок в області ІТС.

Тема 1-3. Принципи побудови і архітектура ІТС.

Розділ 2.

Тема 2-1. Сучасні технології ІТС.

Тема 2-2. Інфраструктура та технічні засоби ІТС.

Тема 2-3. Математичне забезпечення функціонування ІТС.

Тема 2-4. Транспортні моделі та їх застосування в ІТС.

Розділ 3.

Тема 3-1. Управління транспортним потоком на вулично-доріжній мережі.

Тема 3-2. Адаптивні системи управління дорожнім рухом у містах.

Тема 3-3. Реалізовані проекти ІТС.

Тема 3-4. Навігація та моніторинг транспортних засобів.

Тема 3-5. Автоматизовані послуги маршрутизації.

Тема 3-6. Інтелектуальний транспортний засіб.

Тема 3-7. Програмне забезпечення транспортного моделювання.

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Міста для людей / Йен Гел; переклад з англ. Ольги Любарської. – К.: Основи, 2018. – 280 с.

2. Інтелектуальні транспортні системи. Модуль 4е. Стійкий розвиток транспортної системи: Збірник матеріалів для політиків міст. Галузевий проект. – 40 с.

3. Вукан Р. Вучик. Транспорт в городах, удобных для жизни / пер. с англ. А. Калинина под научн. ред. М. Блинкина: Территория будущего, Москва, 2011. – 413 с.

4. Роджер Горем. Індукований попит на транспортні послуги: розвінчання міфів : Технічний документ про сталий міський транспорт. – Ешборн, квітень 2009. – 26 с.

5. Мигаль В. Д. Інтелектуальні системи в технічній експлуатації автомобілів: монографія / В. Д. Мигаль. Х.: Майдан, 2018. 262 с.

Додаткова література

1. Планування міст і транспорт: Навчальний посібник /О.С. Безлюбченко, С.М. Гордієнко, О.В. Завальний. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 138 с.

2. А. Броддус Управління попитом на транспортні послуги: Інструкція / А. Броддус, Т. Літман, Г. Менон.: GTZ, Ешборн, 2009. – 136 с.

3. Національна транспортна стратегія України на період до 2030 року, схваленої розпорядженням КМУ №430-р. від 30.05.2018 р. URL: http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/430-2018-р

4. Лобашов О.О. Розумний транспорт і логістика для міст : навчальний посібник – Житомир : «Житомирська політехніка», 2021. – 612 с. – ISBN 978-966-683-587-4

5. Кашканов, В. А. Інформаційні системи і технології на автомобільному транспорті: навчальний посібник − Вінниця : ВНТУ, 2020. − 104 с.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

№ з/п Назва теми лекції та перелік основних питань
1-2

Тема 1.1. Основні поняття із області ІТС.

Вступ в дисципліну. Особливості ІТС як інтелектуальної системи. Інтелектуальна транспортна система як інформаційна система.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

3-4

Тема 1.2. Сучасний стан перспективних розробок в області ІТС.

Організаційні заходи. Інтелектуальні транспортні системи у США та Європі. Інтелектуальні транспортні системи країн Азіатсько-Тихоокеанського регіону

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

5-6

Тема 1.3. Принципи побудови і архітектура ІТС.

Принципи побудови ІТС. Архітектура інформаційної системи. Ієрархічна структура міської АСУДР. Підсистеми ІТС. Архітектура платних доріг.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

7-8

Тема 2.1. Сучасні технології ІТС.

Телематичні технології. Обчислювальні технології. «Інтернет речей». Технології моделювання. Обробка великих обсягів даних. Мобільні операційні системи.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

8-9

Тема 2.2. Інфраструктура та технічні засоби ІТС.

Детектори транспортного потоку. Загальні рекомендації щодо вибору детектора. Автоматична метеостанція. Дорожні контролери. Знаки та табло. Світлофори.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

10-11

Тема 2.3. Математичне забезпечення функціонування ІТС.

Алгоритми адаптивного регулювання дорожнім рухом. Застосування нечіткої логіки та нейронних мереж в ІТС. Інтелектуальний аналіз даних в ІТС.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

11-12

Тема 2.4. Транспортні моделі та їх застосування в ІТС.

Види транспортних моделей та способів моделювання. Моделі ТП на макрорівні. Моделі динаміки ТП. Моделі пішохідного руху. Нові уявлення про поведінку ТП.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

13

Тема 3.1. Управління транспортним потоком на вулично-доріжній мережі.

Види світлофорного регулювання. Тимчасово залежне (автономне) керування. Транспортно-залежне керування. Управління у режимі online з оптимізацією. Адаптивні методи. Експертне управління. Завдання управління насиченою транспортною мережею.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

14

Тема 3.2. Адаптивні системи управління дорожнім рухом у містах.

Порядок налаштування в системі UTOPIA. Порядок налаштування в системі SCOOT. Система BALANCE.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

14

Тема 3.3. Реалізовані проекти ІТС.

Проекти надання пріоритету у русі ГТ. Управління дорожнім рухом у небезпечних ситуаціях. Автоматизована система виявлення ДТП. Аналіз транспортних мереж. Інформація та навігація. Управління на в'їзді. Управління в залежності від навантаження.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

14-15

Тема 3.4. Навігація та моніторинг транспортних засобів.

Метод непрямого позиціонування. Системи глобального позиціонування та стеження за ТЗ у реальному часі. Короткий огляд глобальних навігаційних систем. Принципи роботи системи моніторингу ТЗ. Навігаційна апаратура та програмне забезпечення. Класифікація систем моніторингу. Переваги та недоліки систем моніторингу.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

16

Тема 3.5. Автоматизовані послуги маршрутизації.

Маршрутизація. Побудова найкращого маршруту між двома точками. Кільцеві маршрути. Методи вирішення задачі маршрутизації з дозавантаженням по дорозі. Система інформування пасажирів про тривалість очікування маршрутних транспортних засобів.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

17

Тема 3.6. Інтелектуальний транспортний засіб.

Підсистеми інтелектуального ТЗ. Безпілотні автомобілі.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

18

Тема 3.7. Програмне забезпечення транспортного моделювання.

Пакет імітаційного моделювання Aimsun. Програмний комплекс VISUM/VISSIM. Програмний продукт PTV VISSIM. Продукт PTV ITS. Система імітаційного моделювання Anylogic.

Допоміжні матеріали: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6490

Лабораторні роботи

№ з/п Назва лабораторної роботи
1

Лабораторна робота № 1. Встановлення системи транспортного моделювання VISSIM.

Мета роботи – встановити та налаштувати систему транспортного моделювання VISSIM.

2

Лабораторна робота № 2. Знайомство з інтерфейсом системи імітаційного моделювання PTV VISSIM.

Мета роботи – вивчити інтерфейс системи імітаційного моделювання PTV VISSIM.

3

Лабораторна робота № 3. Операції з растровою основою.

Мета роботи – вивчити операції з растровою основою системи імітаційного моделювання PTV VISSIM.

4

Лабораторна робота № 4. Введення дорожньої мережі.

Мета роботи – навчитися вводити дорожню мережу в систему імітаційного моделювання PTV VISSIM.

5

Лабораторна робота № 5. Введення транспортного руху.

Мета роботи – навчитися вводити транспортний рух в систему імітаційного моделювання PTV VISSIM.

6

Лабораторна робота № 6. Регулювання руху.

Мета роботи – навчитися вводити регулювання руху в систему імітаційного моделювання PTV VISSIM.

7

Лабораторна робота № 7. Введення руху громадського транспорту.

Мета роботи – навчитися вводити рух громадського транспорту в систему імітаційного моделювання PTV VISSIM.

8

Лабораторна робота № 8. Пішохідний рух.

Мета роботи – навчитися вводити пішохідний рух в систему імітаційного моделювання PTV VISSIM.

9

Лабораторна робота № 9. Виведення результатів.

Мета роботи – навчитися виводити результати імітаційного моделювання PTV VISSIM.

Самостійна робота студента

№ з/п Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання Кількість годин СРС
1 Підготовка до лабораторних робіт. 60
2 Підготовка до МКР 16

Контрольна робота

Метою контрольної роботи є закріплення та перевірка теоретичних знань із освітнього компонента. Модульна контрольна робота (МКР) складається з трьох етапів і проводиться після вивчення матеріалу відповідного розділу та виконання відповідних лабораторних робіт. Вона проводиться шляхом тестування у середовищі LMS Moodle.

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які викладач ставить перед студентом:

• правила відвідування занять: відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу, заборонено оцінювати присутність або відсутність здобувача на аудиторному занятті, в тому числі нараховувати заохочувальні або штрафні бали. Відповідно до РСО даної дисципліни бали нараховують за відповідні види навчальної активності на лекційних та лабораторних заняттях;

• правила поведінки на заняттях: студент має можливість отримувати бали за відповідні види навчальної активності на лекційних та лабораторних заняттях, що передбачені РСО дисципліни. Використання засобів зв’язку для пошуку інформації на гугл-диску викладача, в інтернеті, в дистанційному курсі на платформі Сікорський здійснюється за умови вказівки викладача. На лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу. Усі питання студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час. Лабораторні роботи захищаються студентом особисто. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

• політика дедлайнів та перескладань: якщо студент не проходив, не з’явився на МКР (без поважної причини) або не був допущений до етапу МКР, його результат оцінюється у 0 балів. Перескладання результатів МКР не передбачено. Умовою допуску студента до відповідного етапу МКР є здані та захищені відповідні лабораторні роботи (лабораторні роботи №№ 1-3 для першого етапу МКР, №№ 1-6 для другого етапу МКР, №№ 1-9 для третього етапу МКР). Лабораторні роботи, які здані після відповідного етапу МКР (лабораторні роботи №№ 1-3 для першого етапу МКР, №№ 1-6 для другого етапу МКР, №№ 1-1 для третього етапу МКР) оцінюються в 0 балів. Умовою допуску до семестрового контролю є допуск до третього етапу МКР. Якщо студент, за невиконання умов допуску до семестрового контролю, отримав у відомості семестрового контролю запис «не допущений» або виконав умови допуску до семестрового контролю, але за результатами екзамену отримав оцінку «незадовільно», йому надається право (після виконання всіх умов допуску) на дві спроби для її ліквідування;

• етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою LMS Moodle;

• політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни;

• студенти повинні сумлінно та самостійно (крім випадків, які санкціоновано передбачають групову роботу) виконувати навчальні та дослідницькі завдання, поважати наукові та навчальні здобутки інших, посилатися на джерела, з яких береться інформація, незалежно від того, в якому вигляді вона опублікована – в електронному чи паперовому, у разі виникнення труднощів під час виконання навчальних чи дослідницьких завдань звертатися за санкціонованою допомогою до колег, викладачів та наукових керівників, робити оригінальну роботу для кожної дисципліни, використовувати у науковій та навчальній діяльності тільки надійні та достовірні джерела інформації, нагадувати колегам про неприпустимість порушення академічної чесності;

• неприйнятними у навчальній та науково-дослідницькій діяльності для студентів є: плагіат, шахрайство, несанкціонована співпраця, пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки;

• при використанні цифрових засобів зв’язку з викладачем (мобільний зв’язок, електронна пошта, переписка на форумах та у соцмережах тощо) необхідно дотримуватись загальноприйнятих етичних норм, зокрема бути ввічливим та обмежувати спілкування робочим часом викладача.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: МКР (3 етапи), виконання та захист лабораторних робіт (9 робіт).

Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.

Семестровий контроль: залік.

Умови допуску до семестрового контролю: виконані та захищені лабораторні роботи.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:

Бали Оцінка
100…95 Відмінно
94…85 Дуже добре
84…75 Добре
74…65 Задовільно
64…60 Достатньо
Менше 60 Незадовільно
є не зараховані лабораторні роботи Не допущено

Загальна рейтингова оцінка студента після завершення семестру складається з балів, отриманих за:

  • виконання та захист лабораторних робіт (9 робіт);

  • виконання модульної контрольної роботи (МКР) (3 етапи);

Лабораторні роботи МКР
45 55

Лабораторні роботи

Ваговий бал. Лабораторні роботи 1-9 мають ваговий бал 5. Максимальна кількість балів за всі лабораторні роботи складає 5 балів * 9 робіт = 45 балів.

Критерії оцінювання лабораторних робіт:

  • бездоганна робота – 5 балів;

  • є незначні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 4 бали;

  • є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 3 бали;

  • є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 2 бал;

  • є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бали;

  • робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.

Кожна невдала спроба здачі лабораторної роботи - -0,5 балів.

Модульна контрольна робота

Ваговий бал. Етапи №№ 1-2 модульної контрольної роботи мають ваговий бал 20, № 3 – 15 балів. Максимальна кількість балів за всі етапи складає 55 балів. Вони виконуються після вивчення розділів №№ 1-3 на одному з занять.

Критерії оцінювання модульної контрольної роботи: На етапі модульної контрольної роботи студент відповідає на 50 запитань в середовищі тестування MLS Moodle. Кожне запитання оцінюється від 0 до 0,4 балів. Середній час відповіді – 30 с на одне питання. Питання тесту передбачають одиночну або множинну відповідь.

Календарний контроль

Умовою позитивної першої атестації є виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-3. Умовою позитивної другої атестації є виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-6.

Форма семестрового контролю – залік

Необхідною умовою допуску до заліку є виконані та захищені лабораторні роботи. Здобувачі, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку 60 і більше балів, отримують відповідну до набраного рейтингу оцінку без додаткових випробувань. Зі здобувачами, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також з тими здобувачами, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку, на останньому за розкладом занятті з дисципліни в семестрі викладач проводить семестровий контроль у вигляді співбесіди.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)