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 | 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://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лектор, лабораторні: к.т.н., доцент Сокульський Олег Євгенович, моб. (063) 427-77-09 |
| Розміщення курсу | https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=250 |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Опис дисципліни. Зростання ролі міст на життя людей посилюється. Комфорт пересування мешканців у міському середовищі залежить від роботи масового міського пасажирського транспорту. Міський транспорт потребує нових підходів до побудови ефективних транспортних мереж. Вивчення закономірностей функціонування транспортних систем міст та розробки транспортних моделей дозволяє визначити та впровадити правильні та обґрунтовані рішення щодо покращення системи обслуговування на міському транспорті та підвищення комфортності міського середовища для його мешканців.
Предмет навчальної дисципліни: прийоми та способи формування інтелектуальних транспортних систем (ІТС), комфортного міського середовища, сприятливого для проживання мешканців міст.
Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна базується на дисциплінах: «Інтернет речей», «Теорія інформації», «Захист інформації».
Мета дисципліни. Формування системних знань і практичних умінь щодо застосування інтелектуальних транспортних систем.
Основні завдання навчальної дисципліни
Знання:
характеристики та структуру ІТС; характеристики та види інтелектуальних систем для інфраструктури транспорту; характеристики та види інтелектуальних систем для транспортних засобів; основи використання логістичних систем моніторингу.
Уміння:
ідентифікувати параметри інтелектуальної транспортної системи; описувати структуру інтелектуальних систем; вибирати характеристики для інтелектуальних систем у сфері інфраструктури транспорту; вибирати характеристики для інтелектуальних систем управління транспортними засобами, здійснювати транспортне моделювання та аналізувати параметри комфортності пересувань мешканців міст.
Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Пререквізити: вміти користуватися комп’ютером на рівні адміністратора та програмувати.
Постреквізити. Дисципліни, які будуть використовувати результати навчання даного курсу: «Імітаційне моделювання», «Переддипломна практика», «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. Література: основна література – 3, 4; додаткова – 3. |
| 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 Література: основна література – 1,4; додаткова – 2, 5. |
| 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. Література: основна література – 2; додаткова – 1. |
| 7-8 | Тема 2.1. Сучасні технології ІТС. Телематичні технології. Обчислювальні технології. «Інтернет речей». Технології моделювання. Обробка великих обсягів даних. Мобільні операційні системи. Література: основна література – 1, 5; додаткова – 5. |
| 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. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 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. Література: основна література – 1, 2; додаткова – 4. |
| 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. Література: основна література – 2, 4; додаткова – 3. |
| 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. Література: основна література – 1, 5; додаткова – 4. |
| 14 | Тема 3.2. Адаптивні системи управління дорожнім рухом у містах. Порядок налаштування в системі UTOPIA. Порядок налаштування в системі SCOOT. Система BALANCE. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 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. Література: основна література – 1, 5; додаткова – 5. |
| 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. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 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. Література: основна література – 1, 3; додаткова – 2. |
| 17 | Тема 3.6. Інтелектуальний транспортний засіб. Підсистеми інтелектуального ТЗ. Безпілотні автомобілі. Література: основна література – 2, 4; додаткова – 1. |
| 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. Література: основна література – 1, 5; додаткова – 2. |
Лабораторні заняття.
Призначення лабораторних робіт — закріпити, розширити й поглибити знання, здобуті студентами на лекціях та під час самостійного вивчення ними першоджерел.
| № з/п | Назва лабораторної роботи |
|---|---|
| 1 | Встановлення системи транспортного моделювання VISSIM. |
| 2 | Знайомство з інтерфейсом системи імітаційного моделювання PTV VISSIM. |
| 3 | Операції з растровою основою. |
| 4 | Введення дорожньої мережі. |
| 5 | Введення транспортного руху. |
| 6 | Регулювання руху. |
| 7 | Введення руху громадського транспорту. |
| 8 | Пішохідний рух. |
| 9 | Виведення результатів. |
Самостійна робота студента/аспіранта
| № з/п | Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Транспортна телематика. | 3 |
| 2 | Особливості та проблеми розвитку ІТС в Україні. | 3 |
| 3 | Приклади застосування інтеграції під час розробки підсистеми керування дорожнім рухом з динамічним вибором маршруту. | 3 |
| 4 | Підготовка до модульного контролю (перший етап). | 8 |
| 5 | Програмні системи агентного моделювання. | 3 |
| 6 | Комунікаційна інфраструктура ІТС. | 3 |
| 7 | Використання інтелектуального аналізу даних при функціонуванні ІТС. | 3 |
| 8 | Статистичний розподіл швидкості та розташування пішоходів. | 3 |
| 9 | Підготовка до модульного контролю (другий етап). | 8 |
| 10 | Експертні системи управління дорожнім рухом в реальному часі. | 3 |
| 11 | Інші адаптивні системи управління дорожнім рухом у містах. | 3 |
| 12 | Реалізовані проекти ІТС в Україні. | 3 |
| 13 | Навігаційні датчики. | 3 |
| 14 | Евристичні алгоритми пошуку маршрутів. | 3 |
| 15 | Безпілотні транспортні засоби. | 3 |
| 16 | Інші системи транспортного імітаційного моделювання. | 3 |
| 17 | Підготовка до модульного контролю (третій етап). | 8 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які ставляться перед студентом:
- відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;
- на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом;
- викладач використовує LMS Moodle для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше;
- викладач відкриває доступ до певної директорії LMS Moodle для завантаження електронних звітів з лабораторних робіт;
- 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;
- етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою програмного забезпечення для контролю та перевірки знань SunRav TestOfficePro Pro або LMS Moodle;
- заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць, презентацій по одній із тем СРС тощо. Кількість заохочуваних балів - не більше 10;
- 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:
1) Плагіат – навмисне чи усвідомлене оприлюднення (опублікування), повністю або частково, чужого твору (тексту або ідей) під іменем особи, яка не є автором цього твору, без належного оформлення посилань.
2) Шахрайство, а саме:
- фальсифікація або фабрикація інформації, наукових результатів та наступне використання їх в академічній роботі;
- підробка підписів в офіційних документах (залікових книжках, актах, звітах, угодах тощо);
- використання під час контрольних заходів заборонених допоміжних матеріалів або технічних засобів (шпаргалки, мікронавушники, телефони, планшети тощо);
- посилання на джерела, які не використовувалися в роботі;
- списування (реплікація) при складанні будь-якого виду підсумкового або поточного контролю;
- проходження процедур контролю знань підставними особами;
- здавання або репрезентація різними особами робіт з однаковим змістом як результату навчальної чи наукової діяльності.
3) Несанкціонована співпраця, а саме:
- надання допомоги для здійснення акту академічної нечесності − навмисна чи усвідомлена допомога або спроба допомоги іншому вчинити акт академічної нечесності;
- придбання в інших осіб чи організацій з наступним поданням як власних результатів навчальної та наукової діяльності (звітів, рефератів, контрольних, розрахункових, курсових, дипломних та магістерських робіт, есе, статей, монографій, навчальних посібників тощо).
4) Пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, виконання навчальних чи дослідницьких завдань.
5) Використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки при складанні будь-якого виду підсумкового контролю або переваг у роботі.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
1. Рейтинг студента з кредитного модуля розраховується виходячи із 100-бальної шкали та складається з балів, що студент отримує за:
виконання лабораторних робіт (9 робіт);
виконання модульної контрольної роботи (3 етапи).
2. Критерії нарахування балів:
2.1. Виконання лабораторних робіт:
бездоганна робота – 5 балів;
є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 4 бали;
є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 3 бали;
є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 2 бали;
є дуже суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бал;
робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.
Кожна невдала спроба здачі лабораторної роботи - -0,5 балів.
2.2. Виконання модульної контрольної роботи (МКР):
- 0-55 балів загалом за всі три етапи (по 20 балів за перший та другий етапи, 15 балів – за третій етап).
3. Етапи модульного контролю проводяться шляхом електронного тестування за допомогою програми Sunrav TestOfficePro 5 або LMS Moodle, які використовується для створення тестів, проведення тестування і обробки його результатів. Загальна кількість питань – 100. Ваговий бал модульного контролю – 55 балів.
Правильна відповідь на питання – 0,55 бали.
Частково правильна відповідь на питання – більше 0 та менше 0,55 балів.
Неправильна відповідь на питання – 0 балів.
4. Сума рейтингових балів, отриманих студентом протягом семестру, за умови відсутності заборгованостей по лабораторним роботам, переводиться до підсумкової оцінки згідно з таблицею:
| Бали | Оцінка |
|---|---|
| 100…95 | Зараховано |
| 94…85 | |
| 84…75 | |
| 74…65 | |
| 64…60 | |
| Менше 60 | Не зараховано |
| є не зараховані лабораторні роботи | Не допущено |
5. 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.
6. 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.
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
• для забезпечення якісного контролю рівня знань перелік питань, які виносяться на модульний контроль, студентам не надається;
• на початку семестру викладач аналізує існуючі курси по тематиці дисципліни та пропонує пройти відповідні безкоштовні курси студентам. Після отриманням студентом сертифікату проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою, викладач додає до рейтингу студента певну кількість балів за попередньою домовленістю з групою.
Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):
Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович
Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 13 від 15.06.2022 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 07.07.2022 р.)
