Řešené projekty - Interní grantová agentura FEI VŠB - TUO
r. 2009:
Název projektu: Paralelní zpracování výpočetně náročných inženýrských úloh - Vývoj paralelních algoritmů pro výpočetně náročné inženýrské úlohy
Předkladatel: Doc. Ing. Tomáš Kozubek, Ph.D.
Anotace: Předkládaný projekt se zaměřuje na rozvoj efektivních matematických metod pro řešení problémů, které jsou v současné době díky svému rozsahu, nehladkosti nebo nelinearitě na hranici řešitelnosti, a následně na jejich zapojení do řešení vybraných komplexních vědeckých a inženýrských problémů. Hlavní částí bude vývoj paralelních algoritmů pro výpočetně náročné úlohy a jejich aplikace. V rámci projektu budou implementovány jak nové paralelní algoritmy, tak i stávající, které jsou zatím dostupné pouze v sekvenční verzi. Algoritmy a struktury budou implementovány do knihoven, které budou rozšiřovat některé stávající jako je PetSc., OOSol, MatSol, nebo vzniknou jako zcela nové řešení některých proprietálních problémů.
Název projektu: Projekt ELCO - Electric Load COurses
Předkladatel: Ing. Tadeusz Sikora, Ph.D.
Cílem projektu je vytvořit jednotnou databázi naměřených elektrických veličin, která bude využívána na všech elektrotechnických (zejména silnoproudých) katedrách Fakulty elektrotechniky a informatiky. Primárním cílem je vytvořit platformu pro vědeckou práci, kdy bude možné sdílet naměřená data mezi různými pracovišti, provádět porovnávání s dříve naměřenými vzorovými průběhy a, v neposlední řadě, vytvářet si průběhy vlastní na základě skládání průběhů podobných typů (například vytvoření průběhu zatížení transformátorů, kdy si složíme typické průběhy jednotlivých odběrných míst, které jsou na něj napojeny).
Název projektu: Nové metody při návrhu a realizaci embedded systémů.
Zodpovědný řešitel: Ing. Jiří Kotzian, Ph.D.
Výzkumný záměr projektu se soustřeďuje na návrh a realizaci vestavěných řídicích systémů (embedded systems) pro oblast robotiky s důrazem na pokročilé algoritmy autonomnosti systému, auto-detekčních systémů a bezdrátových komunikačních sítí. Výzkum se zaměřuje na vývoj auto-detekčních systémů je důležitým prvkem pro získání a vyhodnocení aktuálního stavu okolí robotického zařízení v reálném čase. Součástí výzkumu je vývoj moderních vestavěných systémů, které využívají signálové procesory pro časově náročné algoritmy řízení mechatronických systémů s elektrickými regulovanými pohony.
Název projektu: Magnetické pole v okolí elektrických zařízení
Odpovědný řešitel: Ing. Marcela Machová.
Magnetické pole se řeší především v elektrotechnice. Zde se hojně modelují pole v elektrických strojích, využívajících magnetické pole pro svou činnost. Cílem projektu je vytvořit s podporou teorie polí matematické modely zemních proudových polí a na jejich základě počítačové modely s podporou metody konečných prvků (MKP) a verifikovat je laboratorními experimenty.
Název projektu: Vlivstřídavé elektrické vozby na energetickou soustavu
Odpovědný řešitel: Ing. Petr Mičulka
Vzhledem ke svým charakteristickým vlastnostem ovlivňuje trakční konzum napájecí soustavu a přes ni i ostatní spotřebiče. Vzájemné ovlivňování je vyjádřeno elektromagnetickou kompatibilitou. V projektu je zkoumána spolupráce Trakční a energetické soustavy z hlediska jejich vzájemného ovlivňování. Z rozboru naměřených hodnot potom navrhnout jejich minimalizaci.
Název projektu: Optimalizace rozvodu elektrické energie s použitím genetického algoritmu
Odpovědný řešitel: Khanh Hung Tran
Studie řešené v projektu se zaměřují především na klasické genetické algoritmy (CGA) a evoluční algoritmy v oblasti problému ekonomického rozvodu. Klasické genetické algoritmy a evoluční algoritmy se ukázaly být účinným nástrojem pro řešení optimalizačního problému i v případě, že se jedná o problémy nelineární.
Název projektu: Budování odborného týmu pro oblast bezpečnosti počítačových sítí
Odpovědný řešitel: Ing. Petr Machník, Ph.D.
Cílem projektu je umožnit řešitelům zvýšit si znalosti v oblasti zabezpečení počítačových sítí a ochrany před neoprávněnými přístupy k informacím. Získané finanční prostředky budou proto použity na proškolení řešitelů v uvedené oblasti. Výsledkem pak bude vybudování odborného týmu se znalostmi v oblasti bezpečnosti počítačových sítí, který bude schopen řešit významné projekty 7. rámcového programu Evropského společenství pro specifický program Bezpečnost.
Název projektu: Alternativní způsob využití datového kanálu digitálního rozhlasového vysílání
Odpovědný řešitel: Ing. Marek Dvorský, Ph.D.
Řešitelský tým přichází s myšlenkou alternativního využití datového kanálu DRM. Hlavním cílem projektu je zjistit možnosti přenosu dat mezi DRM vysílačem a přijímačem s možností přenosu textové informace na externí display. Dalším cílem je praktická realizace funkčního jednosměrného datového přenosu DRM vysílač – displej.
Řešitelský tým přichází s myšlenkou alternativního využití datového kanálu DRM. Hlavním cílem projektu je zjistit možnosti přenosu dat mezi DRM vysílačem a přijímačem s možností přenosu textové informace na externí display. Dalším cílem je praktická realizace funkčního jednosměrného datového přenosu DRM vysílač – displej.
Název projektu: Seminář diskrétní matematiky
Odpovědný řešitel: Ing. Petr Kovář, Ph.D.
Smyslem projektu je oživit výzkum v oblasti diskrétní matematiky na VŠB-TU Ostrava. Cílem je větší zapojení studentů do výzkumu a rozšíření spolupráce s jinými vysokými školami. Abycom tohoto cíle dosáhli, zorganizujeme cyklus pozvaných přednášek na aktuální témata výzkumu v oblasti diskrétní matematiky a teorie grafů.
Název projektu: Modelování, simulace a verifikace softwarových procesů
Odpovědný řešitel: Ing. Svatopluk Štolfa, Ph.D.
Projekt si klade za cíl vybudovat odbornou platformu pro metodologii využitelnou při modelování, verifikaci a simulaci softwarových procesů. Projekt se zaměřuje na integraci stávajících metod a jejich doplnění o nové přístupy a metody, které v této oblasti dosud nenalezly své uplatnění, nebo jsou naším vlastním dílem. Zejména se hodláme zaměřit na vybudování komplexního přístupu k procesům, využívajícího kombinace neformálních a formálních modelů, definování ontologií, budování znalostní báze a využití simulací. Kromě hlavního výsledku, tj. budování platformy metodologie, budou dalším výsledkem tohoto grantu podklady pro přípravu projektů podaných v rámci externích grantových agentur a příprava praktického nasazení našich postupů. V průběhu řešení předpokládáme standardní publikační a jiné výstupy – články v impaktovaných časopisech, konference, metodiky a postupy, disertace a diplomové práce k danému tématu a další.
Název projektu: Zpracování dat v mobilních aplikacích.
Odpovědný řešitel: Ing. Michal Krumnikl
Projekt se zaměřil na oblast zpracování dat v mobilních aplikacích, konkrétně se jednalo o metody a algoritmy pro sběr, zpracování a vyhodnocování dat. Výstupem byly publikace v oblasti nových algoritmů pro zpracování obrazových dat. V rámci jedné z částí projektu byla navázána dlouhodobá spolupráce s Volkswagen AG a Škoda Auto.
Název projektu: Využití GPS pro synchronizaci měření v distribuovaném systému
Odpovědný řešitel: Ing. Zdeněk Slanina, Ph.D.
Cílem projektu je návrh architektury a řešení GPS distribuovaného měřicího a informačního systému. Vlastní řešení zahrnuje vytvoření hardwarové platformy, která umožňuje z časových značek detekovaných z GPS signálu vytvořit přesnou časovou základnu pro přidružený měřicí systém. Výsledkem projektu je mimo vlastní realizaci ověření zařízení na konkrétní fyzikální úloze.
Název projektu: Vestavěné real-time měřicí a řídicí systémy na bázi PAC
Odpovědný řešitel: Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.
Navrhovaný projekt se zabývá výzkumem možností aplikace moderních programovatelných řídicích automatů typu PAC řady Lincon a WinPack firmy ICP DAS. Součástí těchto řídicích automatů jsou prostředky pro komunikaci a vizualizaci (webový server, FTP server, OPC). V rámci řešení projektu bude v roce 2009 provedena analýza použitelnosti jednotlivých typů PAC s příslušnými I/O moduly z hlediska požadavků na konkrétní typ měřicího a řídicího systému. Bude hodnocen poměr cena/výkon, robustnost, rychlost návrhu, možnost a způsoby vizualizace a vzdálené správy systému. Projekt bude probíhat na dvou základních úrovních:
- aplikace PAC pro řízení prototypu fyzikálního laboratorního modelu
- aplikace PAC pro průmyslové měřicí a řídicí systémy.
Název projektu: Akumulace elektrické energie z obnovitelných zdrojů
Odpovědný řešitel: Ing. Petr Moldřík, Ph.D.
Projekt je zaměřen na návrh a realizaci energetického systému využívajícího vodíkové technologie k akumulaci elektrické energie pocházející z obnovitelných zdrojů. Část projektu se zabývá vývojem moderních výkonových polovodičových měničů, které využívají signálové procesory pro časově náročné algoritmy řízení. Další oblast se týká realizace autonomně pracujícího nízkoteplotního reverzibilního palivového článku řízeného systémem využívajícího mikrokontrolerů a uskutečnění dlouhodobých měření jeho činnosti s případnou vizualizací dat z měření a trendů na internetu. Velmi důležitá je i orientace projektu na technologie vizualizace měření, zpracování dat a vývoj softwarového prostředí.
Název projektu: Mobilní biotelemetrický systém - Guardian II
Odpovědný řešitel: Ing. Ondřej Krejcar, Ph.D.
Cílem projektu je na základě stávajících prototypů mobilních zařízení sběru biotelemetrických dat, které byly vyvinuty i v rámci předchozího projektu Guardian I v rámci IGS 2007 a IGS 2008, vyvinout plně nasaditelné robustní řešení pro reálný provoz. Takové řešení bude spočívat na mobilních jednotkách osazených systémy Windows Mobile a komunikačních rozhraních pro sběr dat (bluetooth, GPS, RS232, RS485, SPI, a dalších) a dále komunikačních rozhraní pro přenos naměřených dat dále do serverových stanic (GSM, WiFi). Na takto plánované platformě bude zapotřebí vyřešit klíčové oblasti pro reálné nasazení (Oblast zabezpečení, Optimalizace přenosu dat na všech úrovních, zapouzdření vyvinutého řešení, odolnost vůči vnějším vlivům, vývoj a realizace speciálních přípravků pro sběr dat (12 svodové EKG z modulů) a optimalizace pro delší provozuschopnost mobilních jednotek v terénu.
Název projektu: Výzkum výkonových polovodičových zdrojů záření pro mobilní komunikace.
Odpovědný řešitel: prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
V současné době probíhá rychlý rozvoj optických komunikačních sítí a systémů na všech úrovních. Fakulta elektrotechniky a informatiky zachytila tento trend v několika oblastech, které intenzívně rozvíjí. Rozvoj je založen na výsledcích dosažených v předchozích letech řešení IGA a zejména navazuje na řešené projekty GAČR. Tyto experimenty s výkonovými LED ukázaly, že posuzované LED jsou schopny dosahovat modulačních rychlostí překračující 4 Mbit.s-1 a zároveň se ukazuje zřejmým, že s dynamickým rozvojem technologie jejich výroby skutečné meze modulační rychlosti budou ve skutečnosti 3-4x větší. Dále je nutné pokračovat ve výzkumu vlivu modulace na kvalitativní a kvantitativní světelně-technické parametry těchto světelných zdrojů. Jedná se především o jejich jasy, osvětlenosti a spektrální vlastnosti při výše uvedených modulacích napájecího proudu.
Název projektu: Aplikace metod statistické dynamiky lineárních systémů
Odpovědný řešitel: Ing. Martin Pieš
Projekt se zabývá problematikou identifikace lineárních soustav metodami statistické dynamiky. Modelovanými soustavami jsou lineární soustavy s distribuovanými parametry, jež jsou popsány za pomoci lineárních parciálních diferenciálních rovnic a namodelovány prostřednictvím s-funkcí v Simulinku. Tyto soustavy konkrétně představují elektrárenské výměníky tepla – přehříváky páry.
Název projektu: Systémy měření spotřeby elektrické energie trakčních vozidel
Odpovědný řešitel: Ing. Martin Škopek
V současné době se neustále zvyšují ceny energií, proto je velmi aktuální otázka úspor elektrické energie. S tím souvisí požadavek informace o aktuální spotřebě elektrické energie trakčních vozidel. Hlavním cílem projektu je výzkum moderního monitorovacího systému pro měření spotřeby energie trakčních vozidel s přídavným zařízením pro určení aktuální polohy, který zajistí využití samostatných dat o spotřebě elektrické energie a ve spojení s přídavnými daty umožní další analýzu, zpracování a diagnostiku vozidel.
Název projektu: Moderní přístupy k řešení řídicích algoritmů mechatronických systémů
Odpovědný řešitel:Ing. Pavel Rech
Nezbytnou součástí výzkumu a vývoje mechatronických systémů je výzkum nových metod řízení založených na nejnovějších vědeckých poznatcích. Účinnost elektromechanické přeměny energie ovlivňuje mimo jiné také kvalita řízení spojená s dynamikou daného systému přeměny, která je zajištěna moderními algoritmy řízení realizovanými řídicími systémy se signálovými procesory. Hlavním cílem projektu je výzkum moderních metod řízení mechatronických systémů s elektrickými regulovanými pohony s asynchronními motory a synchronními motory s permanentními magnety napájenými z měničů frekvence.
Název projektu: Výzkum prvků mobilních servisních robotů
Odpovědný řešitel:Ing. Petr Šimoník, Ph.D.
Mobilní servisní roboti nacházejí v současné době stále větší uplatnění a to především v oblasti průzkumu nebezpečných prostor, ať už se jedná o pyrotechnické roboty a manipulátory, prostředky určené pro hasičské záchranné sbory či specializované zařízení pro bezpečnostní složky. Ke zlepšování schopností mobilních servisních robotů výrazně přispívá vývoj senzorů a pohonů, jejichž řešení může být směrováno také do oblasti střídavých elektrických pohonů. Hlavním cílem projektu je výzkum a vývoj specializovaného elektronického a elektromechanického vybavení mobilních servisních robotů zaměřených na úsporu energie, ekologii, vysokou spolehlivost a bezpečnost.
Název projektu: Diagnostika mechatronických systémů
Odpovědný řešitel:Ing. Roman Hrbáč
U soustrojí, sestávajícího se z motoru a poháněného mechanismu, může docházet k mechanickým poruchám, jenž se mohou ještě před svým plným rozvinutím projevit vznikem parazitních momentů na hřídeli a zvýšenou hlučností, případně vibracemi. Včasná diagnostika těchto změn umožňuje poruchám předcházet a tak snížit možnost vážného poškození soustrojí, případně zabránit nežádoucímu výpadku zařízení z provozu. Projekt je zaměřen na výzkumem technologií pro diagnostiku a prevenci vzniku mechanických závad na elektrickém pohonu z elektrických veličin.
U soustrojí, sestávajícího se z motoru a poháněného mechanismu, může docházet k mechanickým poruchám, jenž se mohou ještě před svým plným rozvinutím projevit vznikem parazitních momentů na hřídeli a zvýšenou hlučností, případně vibracemi. Včasná diagnostika těchto změn umožňuje poruchám předcházet a tak snížit možnost vážného poškození soustrojí, případně zabránit nežádoucímu výpadku zařízení z provozu. Projekt je zaměřen na výzkumem technologií pro diagnostiku a prevenci vzniku mechanických závad na elektrickém pohonu z elektrických veličin.
r. 2008:
Název projektu: Vliv elektrické vozby na kovová a železobetonová úložná zařízení
Odpovědný řešitel: Prof. Ing. Josef Paleček, CSc.
Zemní proudová pole způsobují na kovových úložných zařízeních korozi (elektrochemická koroze), která je velkým nebezpečím jak pro provoz samotných zařízení, tak i pro životní prostředí při dopravě látek nepříznivě působících na přírodu jako např. ropy. Nejsilnější proudová pole vznikají v okolí zařízení, která využívají zem jako vodič, resp. nemají dokonale izolovány vodiče od země. Typickým představitelem jsou elektrizované dráhy železniční i městské hromadné dopravy. V projektu budeme řešit modelování těchto polí. Výsledkem projektu bude podaný projekt GAČR.
Název projektu: Výzkum výkonových LED pro komunikační systémy mezi vozidly.
Odpovědný řešitel: prof. RNDr. Vladimír Vašinek,CSc.
Projekt samotný se zabýval novou problematikou, která souvisí s nasazováním výkonových LED do různých světelných systémů vozidel, ať se to týká osvětlení interiéru nebo některých výkonových světel. S růstem účinnosti výkonových LED se jejich rozšíření rovněž na brzdová světla, mlhová a hlavní světlomety. Ve všech těchto případech je hlavním problémem odvod tepla generovaného výkonovými LED. Byly pořízeny rádiem řízené modely vozidel, které byly postupně přepracovávány na optické řízení laserovými zdroji v souladu s postupem výzkumu. Cílem této části bylo získání realistických modelů pro optické mobilní komunikace.
Výsledky experimentů potvrdily následující skutečnosti, při dostatečně masivním chlazení je možné výkonové LED uchladit bez nuceného chlazení i při maximálním výkonu 5W na LED aniž dojde k degradaci elektrických a elektrooptických charakteristik LED. Rovněž bylo prokázáno, že výkonové LED jsou vhodné jako zdroje pro optické komunikace typu CAR2CAR nebo CAR2X s přenosovými rychlostmi do 2Mbit.s-1. Zároveň byly připraveny nové koncepce segmentových optických zdrojů pro optické komunikace, jejichž výzkum bude probíhat v dalším období.
Název projektu: Monitorování provozu a řízení mobilních systémů
Odpovědný řešitel: Prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
Projekt je zaměřen do oblasti monitorování provozu a řízení mobilních systémů, mezi které patří např. elektromobily, tramvaje, trolejbusy, lokomotivy, zvedací zařízení, přepravní zařízení apod. Kvalitní monitorování a řízení vedou k úsporám elektrické energie, které významně ovlivňují energetickou účinnost a ochranu životního prostředí. Hlavním cílem projektu je výzkum metod monitorování provozu, diagnostiky a řízení mobilních systémů s elektrickými pohony napájenými z výkonových polovodičových měničů s vestavěnými řídicími systémy.
r. 2007
Název projektu: Výzkum výkonových LED jako zdrojů pro optickou komunikaci mezi pohybujícími se vozidly.
Odpovědný řešitel: prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
Projekt byl a je směřován do vývojových aplikací fotoniky v automobilovém průmyslu, který je v současnosti orientován zejména na využití plastových optických vláken jako základu komunikačních sběrnic MOST a IDB 1394. Projekt samotný se zabýval novou problematikou, která souvisí s nasazováním výkonových LED do různých světelných systémů vozidel, ať se to týká osvětlení interiéru nebo některých výkonových světel. S růstem účinnosti výkonových LED se jejich rozšíření rovněž na brzdová světla, mlhová a hlavní světlomety. Ve všech těchto případech je hlavním problémem odvod tepla generovaného výkonovými LED. V projektu byly studovány vlastnosti nejlepších LED dnes dostupných, který je představován LED firmy Luxeon. Byly studovány spektrální vlastnosti LED při změnách okolní teploty, při změnách budicího proudu a bly měřeny dynamické vlastnosti. Tyto jsou základem pro současné využití LED jako osvětlovacího zdroje a zdroje pro optické komunikace typu CAR2CAR nebo CAR2X.
Název projektu: Nové struktury hybridních mobilních systémů
Odpovědný řešitel: Prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
K novým koncepcím pohonného agregátu perspektivních vozidel patří tzv. hybridní pohon. Systém hybridního pohonu vozidla je založen na komplexním řízení toku energie mezi dvěma nebo více jeho současně pracujícími podsystémy. Hybridní pohon vozidel kombinuje elektrický pohon vozidla se spalovacím motorem, plynovou turbínou nebo palivovými články s prvky pro dlouhodobou nebo krátkodobou akumulaci energie. Hlavním cílem projektu je výzkum nových koncepcí a metod řízení hybridních pohonných soustav vozidel. Sleduje linii výzkumu nových koncepcí pohonných agregátů, moderních struktur a algoritmů řízení, vysoce účinných výkonových polovodičových měničů a dalších prvků elektrické výbavy vozidel.