Věda a výzkum v oblasti dopravy - dopravní simulace, adhezní modely, skladovací procesy

SP2019/101

Brázda Robert doc. Ing., Ph.D.

01. 01. 2019 - 31. 12. 2019

Předkládaný projekt studentské grantové soutěže (SGS) je rozdělen na tři samostatné vědecké oblasti. První vědeckou oblastí je oblast výzkumu, vývoje a inovací v oblasti skladovacích systémů s názvem "Vývoj a výzkum skladovacích systémů různých geometrií", jejímž řešitelem je doktorand Ing. Martin Střípek. Druhou oblast s názvem "Modelování a simulace dopravních a logistických systémů" řeší se svým týmem doc. Ing. Michal Dorda, Ph.D. a třetí oblast s názvem "Vývoj, výzkum a realizace modelu k určení součinitele adheze při rozjezdu podvěsného jeřábového vozíku" řeší tým pod vedením doc. Ing. Leopolda Hrabovského, Ph.D. 1. oblast výzkumu - Vývoj a výzkum skladovacích systémů různých geometrií Oblast výzkumu je soustředěna na téma doktorské práce Ing. Střípka a souvisí s predikcí chování rozmanitých partikulárních látek ve skladovacích systémech dané geometrie. Sledovaným parametrem budou zatěžující síly působící na skladovací systém za různých provozních stavech - plnění, skladování, vyprazdňování skladovacího systému, včetně simulace kritických (mezních) situací. Mezi základní sledované geometrie skladovacích systémů patří souměrné systémy s kuželovými a jehlanovými výsypkami, ať už souměrně či excentricky umístěnými. Ke kritickým (mezním) situacím bude patřit havarijní uzavírání výpustného otvoru, či přetlakování vnitřního prostoru skladovacího systému vlivem disfunkce pneumatické dopravy či vzniku podmínek k výbuchu prachových partikulárních látek (mouka, uhelný prach). 2. oblast výzkumu - Modelování a simulace dopravních a logistických systémů Oblast výzkumu je zaměřena na rozvoj matematických a simulačních modelů formou modifikace stávajících modelů a tvorby modelů nových. Všechny matematické a simulační modely, kterým bude v rámci řešení projektu věnována pozornost, budou aplikovány v různých odvětvích dopravy a logistiky – pozornost bude především věnována oblasti silniční, železniční a letecké dopravě, což odpovídá zaměření jednotlivých pracovníků podílejících se na řešení této oblasti. V rámci tohoto projektu bychom chtěli navázat na předchozí projekty studentské grantové soutěže řešené v rámci Ústavu dopravních technologií v minulých letech. Přidělení plánovaných finančních prostředků navrhované oblasti projektu přispěje k podpoře studentů magisterského a doktorského stupně studia při zpracování jejich závěrečných prací, které budou věnovány právě oblasti matematického modelování a simulace dopravních procesů a systémů. Dále bude umožněno prezentování získaných výsledků na mezinárodních konferencích a v časopisech evidovaných ve světově uznávaných databázích. Pozornost bude věnována rozhodovacím úlohám z oblasti veřejné hromadné dopravy (koordinace spojů veřejné hromadné dopravy, tvorba linkové sítě veřejné hromadné dopravy, tvorba letových plánů atd.), dopravní a manipulační techniky a logistiky, distribuční logistiky a modelování systémů hromadné obsluhy s tzv. nespolehlivými linkami (tj. s výskytem poruch na linkách) s aplikacemi v dopravě. 3. oblast výzkumu - Vývoj, výzkum a realizace modelu k určení součinitele adheze při rozjezdu podvěsného jeřábového vozíku V rámci projektu je předmětem zájmu výzkum vhodné metody, vývoj a realizace dvou fyzických modelů, které budou umožňovat stanovit a zaznamenávat časový průběh velikosti součinitele adheze poháněných kuželových jeřábových kol v závislosti na vyvozeném točivém momentu. Na modelech bude možno detekovat, snímat a zaznamenávat hodnotu tažné síly a součinitele adheze v okamžiku počátku rozjezdu podvěsného jeřábového vozíku.

Ing. Martin Horák
doc. Ing. Michal Dorda, Ph.D.
prof. Ing. Aleš Slíva, Ph.D.
doc. Ing. Dušan Teichmann, Ph.D.
Josef Hranický
doc. Ing. Leopold Hrabovský, Ph.D.
doc. Ing. Ivana Olivková, Ph.D.
Ing. Lenka Kontriková, Ph.D.
Ing. Vojtěch Graf, Ph.D.
doc. Ing. Robert Brázda, Ph.D.
Ing. Martin Václavík
Ing. Jakub Hlosta, Ph.D.
Ing. David Žurovec, Ph.D.
Ing. Zuzana Blatoňová
Ing. Lukáš Smetana
Ing. Jakub Měsíček, Ph.D.
Ing. Jiří Bobok
Bc. Adam Tietz
Ing. Radek Matoušek
Jakub Cíleček
Jakub Cíleček
Bc. Pavel Kolář
Bc. Daniel Saňák
Ing. Patrik Satek
Ing. Lukáš Tichý
Bc. Zdeněk Zátopek
Bc. Oto Tiefenbach
Ing. Martin Střípek
Bc. Jan Huňař
Bc. Michal Frank
Ing. Patrik Smetana
Bc. Michal Rajda
Bc. Adam Nytra
Bc. David Kopečný
Bc. Tomáš Valčík
Ing. Lucie Pechníková
Bc. Veronika Dudová
Bc. Josef Běhal
Bc. Luděk Kulhaj
Ing. Adam Tvrz
Bc. Norbert Šrámek
Ing. Marek Muzikant
Bc. Andrea Fojtášková
Ing. Patrik Matzke
Ing. Ondřej Vícha
Ing. Jan Monsport
Ing. Petra Mücková

1. oblast výzkumu - Vývoj a výzkum skladovacích systémů různých geometrií
V rámci této oblasti výzkumu se očekává spolupráce řešitelů a studentů na zadáních magisterských prací a spolupráce řešitelů a doktoranda (od 9/2019 doktorandů) na řešení zadání doktorských prací. Zásadní a nosnou částí projektu je konečná realizace experimentálního standu pro řešení otázek vlivu geometrie skladovacího systému na různé dopravní a skladovací funkce. Publikace podpořené tímto projektem budou směřovány především do periodik či konferencí indexovaných ve Web of Science nebo Scopus, nicméně jsou uvedeny i tradiční konference s danou publikační aktivitou, která má sloužit k výuce prezentačních schopností doktorandů.

Harmonogram řešení:
Leden - Květen 2019 - spolupráce studentů a řešitelů na závěrečných magisterských pracích. Příprava a zaslání dvou článků do INTED2019 (Španělsko) s indexací WoS. Práce doktoranda na projektu s cílem realizace doktorského experimentálního standu.
Červen - Září 2019 - Příprava a zaslání dvou článku na tradiční akci Mezinárodní konference při příležitosti setkání dopravních kateder (Plzeň). Příprava užitného vzoru a patentu = patentová řešerše, ověření působnosti patentu, vymezení a specifikování nároků patentu a užitného vzoru, kreslení potřebných schémat. Příprava a zaslání dvou impaktovaných článků do Powder Technology.
Říjen - Prosinec 2019 - Tvorba funkčního vzorku a průmyslového vzoru. Podání přihlášky užitného vzoru a patentu.

2. oblast výzkumu - Modelování a simulace dopravních a logistických systémů
V rámci projektu SGS se předpokládá podpořit aktivity studentů v rámci řešení jejich závěrečných prací a v oblasti diseminace jejich odborných výstupů, realizovaných zejména během řešení jejich kvalifikačních prací, především v oblastech matematického modelování a simulace dopravních a logistických systémů a procesů. Předpokladem je aktivní účast pedagogů a vybraných studentů na vybraných konferencích, jejichž sborníky jsou indexovány v databázích Web of Science nebo Scopus (jedná se tedy o výstupy kategorie D dle aktuálně platné metodiky pro hodnocení vědy a výzkumu). V roce 2019 je plánována aktivní účast především (nikoliv však pouze) na následujících konferencích: International Carpathian Control Conference (ICCC) 2019 konané v Polsku, Aplimat 2019 konané na Slovensku a Mathematical Methods in Economics 2019 (MME 2019) (Web of Science) konané v České republice.
Kromě publikací v kategorii D předpokládáme, že v průběhu roku 2019 budou připravovány alespoň dva impaktované články, které budou v průběhu roku 2019 zaslány do vybraných impaktovaných časopisů orientovaných na problematiku modelování procesů v dopravě či logistice. V předcházejících projektech byly v rámci těchto projektů úspěšně podpořeny publikační aktivity především studentů magisterského a doktorského stupně studia na Ústavu dopravních technologií.
Poslední plánovanou kategorií výstupů jsou závěrečné práce studentů navazujícího magisterského studia, kteří se budou podílet na řešení projektu. U studentů, kteří k datu zahájení řešení projektu studují druhý ročník navazujícího magisterského studia, se předpokládá úspěšná obhajoba diplomové práce v červnu 2019. U studentů, kteří k datu zahájení řešení projektu studují první ročník navazujícího magisterského studia, se očekává profilace studenta na konkrétní téma závěrečné práce, které mu bude zadáno k řešení, a rozpracování závěrečné práce.
Harmonogram plánovaných konferenčních výstupů odpovídá termínům pro odeslání příspěvků na uvažovaných konferencích, např. články pro konferenci MME 2019 budou připravovány v měsíci březnu a dubnu 2019.

Základní harmonogram řešení je tedy následující:
Leden - květen 2019 – zpracování závěrečných prací (studenti druhého ročníku navazujícího magisterského studia), profilace témat závěrečných prací (studenti prvního ročníku navazujícího magisterského studia), konzultace těchto prací (pedagogové), příprava konferenčních příspěvků (pedagogové + vybraní studenti).
Červen - říjen 2019 – příprava impaktovaných publikací (pedagogové + vybraní studenti), zadání závěrečných prací a zahájení jejich řešení (studenti prvního ročníku navazujícího magisterského studia).
Listopad - prosinec 2019 - odeslání časopiseckých výstupů do vybraných časopisů, řešení závěrečných prací (studenti prvního ročníku navazujícího magisterského studia), konzultace těchto prací (pedagogové), finální zhodnocení projektu.

3. oblast výzkumu - Vývoj, výzkum a realizace modelu k určení součinitele adheze při rozjezdu podvěsného jeřábového vozíku
Harmonogram:
Leden 2019 - Zpracování technologických a pevnostních výpočtů nezbytných k dimenzování (a k následné realizaci) nosníku modelu jednonosníkového mostového jeřábu.
Únor 2019 - Konstrukční zpracování, návrh 3D modelu jednonosníkového mostového jeřábu s funkčním zdvihovým mechanismem - podvěsnou jeřábovou kočkou.
Březen - duben 2019 - Zpracování výrobní a dílenské výkresové dokumentace nezbytné k fyzické realizaci dvou modelů k určení součinitele adheze při rozjezdu jeřábového vozíku.
Květen - červen 2019: Výroba funkčního standu, dle vypracované výkresové dokumentace, modelů k určení součinitele adheze při rozjezdu jeřábového vozíku.
Červenec - srpen 2019: Provádění experimentálních zkoušek, ověřování metody vývoje, zapracování získaných výsledků do přímé výuky v rámci státnicového předmětu Bc. studia Jeřáby.
Září - listopad 2019: - Publikace v odborných časopisech, fyzická účast na konferenci. Zpracování a uplatnění podkladů k podání Průmyslového vzoru na ÚPV a zpracování formulářů k podání Funkčních vzorků.

Souhrn předpokládaných výstupů 3. oblasti výzkumu:
1 x Průmyslový vzor,
2 x Funkční vzorek,
2 x Příspěvek v odborném časopise,
1 x Příspěvek na mezinárodní konferenci.

Celkem výstupy za celý projekt:
4x impaktovaný článek
4x článek v databázích WoS nebo Scopus
6x článek ve sborníku konference
3x funkční vzorek
2x přihláška průmyslového vzoru
1x přihláška užitného vzoru
1x přihláška patentu