Projekty a granty

Analýza poruchovosti automatických parkovacích systémov a jej optimalizácia

SP2021/102

Predmet: Automatické riadenie je v posledných rokoch čoraz populárnejšie, preto sa stal automatický parkovací systém ako jedna z najtypickejších súčastí autonómneho riadenia horúcou témou vo výskume [1]. Rast dopytu po cestovaní a nedostatok kapacity parkovacích miest spôsobili vážne problémy v doprave a životnom prostredí v dôsledku neustáleho zvyšovania vlastníctva automobilov. Aplikácie v pripojených automatizovaných vozidlách môže výrazne znížiť dopravné zápchy, spotrebu benzínu a emisie z dopravy [2], [3]. Okrem toho rastie dopyt po elektrických vozidlách, pretože je ekologické, intenzívne a efektívne. Vodiči však stále čelia nebezpečenstvu kolízií a neefektívnej cestnej premávke v dôsledku obmedzeného priestoru a nekvalifikovanej prevádzky pri parkovaní automobilov [4]. Typický automatický parkovací systém, všeobecne obsahuje kľúčové technológie, ako je detekcia parkovacích štrbín, plánovanie pohybu (alebo plánovanie a sledovanie trasy), odhad polohy vozidla a kontrola podvozku. Súčasný výskum plánovania pohybu pri parkovaní možno rozdeliť do niekoľkých metód, napríklad na dátovú metódu expertných vodičov o parkovaní, metódu založenú na ľudských predchádzajúcich znalostiach a metódu posilnenia na základe učenia. Existujúce automatické parkovacie systémy majú dva veľké problémy. Po prvé, metódy rozpoznávania parkovacích scén sú menej inteligentné a na parkovacie miesta sú kladené väčšie požiadavky a obmedzenia. Po druhé, riadenie vozidla má nízky stupeň automatizácie. Existujúce parkovacie systémy vyžadujú okrem riadenia aj to, aby vodič ovládal rýchlosť, prevodový stupeň a brzdu [5]. Pri automatickom plánovaní pohybu parkovania by sa mala brať do úvahy optimalizácia viacerých cieľov vrátane bezpečnosti, pohodlia, efektívnosti parkovania a konečného parkovacieho výkonu. Väčšina súčasných výskumov sa spolieha na údaje o parkovaní od odborných vodičov alebo predchádzajúce znalosti ľudí. Je však náročné získať veľké množstvo vysoko kvalitných údajov vodičov. Okrem toho odborné údaje vodičov alebo predchádzajúce znalosti ľudí nezaručujú optimálny parkovací výkon s viacerými cieľmi [4]. Rozbor stavu problematiky v ČR a vo svete V súčastnej dobe nie je komplexné riešenie problémov poruchovosti automatických parkovacích systémov adekvátne riešené. Spravidla je táto problematika riešená vždy ako problém lokalít s parkovaním. Tvorcovia riešenia automatických parkovacích systémov obvykle nemajú potrebu zviditeľňovať formou publikačných činností, len vo výnimočných prípadoch sa tak deje prostredníctvom časopisov odborných spoločností. V našich podmienkach je to ovplyvnené tým, že neexistuje ucelený normatívny podklad pre technickú obsluhu týchto objektov. Riešiteľom navrhovaného projektu je známe, že na technických univerzitách v ČR boli analyzované automatické parkovacie systémy, rôznych typov formou diplomových prác [6], [7]. Ďalej majú členovia riešiteľského týmu skúsenosti z návštev rôznych typov parkovacích systémov v Brne, Slanom, Prahe a Ostrave a skúsenosti s provozovateľmi systémov a už z časti vedia aké dáta by mohli poskytnúť pre výskum. Provozovanie prakticky čohokoľvek je všeobecne klasifikované do provozných situácií [8], z nich niektoré systémy boli riešené v predchádzajúcom projekte SP2020/98, kde sa skúmal hlavne trend miery využitia vybraného systému. Tento projekt má nadviazať na predchádzajúci výskum a pokračovať v riešení automatických parkovacích systémov z hľadiska analýzy poruchovosti s predikciou nákladov na ďalších 10 rokov a zároveň sa pozrieť aj na problematiku so suvislosťou zavádzania BIMU (Building information modeling) ako uvádza napr. výrobca Klaus multiparking [9]. Výsledky budú použité ako podklady pre spracovanie DiP, na daný výskum môžu nadviazať daľšie projekty SGS. Citácie prác k problematike: [1] ZONG, Wenhao; CHEN, Qijun. A robust method for detecting parking areas in both indoor and outdoor environments. Sensors, 2018, 18.6: 1903. [2] YAO, Zhihong, et al. Reducing gasoline consumption in mixed connected automated vehicles environment: A joint optimization framework for traffic signals and vehicle trajectory. Journal of Cleaner Production, 2020, 121836. [3] YAO, Zhihong, et al. A dynamic optimization method for adaptive signal control in a connected vehicle environment. Journal of Intelligent Transportation Systems, 2020, 24.2: 184-200. [4] ZHANG, Jiren, et al. Reinforcement Learning-Based Motion Planning for Automatic Parking System. IEEE Access, 2020, 8: 154485-154501. [5] MA, Shidian, et al. Research on automatic parking systems based on parking scene recognition. IEEE Access, 2017, 5: 21901-21917. [6]ŠVAJGL, Martin. Technologie provozu automatických parkovacích systémů. 2016. Diplomová práce. Univerzita Pardubice, Fakulta dopravní Jana Pernera; [7]HYKŠOVÁ, Zuzana. Projekt poskytování služeb facility managementu pro provoz objektu hromadných garáží osobních automobilů [online]. Ostrava, 2010 [cit. 2021-02-19]; [8] ROUŠAR, Ivo. Projektové řízení technologických staveb. Grada Publishing as, 2008. ISBN 978-80-247-2602-1; [9] Klaus multiparking, Perfectly planned parking system with BIM models, [cit. 2021-02-19], dostupné z https://multiparking.com/perfectly-planned-parking-system-with-bim-models/?lang=en Prehľad použitých metód: Prehľad metód, ktoré by mohli byť použité vo výskume napr.: - Rešerše - Štatistická indukcia - porovnanie systémov (ANOVA, Párové testy...) - Korelačná analýza, Pearsnon - charakteristiky parkovania - Polymomiálna regresia, Logistické regresie - použitia v rámci predikcie - Metódy poradia, bodovacia metóda - by mohli byť použité v rámci optimalizácie systémov Časový harmonogram: 01 - 02/2021 (prípravné činnosti, chystanie podkladov) 03 – 04/2021 (terénne šetrenie, zbieranie dát) 05 – 08/2021 (Analýza a vyhodnotenie dát pomocou metód v rámci projektu, vypracovanie impaktovaného článku) 09 – 11/2021 (Vyhodnotenie výsledkov skúmania) 11 – 12/2021 (Finalizácia projektu) Zdôvodnenie zapojenia jednotlivých členov týmu: Ing. Simona Mikšíková – Hlavný riešiteľ projektu (interná doktorandka). Téma by mala prínos v rámci spracovania Disertačnej práce a už v predchádzajúcom projekte SP2020/98 sa zaoberala problematike Automatických parkovacích systémov. Kvôli aktuálnej problematike parkovania, záujem mesta je taktiež priaznivý, preto práca na projekte bude zvládnutá riadne a včas. Ing. arch. Kateřina Helekalová – Spoluriešiteľ projektu (interná doktorandka), bude zapojená do analýzy a vyhodnotenia výsledkov a spoluautor článkov, riešenie by taktiež malo mať prínos v rámci jej DiP ,, Facility Management v přípravné fázi životního cyklu staveb při využití metody BIM". doc. Ing. et Ing. František Kuda, CSc. – školitel hlavného riešiteľa projektu Predchádzajúci dosiahnuté výsledky členov tímu Predchádzajúce projekty SGS: Simona Mikšíková – SP2020/98 - Skúmanie moderných technológií parkovania v meste Ostrava – SP2020/96 - Analýza a hodnocení veřejných prostranství určených pro děti Kateřina Helekalová – SP 2020/53 - Porovnání standardních „historických„ postupů při provozu a správě budovy s moderními postupy Facility managementu při využití BIM – SP2020/160 - Šíření znečištění v zástavbě na základě měřených dat senzorické sítě, CFD simulací a BIM modelu města Publikačná činnost: HELEKALOVA, K a M TEICHMANN. Revitalization of public space along the river Ostravice in the part of Ostrava. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science [online]. 2020, 444 [cit. 2020-12-17]. ISSN 1755-1315. Dostupné z: doi:10.1088/1755-1315/444/1/012018 TEICHMANN, M, K HELAKOVA a N SZELIGOVA. Rainwater Management in relation to Water Bodies and Flows in Urbanized Areas. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science [online]. 2020, 444 [cit. 2020-12-17]. ISSN 1755-1315. Dostupné z: doi:10.1088/1755-1315/444/1/012053 Zdôvodnenie finančných nákladov: Štipendiá: Simona Mikšíková - 60 000, - Hlavný riešiteľ projektu (interná doktorandka) sa bude zaoberať celkovým výskumom automatických parkovacích systémov už zo zmieňovaných oblastí ako analýza poruchovosti, typologické vlastnosti objektov, uplatnením štatistických metód na základe dat, vyhodnotením a spracovaním minimálne jednoho impaktovaného článku pre publikáciu v časopise, podľa očakavaných výstupov. Téma by mala prínos v rámci spracovania Disertačnej práce a už v predchádzajúcom projekte SP2020/98 sa zaoberala problematike Automatických parkovacích systémov, kde má už s nejakými provozovateľmi systémov skúsenosti. Ďalej je hlavný riešiteľ zapojený už druhým rokom do projektu „KLÍČOVÁ AKTIVITA 9", ak by výrobcovia poskytli informácie prepojil by sa výskum aj s touto oblasťou. Kateřina Helekalová - 40 000, - Spoluriešiteľ projektu (interná doktorandka), bude zapojená do analýzy a vyhodnotenia výsledkov a spoluautor článkov, riešenie by taktiež malo mať prínos v rámci jej DiP ,, Facility Management v přípravné fázi životního cyklu staveb při využití metody BIM". Aj zapojenie do projektu "KA9", je nespornou výhodou. Výskum by mohol byť prepojený aj s jej aktuálne zadanou SGS formou návštev vybraných miest, skúmanie jednotlivých objektov a využitím poznatkov v rámci problematiky BIM sa obohacovať o dané vedomosti a skúsenosti, preto bude projekt zvládnutý riadne a včas. Služby: Preklad článkov, anglická korektúra článkov - cca 46950, - Predpokladá sa spracovanie dvoch článkov. Štandardný rozsah impaktovaného článku je 30 normo strán. V prípade, že sa nebude realizovať druhý článok, budú financie využité pre vstup na konferenciu BIM Day 2020, ktorá bola presunutá na termín 28-29. Apríl 2021. Zvyšná časť bude prevedená do položky "cestovné náklady". Už v predchádzajúcom výskume došlo k pochybeniu finančných prostriedkov v tejto oblasti, kde sa muselo dofinancovanie čerpať z iného projektu. Cestovné náklady: Náklady na pracovné cesty realizované za účelom získania dát - cca 10000, - Náklady na pracovné cesty budu realizované za účelom získaniu dat, návštevy a obhliadky automatických parkovacích systémov. Predpokladá sa 4-5 pracovných ciest hromadnou dopravou napr. Praha, Brno, Olomouc, Plzeň. V prípade BIM Day, ktorý sa koná v hoteli Clarion Congress Prague, je predpoklad cesty na 2dni. Doprava vlakom. Ďalej je predpoklad jednodňových ciest na iné tematické semináre a konferencie (napr. BIM Open 2021, URBIS SMART CITY FAIR 2021, Summit Koncepcia BIM, apod.). Materiálové náklady: Kancelárské potreby – 1 000,- (napr. externí disk)

2021

2021

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Mikšíková Simona Ing.