Plánování, rozvrhování a doprava

Rozvrhování a plánování se obecně zabývá problematikou přiřazení úloh na zdroje v čase tak, aby byl maximalizován celkový zisk z provedení naplánovaných úloh. Problém nalezení vhodného rozvrhu se vyskytuje v řadě reálných problémů jako jsou rozvrhování výrobní linky, plánování výrobních řetězců, nalezení školního rozvrhu nebo rozvrhování zaměstnanců na směny.

Mezi hlavní oblasti výzkumu této skupiny patří

které řešíme jak v jejich statické tak i dynamické podobě v měnícím se prostředí. pomocí metod umělé inteligence a operačního výzkumu, jako jsou metaheuristiky, celočíselné programování nebo programování s omezujícími podmínkami. Zatímco u klasického plánování a rozvrhování je celý problém znám předem, v dynamickém případě se problém v průběhu času mění zároveň s výpočtem řešení. Mohou se objevit a zmizet úlohy, úkoly atd., Stejně jako zdroje nebo úlohy (příchozí úlohy, dokončení nebo zrušení úlohy, poruchy stroje a restarty) se mohou změnit parametry úloh nebo úkolů. Čas provedení úlohy se obvykle může změnit. Proto je v problému dynamického plánování požadována efektivní konstrukce plánu či rozvrhu s příslušnými reakcemi na dynamické změny.

Pracujeme na různých dopravních problémech, jako je plánování nákladní dopravy, optimalizace kapacit pro železnice, plánování přenosu dat nebo plánování mobilních robotů. Nákladní doprava souvisí s logistickými problémy a problémy plánování vozidel. Naším cílem je řešení komplexních problémů. Naše práce na problémech v nákladní dopravě vedla ke konstrukci softwaru, který používá společnost Wereldo. Ve spolupráci s Institutem pro dopravní ekonomii, geografii a politiku se zabýváme optimalizací pro železnice v oblasti plánování kapacit, návrhu sítě a tvorby jízdního řádu. Plánování mobilních robotů v továrně zahrnuje přepravu robotů, jejich zpracování úloh i tradiční plánování strojů.

Univerzitní rozvrhování se zabývá konstrukcí rozvrhu pro předměty na vysoké škole. Jednotlivé předměty jsou přiřazovány do časových slotů a dostupných místností tak, aby byly brány v úvahu studijní požadavky, preference učitelů a studentů. Dlouhodobý výzkum v této oblasti a spolupráce s Purdue University vedla k vytvoření unikátního rozvrhovacího systému UniTime, který je schopen řešit širokou škálu rozvrhovacích problémů rozsáhlého charakteru. Tento systém je také používán pro rozvrhování výuky na naší univerzitě pro většinu fakult, včetně naší Fakulty informatiky. Podíleli jsme se také na organizování soutěže rozvrhování univerzitních přemětů ITC 2019 s více než 350 registrovanými uživateli z přibližně 60 zemí.

Cílem plánování v prostředí cloudu či Gridu je přiřazení jednotlivých úloh uživatelů na dostupné počítače v rozsáhlém distribuovaném prostředí takovým způsobem, aby se co nejlépe dařilo optimalizovat řadu faktorů, například maximalizovat vytížení strojů, zpracovávat úlohy spravedlivě vzhledem k uživatelům nebo garantovat netriviální kvalitu služeb (QoS). Výsledkem našeho výzkumu je i plánovač založený na Torque scheduler využívaný v národní e-infrastructuře CERIT pro plánování přibližně 5,000 CPUs. Náš výzkum a vývoj zahrnuje simulátor Alea pro plánování výpočetních úloh, který je používaný mnoha vědci po celém světě.

Informace pro studenty

Problematika rozvrhování a plánování nabízí řadu zajímavých témat, která umožňují propojit praktické řešení problémů s teoretickým výzkumem. Do činnosti skupiny je možné se zapojit formou diplomové a bakalářské práce a také formou doktorského studia. V IS MU je možno nalézt odkazy na volné bakalářské a diplomové práce pod vedením našeho výzkumného týmu. Nová zadání prací často vznikají na základě osobní dohody dle výzkumných oblastí skupiny. Pokud máte zájem o nové téma práce, budeme určitě rádi, pokud se nám ozvete! Můžete se inspirovat uvedenými tématy, mnohá z nich si i zasloužila cenu děkana.

Témata pro doktorské studenty:

Odkazy na vybrané diplomové a bakalářské práce:

Spolupráce

Skupina úzce spolupracuje s řadou institucí, mezi nejvýznamnější z nich patří

Výzkumná skupina

Jsme členy latoratoře Sitola.

Kontakt

doc. Mgr. Hana Rudová, PhD.
hanka@fi.muni.cz
https://www.fi.muni.cz/~hanka/