Témata závěrečných prací

Na této stránce najdete oblasti problémů, kterým se můžete věnovat ročníkové, bakalářské nebo diplomové práci. Mojí specializace je především kombinatorika, optimalizace a umělá inteligence, čemuž odpovídají navržená témata. Pokud vás tato témata zaujala nebo máte vlastní představu o práci, tak mi napište a určitě se domluvíme.

Pro studenty bakalářského stupně bych doporučoval nejprve si vyzkoušet algoritmy umělé inteligence nebo optimalizace na jednoduchých (i když teoretických) problémech. Můžeme se domluvit i na praktických problémech, ale bude nutné tyto problémy značně zjednodušovat, abychom nestrávili celý rok pochopením zadání. V praxi to například může znamenat, že při plánování dopravy nebudeme studovat zákonník práce a nařízením vlády o zaměstnancích v dopravě, abychom se naučili všechny požadavky na bezpečnostní přestávky řidičů, ale můžeme uvažovat plně automatický vozidla bez řidičů. Studenti magisterského stupně mohou též vycházet z níže uvedených témat, která nebudeme tolik zjednodušovat jako u bakalářských prací. Dále v diplomové práci bude nutné prokázat porozumění pokročilejších algoritmů.

Témata

  • Plánování úloh je oblast výzkumu, která plánuje vykonání úloh na strojích s různými omezeními. Tyto úloho mohou sloužit k modelování problémů z plánování výpočtů na počítačích nebo výroby v továrnách. Sami si můžete poskládat zajímavou úlohu na stránce Scheduling ZOO.
  • Plánování hromadné dopravy: V této oblasti se můžeme zabývat hledáním
    • vhodných umístění zastávek,
    • vytvářením linek minimalizujících přestupy,
    • jízdních řádů minimalizujících čekání,
    • oběhů vozidel dle jízdních řádů nebo
    • směr řidičů.
    Můžete si vybrat, jestli chcete optimalizovat autobusovou, železniční, leteckou či jinou dopravu. Samozřejmě bychom se v jedné práci věnovali jen jedné části této problematiky. Pro inspiraci můžete začít na wikipedii a poté pokračovat knihou Integrated Optimization in Public Transport Planning.
  • Vehicle routing problems je celá oblast problémů, které ke klasickému obchodnímu cestujícímu přidávají dalších podmínky z praxe. Může se jednat o kapacitní omezení vozidla, výjezdy z různých dep, přijíždějících v dle časových možností zákazníků a mnoho dalších. Příklady praktických úloh můžete najít v těchto soutěžích.
    • MOPTA 2026 Dedicated Truck Routing challenge: Optimalizace převozu dřevařského zboží.
    • VeRoLog Solver Challenge 2019: Cílem je naplánovat rozvoz strojů a jejich instalaci při několika podmínek jako je omezený počet aut, instalatérů, časové možnosti zákazníků a podobně.
    • Truck loading Cílem je co nejlépe naložit kamiony daným zbožim a přepravit je při zadaných časových omezeních.
  • Smart Grids: Velmi široká oblast, ve které se především zajímám o vyvažování výroby a spotřeby elektrické energie.
  • Můžete vytvářet plány a rozvrhy pro nemocnice, sportovní utkání, výuku ve školách a další.
  • Supply chain management: Optimalizace výroby, převozu a skladování zboží.

Seznamy dalších úloh

Sousty dalších problémů, které můžeme řešit, můžete najít na Internetu. Tyto problémy mají různou složitost a některé z nich je možné případně zjednodušit, aby zadaní bylo odpovídající stupni studia a znalostem studenta. Optimalizaci je možné aplikovat ve spoustě dalších oblastí.

Datasety

K porovnání různých algoritmů budete potřebovat testovací data. Tato data můžete vytvořit náhodně nebo použít existující datasety.

Dříve zadané práce

Nemůžu vám zadat přesně stejnou práci, kterou jsem vedl dříve, ale můžete si zde udělat představu, jak vypadají mnou vedené práce, nebo se inspirovat k vytvoření dalšího tématu. Seznam zadaných témat můžete najít na SISu.
  • Conway's Game of Life má jednoduchá pravidla, jak z daného stavu určit následující. Dokážete pro daný stav zjistit, jestli existuje předcházející? Podrobnosti na Kaggle 2014 a 2020.
  • Demand-responsive transport: Přizpůsobme hromadnou dopravu skutečným potřebám cestující. Každý cestující řekne odkud, kam, kdy a za kolik chce jet a naším cílem je naplánovat jízdy autobusy tak, abychom po odečtení nákladů na autobus maximalizovali zisk. Další možné přístupy například zde.
  • Nabíjení elektrických autobusů: Výstavba a údržba trolejového vedení je nákladná a v některých místech je i z estetických důvodů zakázaná. Pokud autobus má baterii, dokážete najít vhodná místa pro nabíjení tak, aby se současně minimalizovala místa nabíjení i kapacita baterií? Podrobnější informace o problematice elektrických automobilů zde, ale zejména u bakalářské práce by bylo vhodnější zadání příliš nekomplikovat.
  • Optimalizace zimní údrby: Dokážete navrhnout plány po posypové vozy tak, aby všechny silnice byly ošetřené v daném časovém limitu a přitom se minimalizovat počet vozů i přejezdy?
  • Optimalizace moderních výtahových systémů: Zvládli byste napsat algoritmus, který bude řídit desítky výtahů ve stopatrovém mrakodrapu a přepravovat tisíce cestujících za hodinu?