Národní úložiště šedé literatury

Sémantické dvojshlukování
Kléma Jiří; František Malinka; Kliegr Tomáš
2021 - Tato disertační práce se zaměřuje na problém hledání interpretovatelných a prediktivních vzorů, které jsou vyjádřeny formou dvojshluků, se specializací na biologická data. Prezentované metody jsou souhrnně označovány jako sémantické dvojshlukování, jedná se o podobor dolování dat. Termín sémantické dvojshlukování je použit z toho důvodu, že zohledňuje proces hledání koherentních podmnožin řádků a sloupců, tedy dvojshluků, v 2-dimensionální binární matici a zárove ň bere také v potaz sémantický význam prvků v těchto dvojshlucích. Ačkoliv byla práce motivována biologicky orientovanými daty, vyvinuté algoritmy jsou obecně aplikovatelné v jakémkoli jiném výzkumném oboru. Je nutné pouze dodržet požadavek na formát vstupních dat. Disertační práce představuje dva originální a v tomto ohledu i základní přístupy pro hledání sémantických dvojshluků, jako je Bicluster enrichment analysis a Rule a tree learning. Jelikož tyto metody nevyužívají vlastní hierarchické uspořádání termů v daných ontologiích, obecně je běh těchto algoritmů dlouhý čin může docházet k indukci hypotéz s redundantními termy. Z toho důvodu byl vytvořen nový operátor zjemnění. Tento operátor byl včleněn do dobře známého algoritmu CN2, kde zavádí dvě redukční procedury: Redundant Generalization a Redundant Non-potential. Obě procedury pomáhají dramaticky prořezat prohledávaný prostor pravidel a tím umožňují urychlit proces indukce pravidel v porovnání s tradičním operátorem zjemnění tak, jak je původně prezentován v CN2. Celý algoritmus spolu s redukčními metodami je publikován ve formě R balííčku, který jsme nazvali sem1R. Abychom ukázali i možnost praktického užití metody sémantického dvojshlukování na reálných biologických problémech, v disertační práci dále popisujeme a specificky upravujeme algoritmus sem1R pro dv+ úlohy. Zaprvé, studujeme praktickou aplikaci algoritmu sem1R v analýze E-3 ubikvitin ligázy v trávicí soustavě s ohledem na potenciál regenerace tkáně. Zadruhé, kromě objevování dvojshluků v dat ech genové exprese, adaptujeme algoritmus sem1R pro hledání potenciálne patogenních genetických variant v kohortě pacientů.This thesis focuses on the problem of finding interpretable and predic tive patterns, which are expressed in the form of biclusters, with an orientation to biological data. The presented methods are collectively called semantic biclustering, as a subfield of data mining. The term semantic biclustering is used here because it reflects both a process of finding coherent subsets of rows and columns in a 2-dimensional binary matrix and simultaneously takes into account a mutual semantic meaning of elements in such biclusters. In spite of focusing on applications of algorithms in biological data, the developed algorithms are generally applicable to any other research field, there are only limitations on the format of the input data. The thesis introduces two novel, and in that context basic, approaches for finding semantic biclusters, as Bicluster enrichment analysis and Rule and tree learning. Since these methods do not exploit the native hierarchical order of terms of input ontologies, the run-time of algorithms is relatively long in general or an induced hypothesis might have terms that are redundant. For this reason, a new refinement operator has been invented. The refinement operator was incorporated into the well-known CN2 algorithm and uses two reduction procedures: Redundant Generalization and Redundant Non-potential, both of which help to dramatically prune the rule space and consequently, speed-up the entire process of rule induction in comparison with the traditional refinement operator as is presented in CN2. The reduction procedures were published as an R package that we called sem1R. To show a possible practical usage of semantic biclustering in real biological problems, the thesis also describes and specifically adapts the algorithm for two real biological problems. Firstly, we studied a practical application of sem1R algorithm in an analysis of E-3 ubiquitin ligase in the gastrointestinal tract with respect to tissue regeneration potential. Secondly, besides discovering biclusters in gene expression data, we adapted the sem1R algorithm for a different task, concretely for finding potentially pathogenic genetic variants in a cohort of patients. Keywords: dvojshlukování; symbolické strojové učení; ontologie; taxonomie; genová exprese; analýza obohacení; postranní znalost; sémantika; biclustering; symbolic machine learning; ontology; taxonomy; gene expression; enrichment analysis; background knowledge; semantics Available in digital repository of ČVUT. Sémantické dvojshlukování

Tato disertační práce se zaměřuje na problém hledání interpretovatelných a prediktivních vzorů, které jsou vyjádřeny formou dvojshluků, se specializací na biologická data. Prezentované metody jsou ...

Kléma Jiří; František Malinka; Kliegr Tomáš
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Metody on-line identifikace parametrů asynchronních motorů
Mindl Pavel; Tomáš Košťál; Valouch Viktor
2021 - Tato práce se zabývá identifikací parametrů asynchronních motorů a návrhem nové identifikační metody, má nízké nároky na výpočetní prostředky řídicího mikropočítače elektrického pohonu. Moderní metody řízení elektrických pohonů s asynchronními motory využívají pro svou funkci matematický model řízeného stroje (motoru). Tento model je popsán mimo soustavy rovnic také sadou parametrů stroje, která se může lišit podle užití nebo podle zohlední některých přídavných parazitních jevů. V technické praxi je ovšem nejčastější sadou parametrů, popisujících asynchronní motor, následujících pět: odpor statorového vinutí Rs, odpor rotorového vinutí Rr, statorová rozptylová indukčnost Lσs, rotorová rozptylová indukčnost Lσr a magnetizační indukčnost Lm. U asynchronních motorů s kotvou na krátko (klecovou kotvou), které jsou v technické praxi nejběžnější, lze z uvedených parametrů přímým měřením určit pouze odpor statorového vinutí Rs. Z tohoto důvodu byla vyvinuta řada nepřímých metod pro určování ostatních parametrů stroje. Během provozu stroje navíc dochází ke změnám některých parametrů v důsledku vlivů teploty, kmitočtu a nasycení magnetického obvodu stroje. Různé řídící metody pohonů s asynchronními motory jsou citlivé na rozdílné parametry. Jako zástupce řídících metod bylo pro svou širokou rozšířenost zvoleno tzv. nepřímé vektorové řízení (IFOC), pro které byla vyvíjena navržená metoda identifikace. Tento způsob řízení asynchronního motoru je citlivý na přesnost určení Rr a Lm. Za účelem zjišťování parametrů stroje během provozu byla vyvinuta řada tzv. on-line identifikačních metod, z nichž většina je ovšem charakterizována mimo jiné i vysokými nároky na výpočetní prostředky nebo paměť řídícího mikropočítače pohonu. I přes průběžně se zdokonalující vlastnosti řídících mikropočítačů je stále možné najít řadu případů v trakčních i průmyslových pohonech, kde použitý mikropočítač nemá dostatek prostředků k vykonávání dalšího složitého algoritmu. Takovými pohony mohou být jednak stávající instalace, kde dosud identifikace parametrů nebyla použita a zároveň není žádoucí provádět výměnu řídícího systému za výkonnější nebo aplikace kde je snaha dosáhnout finanční úspory a tedy použít co nejlevnější, výpočetním výkonem neoplývající komponenty. Navržená identifikační metoda pokrývá právě tyto případy. Je určena pro pohony s nepřímým vektorovým řízením a proto určuje rotorový odpor Rr a magnetizační indukčnost Lm. Je založena na napěťovém modelu stroje v ustáleném stavu a pro získávání vstupních veličin využívá pouze prostředky dostupné v běžných pohonech. V úvodu práce jsou popsány součásti elektrického pohonu, které jsou uvažovány jako výchozí podmínky pro návrh i realizaci identifikační metody. Následuje odvození a popis matematického modelu, ze kterého navržená metoda vychází. Pro porovnání různých možností identifikace parametrů je uveden přehled laboratorních, off-line i on-line metod včetně jejich výhod a nevýhod, následovaný přehledem principů změn uvedených parametrů stroje. V další části je popsáno odvození navržené on-line identifikační metody včetně výsledného algoritmu pro řídící mikropočítač. V závěru práce jsou ukázány výsledky experimentálního ověření metody na pohonech s asynchronními motory s výkonem od 3,5 kW do 1,6 MW, z nichž některé jsou skutečnými pohony kolejových vozidel.This thesis deals with parameter identification of induction machines and proposes a novel method for on-line identification suitable for electric drives with resource-constraint microcontrollers. Modern control strategies of induction machines usually utilize some form of mathematical model of the machine, that is characterized by a set of parameters. Different control strategies stress importance of different parameters, but the most common set of parameters that describe the machine consist of the following five: a stator resistance Rs, a rotor resistance Rr, a stator leakage inductance Lσs, a rotor leakage inductance Lσr, and a magnetizing inductance Lm. Out of these parameters, only stator resistance Rs is directly measurable and therefore a necessity of usage of some indirect methods to identify these parameters arose. This topic is further complicated by the fact, that some of these parameters change during operation of the drive due to influences of temperature, frequency, and saturation of the magnetic circuit. Tracking of changes of parameters important to a particular control strategy can improve performance of the drive. As a representative control strategy, indirect field oriented control was chosen for its widespread usage both in industry and transportation. This control strategy is sensitive to inaccuracies of Rr and Lm. A number of so-called on-line identification methods based on various principles was proposed, but most of them are computationally or memory intensive. However a number of cases in transportation or industry can be found where the existing older control hardware or components in new cost-sensitive applications cannot cope with demanding algorithms. Therefore a novel on-line identification method of Rr and Lm was developed and tested that is suitable for drives with IFOC control strategy that has a resource-constraint control hardware. The method is based on a steady-state voltage model and uses only standard equipment of a common electrical drive to obtain input quantities. The thesis presents an overview of the equipment of a common electric drive with induction machine to state the default hardware conditions. Further it describes a derivation of the mathematical model of the machine that serves as a starting point for the derivation of the proposed method. A summary of the conventional, off-line and on-line identification methods is presented with their advantages and disadvantages to show ideas that the identification of parameters can be based on. A thorough analysis of the mechanisms of parameter changes is showed being followed by a derivation of the method and a description of the final algorithm for the microcontroller. The method has been tested within four different drives with rated powers ranging from 3,5 kW to 1,6 MW, some of them being traction drives of railway vehicles. Experimental tests and the achieved results are presented and discussed in final chapters of this thesis. Keywords: asynchronní motor; rotorový odpor; magnetizační indukčnost; on-line identifikace parametrů; mikropočítač s omezenými prostředky; induction motor drives; rotor resistance; magnetizing inductance; on-line parameter identification; resource-constrained microcontrollers Available in digital repository of ČVUT. Metody on-line identifikace parametrů asynchronních motorů

Tato práce se zabývá identifikací parametrů asynchronních motorů a návrhem nové identifikační metody, má nízké nároky na výpočetní prostředky řídicího mikropočítače elektrického pohonu. Moderní metody ...

Mindl Pavel; Tomáš Košťál; Valouch Viktor
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Analýza a metody řízení bifurkace pro induktivní bezkontaktní přenos energie
Lettl Jiří; Michal Košík; Špánik Pavol
2021 - Technologie bezkontaktního přenosu zažila v posledních třiceti letech prudký rozvoj. Díky lepší bezpečnosti, odolnosti a ergonomii v porovnání s vodivým propojením nalézá bezkontaktní přenos své uplatnění v řadě aplikací, jako jsou průmyslové systémy (montážní linky, jeřáby apod.), přenosná spotřební elektronika (mobilní telefony, chytré hodinky, elektrické zubní kartáčky atd.), elektrická vozidla (dobíjení bateriových elektrických vozidel a napájení závislých trakčních vozidel), medicínské přístroje (např. implantáty), speciální aplikace (čistá nebo naopak korozivní prostředí) a další. Za určitých okolností nastává během činnosti bezkontaktních systémů bifurkace, která negativně ovlivňuje činnost zařízení. Termín „bifurkace“ označuje štěpení jediné frekvence, na které je fáze vstupní impedance rovna nule, na tři. Tato práce cílí provést analýzu bifurkace a prozkoumat řídicí metody určené k potlačení jejího výskytu nebo případně zmírnění negativních jevů spojených s bifurkací. Nicméně další podobný bifurkaci se projevuje během činnosti zařízení. Tímto jevem je „štěpení frekvence“ (frequency splitting), což označuje štěpení jediného maxima výstupního výkonu na dvě, která nastávají na jiných frekvencích. Ačkoliv jsou tyto jevy příbuzné, jsou typicky analyzovány každý zvlášť, aniž by byl prozkoumán možný základní mechanismus, který by je spojoval dohromady. Aby se toto napravilo, štěpení frekvence je zahrnuto do analýzy prezentované v této práci. První část disertační práce představuje matematický rámec pro analýzu a vyhodnocení bifurkace a štěpení frekvence. V literatuře lze nalézt výhodný matematický popis bifurkace založený na obecných parametrech, avšak zatím neexistuje podobný popis štěpení frekvence. Nový model obecných parametrů (general paramter model) prezentovaný v této práci zavádí normalizovaný popis obou jevů založený jen na třech parametrech. Prezentovaný model a výsledky jsou ověřeny pomocí experimentálních měření a simulací. Popis bifurkace a štěpení frekvence je shrnut v QL stavovém diagramu (QL state diagram), což je nový všestranný nástroj k vizuální analýze. Bifurkace a štěpení frekvence jsou popsány v rámci prezentovaného modelu popsány v druhé časti práce. Mechanismus vzniku daných jevů je prozkoumán spolu s analýzou vlivu parametrů náhradního obvodového schématu, jako jsou například indukčnosti cívek, rezonanční frekvence atd. Třetí část práce se zabývá vyhodnocením dopadů bifurkace a štěpení frekvence na výběr pracovní oblasti a na regulaci. Čtvrtá část práce vyhodnocuje metody řízení bifurkace a štěpení frekvence, které buď zabrání jejich výskytu, nebo zmírní jejich negativní dopady na činnost systému bezkontaktního přenosu. Tyto metody se dělí na pasivní (použité v návrhové fázi) a na aktivní (opatření upravující činnost systému za provozu). Vybrané metody jsou otestovány měřením a simulací. Přínosy této práce mohou být shrnuty následovně: Současný popis bifurkace a štěpení frekvence je poněkud roztříštěný a matoucí. Tato práce jasně vymezuje jednotlivé pojmy, sjednocuje matematický popis a analyzuje základní mechanismus spojující tyto jevy. Nový přístup pro vyhodnocení jevů bifurkace a štěpení frekvence v systémech pro bezkontaktní přenos energie je prezentován (model obecných parametrů), který využívá nový nástroj pro vizuální analýzu (QL stavový diagram). Tato práce také prezentuje vyhodnocení a teoretické pozadí pro metody řízení bifurkace a štěpení frekvence.The field of inductive power transfer (IPT) experienced fast development in last thirty years. Thanks to the improved safety, durability, and ease of use in comparison with the conductive connection, IPT founds its use in many applications, such as industrial systems (material handling systems, cranes, etc.), portable consumer electronics (cellular phones, smart watches, electric toothbrushes, etc.), electric vehicles (charging of battery electric vehicles and powering of railway electric vehicles), medical applications (e.g., biomedical implants), special applications (clean or corrosive environments) and others. During the operation of the IPT systems bifurcation occurs under certain circumstances, which negatively affects the operation. The term “bifurcation” refers to splitting of a single frequency in which the phase of the input impedance equals zero into three. This work is aimed to analyze bifurcation and examine the control methods to prevent its occurrence or mitigate the connected negative effects. However, there is another phenomenon closely related to bifurcation, which is called frequency splitting. The term “frequency splitting” refers to the splitting of the single output power maximum into two at different frequencies. While these two important phenomena are related, they are commonly analyzed separately without examining an underlying principle or mechanism that links them together. To rectify this, frequency splitting is also incorporated in the analysis presented in this work. First part of the thesis prepares a framework for bifurcation and frequency splitting analysis and evaluation. In the literature, there exists a convenient description of bifurcation based on generalized system parameters, but there is no such counterpart for frequency splitting. Novel general parameter model presented in this work establishes a normalized description of both the bifurcation and frequency splitting phenomena based only three parameters. Experimental measurements and simulations are used to verify the presented model and results. The description of bifurcation and frequency splitting is summarized in the QL state diagram, which is a novel versatile tool for the visual evaluation. Under this framework, the bifurcation and frequency splitting phenomena are analyzed in the second part of the thesis. The mechanism of phenomena emergence is examined together with the influence of equivalent circuit parameters (e.g., coil inductances, resonance frequency, etc.). The third part evaluates the impacts of bifurcation and frequency splitting phenomena on the selection of the operating area and the IPT system regulation. The fourth part of the work examines the control methods to prevent or mitigate negative effects on IPT system operation resulting from the bifurcation and frequency splitting phenomena. These methods are divided between passive (design based) and active (measures adjusting the system during operation). Selected methods are evaluated by measurements and simulations. The thesis contributions can be summarized as follows. Current description of the bifurcation and frequency splitting phenomena is rather fractured and confusing. The thesis clearly defines the concepts, unifies their mathematical descriptions, and analyses the underlying connections between the phenomena. A novel approach for bifurcation and frequency splitting phenomena evaluation in IPT systems is presented (general parameter model), which uses novel visualization tools (QL state diagram and its sections). The work provides an evaluation and theoretical background for bifurcation and frequency splitting control methods. Keywords: Bezkontaktní přenos energie; indukční přenos energie; rezonance; bifurkace; štěpení frekvence; Inductive Power Transfer; Wireless Power Transfer; Bifurcation; Frequency Splitting Available in digital repository of ČVUT. Analýza a metody řízení bifurkace pro induktivní bezkontaktní přenos energie

Technologie bezkontaktního přenosu zažila v posledních třiceti letech prudký rozvoj. Díky lepší bezpečnosti, odolnosti a ergonomii v porovnání s vodivým propojením nalézá bezkontaktní přenos své ...

Lettl Jiří; Michal Košík; Špánik Pavol
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Optimalizace a řízení lehkých poddajných mechanismů s přídavnými aktuátory a senzory
Šika Zbyněk; Jiří Volech; Bauma Václav
2021 - Disertační práce je zaměřena na řízení aktivních struktur s přidanou hodnotou. U řady vyráběných strojů a mechanismů mohou být zlepšeny jejich vlastnosti přidáním dodatečného odměřování či jiné aktivní struktury. Tímto lze s relativně malým úsilím dosáhnout znatelného zlepšení požadovaných parametrů, nejčastěji se jedná o tuhost a přesnost daného mechanismu. Většinou jde o individuální úlohy pro daný stroj. Ovšem pro mechanismy s podobnou strukturou a se znalostí jejich předností a nedostatků lze utvořit jednotný koncept, který je s malými úpravami možné použít i u ostatních mechanismů podobné konstrukce. V této disertační práci jsou prvotně představeny mechanismy s typickou kinematickou strukturou pro použití v průmyslu a vývoji. Jsou rozebrány jejich přednosti, v čem naopak zaostávají a zda je možná jejich kombinace. První typický příklad pro mechanické struktury, které jsou agilní a mají velkou variabilitu, jsou konstrukce se sériovou kinematickou strukturou. Jejich nevýhodou však bývá velká poddajnost a s tím spojená nepřesnost pracovního bodu. Druhou vybranou strukturou jsou vláknové paralelní mechanismy, které mají velký pracovní prostor, ovšem ovládání vlákny/lany s sebou nese specifické frekvenční charakteristiky a nižší přesnost způsobenou poddajností vláken a složitým ovládáním. Následně je disertační práce strukturovaná do dvou větších sekcí. Každá sekce se věnuje jedné z výše popsaných problematik. První sekce se věnuje sériovým kinematickým strukturám a bližšímu rozebrání zdrojů nepřesností, které jsou způsobeny poddajností převodovek a ramen. Následně jsou zde představeny možné koncepty přídavného odměřování a experimentální demonstrátor, na kterém bude zkoušena teorie řízení. Je vybrán koncept přídavného odměřování, který nejméně omezuje kladné vlastnosti robota. Následně je zde představena teorie řízení, která zahrnuje do řídícího algoritmu všechny přidané senzory. A v poslední řadě bude tato teorie vyzkoušena na experimentálním demonstrátoru. Druhá sekce je věnovaná další typické struktuře, která vyniká v oblasti pracovního prostoru, a to vláknovým mechanismům. Tyto mechanismy mají obrovský pracovní prostor díky pohánění pracovní platformy na velkou vzdálenost lany/vlákny. To ale způsobuje rozkmit pracovní platformy díky poddajnosti lan a nižší frekvence, než které jsou běžné u tuhých strojů. Proto se tato sekce věnuje vyvinutí konceptu přidané aktivní struktury a její optimalizace mechanických vlastností pro daný účel. Je zde představen experimentální demonstrátor, na kterém bude přídavná struktura testována. Pro tuto platformu jsou navrženy syntézy řízení jak pro případy, kdy do optimalizačního procesu syntézy řízení není zahrnuta přídavná struktura, tak pro případ, kdy je. Výsledné regulátory z obou případů jsou pak porovnány na reálném demonstrátoru.The dissertation is focused on the control of active structures with added value. For many manufactured machines and mechanisms, their properties can be improved by adding additional metering or other active structure. This makes it possible to achieve a noticeable improvement in the required parameters with relatively little effort, most often the rigidity and accuracy of the mechanism. These are usually individual tasks for a given machine. However, for mechanisms with a similar structure and with knowledge of their advantages and disadvantages, it is possible to create a unified concept, which can be used with other modifications for other mechanisms of similar construction. In this dissertation, mechanisms with a typical kinematic structure for use in industry and development are introduced. Their advantages are discussed, in what way they lag behind and whether their combination is possible. The first typical example for mechanical structures that are agile and have great variability is a structure with a serial kinematic structure. However, their disadvantage is usually great flexibility and the associated inaccuracy of the working point. The second selected structure is fiber parallel mechanisms, which have a large working space, but fiber / rope control carries specific frequency characteristics and lower accuracy due to fiber flexibility and complex control. Subsequently, the dissertation is structured into two larger sections, each of which deals with the issues described above. The first section deals with serial kinematic structures. A closer look at the sources of inaccuracy caused by the flexibility of the gearboxes and arms. Subsequently, possible concepts of additional metering and an experimental demonstrator on which control theory will be tested are presented. The concept of additional measuring is chosen, which least limits the positive properties of the robot. Subsequently, the control theory is presented here, which includes all added sensors in the control algorithm, and last but not least, this theory is tested on an experimental demonstrator. The second section is devoted to another typical structure that excels in the field of workspace, namely fiber mechanisms. These mechanisms have a huge working space thanks to the updating of the working platform over long distances by ropes / fibers. However, this causes the work platform to vibrate due to the flexibility of the ropes and the lower frequency than is common with rigid machines. Therefore, this section is devoted to the development of the concept of added active structure and its optimization in terms of mechanical properties for a given purpose. An experimental demonstrator is presented here, on which the additional structure will be tested. Control syntheses are designed for this platform for cases where the additional structure is not included in the optimization process of control synthesis and the case when it is. The resulting controllers from both cases are then compared on a real demonstrator. Keywords: Sériová kinematika; Redundantní odměřování; Víceúrovňový mechanismus; Paralelní kinematika; Mechanismus poháněný lany; Mechanismus poháněný piezo - aktuátory; H∞ řízení; Optimalizace robustního regulátoru pevného řádu; Serial kinematics; Redundant measurement; Multilevel mechanism; Parallel kinematics; Cable driven mechanism; Piezo driven mechanism; H∞ control; Optimization of robust fixed order controller Available in digital repository of ČVUT. Optimalizace a řízení lehkých poddajných mechanismů s přídavnými aktuátory a senzory

Disertační práce je zaměřena na řízení aktivních struktur s přidanou hodnotou. U řady vyráběných strojů a mechanismů mohou být zlepšeny jejich vlastnosti přidáním dodatečného odměřování či jiné ...

Šika Zbyněk; Jiří Volech; Bauma Václav
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Právní aspekty degradace vybraných městských veřejných prostranství
Kaplan Ivan; Petr Kučera; Hexner Michal
2021 - Degradace veřejných prostranství, proces snižování a znehodnocování jejich žádoucích kvalit, má mnoho různých forem. Jednou z nich je přemíra dopravně-technické vybavenosti, například dopravního značení, stožárů, technických skříní a venkovní reklamy. Významnou úlohu přitom sehrávají právní a technické předpisy, jejich znalost a interpretace ze strany jednotlivých aktérů v rámci procesu tvorby a správy veřejných prostranství. Cílem práce je zjistit, do jaké míry jsou vybrané formy degradace zapříčiněny zněním těchto předpisů a jaké jsou možnosti jejich úpravy. Cílem je také zjistit míru závažnosti zkoumaných forem degradace ve vybraných českých i zahraničních městech a jak kvalitu a degradaci veřejných prostranství vnímá veřejnost. V závislosti na charakteru výzkumného problému je zvolena forma bádání teoreticko-empirické povahy kvantitativně-kvalitativního charakteru. V úvodní části práce je nastíněn historický vývoj vybavenosti veřejných prostranství, kvality a formy degradace veřejných prostranství. V teoretické části práce je využita metoda obsahové analýzy pro posouzení relevantních právních a technických předpisů. V praktické části jsou využity metody terénního výzkumu, dotazníkového šetření a moderovaného rozhovoru. Celkový závěr výzkumu je přijat na podkladu dílčích závěrů teoretické a praktické části práce. Lze konstatovat, že základním nedostatkem stávající legislativy je nejasné zakotvení pojmu veřejné prostranství, složitý systém veřejné správy a nastavení kompetencí jednotlivých aktérů. Výzkum navíc ukazuje zajímavé výsledky z hlediska četnosti dopravně-technické vybavenosti v českých a zahraničních městech, stejně jako míry vnímání dané problematiky ze strany veřejnosti. Tato práce může sloužit jako teoretická základna pro navazující akademické práce, zabývající se degradací veřejných prostranství. Zároveň obsahuje doporučené postupy pro praktické využití v oblasti tvorby a správy veřejných prostranství, stejně jako konkrétní náměty na úpravu stávající legislativy ve prospěch zvýšení kvality veřejných prostranství.Degradation of public spaces, the process of reducing and devaluing their desired qualities, can take many different forms. One of them is the over-abundance of technical equipment, e.g. traffic signs, poles, technical cabinets and outdoor advertising. Legal and technical regulations, their knowledge and interpretation by individual parties play an important role in the process of creating, managing and maintaining public spaces. The aim of this thesis is to determine to what extent the selected form of degradation is caused by the wording of these regulations and to what are the possibilities of their change. It is equally important to find out the degree of severity of the studied form of degradation in selected Czech and foreign cities and how the degradation of public spaces is perceived by the public. A form of research balancing theoretical and empirical approach using quantitative, as well qualitative research is chosen to best answer the research question. The introductory part of the thesis outlines the historical development of the equipment of public spaces, the qualities of public spaces and also forms of their degradation. The theoretical part of the thesis uses the method of content analysis to assess the relevant legal and technical regulations. The analytical part of the thesis uses the method of field research and the method of a questionnaire survey and moderated interviews. The overall conclusion is drawn on the basis of partial conclusions of the theoretical and analytical part of the thesis. The research has shown that the basic shortcoming of the current legislation is the unclear definition of the concept of public space resulting in unclear setting of competencies of individual parties. The research has shown interesting results in terms of the frequency of technical equipment in Czech and foreign cities, as well as the degree of public perception of the issue at hand. This thesis can serve as a theoretical basis for subsequent academic work, dealing with the degradation of public spaces. At the same time, it contains a number of recommended procedures for practical use in the field of design and management of public spaces, as well as specific suggestions for possible changes in legal and technical regulations in favour of improving the quality of public spaces. Keywords: Degradace veřejných prostranství; vizuální smog; dopravní značení; technická infrastruktura; venkovní reklama; právní předpisy; technické normy; Degradation of public spaces; visual smog; traffic signs; technical equipment; outdoor advertising; legal and technical regulations Available in digital repository of ČVUT. Právní aspekty degradace vybraných městských veřejných prostranství

Degradace veřejných prostranství, proces snižování a znehodnocování jejich žádoucích kvalit, má mnoho různých forem. Jednou z nich je přemíra dopravně-technické vybavenosti, například dopravního ...

Kaplan Ivan; Petr Kučera; Hexner Michal
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Geomaterials in Plasma Spraying
Špatenka Petr; Barbara Nevrlá; Čelko Ladislav
2021 - The thesis focuses on the selection and investigation of natural materials that will be proper as an alternative to the expensive synthetic powders used for plasma spraying of protective layers. The thesis is focused on the examination of ceramic coatings from geomaterials in plasma spraying applications especially at increased temperatures.Disertační práce si klade za cíl hledat alternativní materiály, které by nahradily drahé syntetické prášky používané k přípravě ochranných vrstev deponovaných pomocí plazmového stříkání. Pozornost je soustředěna na keramické vrstvy z geomateriálů. Práce je zaměřena na testování vhodnosti vybraných materiálů pro použití v technologii plazmového stříkání zejména ve zvýšených teplotách. Keywords: plasma spraying; geomaterials; zircon; diopside; tourmaline; kaolin; kaolinite; plazmové stříkání; geomateriály; zirkon; diopsid; turmalín; kaolín; kaolinit Available in digital repository of ČVUT. Geomaterials in Plasma Spraying

The thesis focuses on the selection and investigation of natural materials that will be proper as an alternative to the expensive synthetic powders used for plasma spraying of protective layers. The ...

Špatenka Petr; Barbara Nevrlá; Čelko Ladislav
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Studium oxidických vrstev pro úpravu povrchu biomateriálů
Špatenka Petr; Jan Krčil; Balík Karel
2021 - Práce se věnuje připravě, studiu a hodnoceni oxidických vrstev na vybraných titanových slitinách určených pro lekařskou aplikaci. Oxidicke vrstvy byly připraveny na zástupcich konvenčnich slitin titanu (CP Ti grade 2 a Ti-6Al-4V ELI) a na skupině reprezentujici nove perspektivni β-slitiny (legovaných Nb, Ta, Zr, Sn). Oxidace byla prováděna termicky (600 °C / vzduch) a anodicky (1 M H2SO4 / 100 V / 50 mA). Vytvořene termicke a anodicke oxidicke vrstvy byly hodnoceny z hlediska stavu jejich povrchu (zbarveni, drsnost, morfologie), tloušťky, chemického složeni, struktury a biokompatibility. V závěru práce jsou uvedeny výsledky analýz, ktere jsou take vzájemně porovnány a vztaženy k obecným trendům. Práce doplňuje poznatky o možnostech oxidace nových β-titanových slitin. Z hlediska aplikace termicke a anodicke oxidace pro různe titanove slitiny jsou vyvozeny předpoklady, ktere by měly umožnit usnadněni jejich připravy a hodnoceni.The work deals with a preparation, analysis and evaluation of oxide layers on selected titanium alloys which are designated for biomedical use. The oxide layers were prepared on commonly used alloys (CP Ti grade 2 and Ti-6Al-EV ELI) and a group representing new, perspective alloys (alloyed by Nb, Ta, Zr, Sn). The oxidation was carried out by thermic method (600 °C /air atmosphere) and anodic method (1 M H2SO4 / 100 V / 50 mA). Thermic and anodic oxide layers which were prepared were then analyzed in terms of their surface characteristics (the color, roughness and morphology), thickness, chemical composition, structure and bio-compatibility. At the end of this work the results of analyses are presented, mutually compared and related to general trends. The work aims to fill in new findings about the oxidation of new β-titanium alloys. In terms of application of thermic and anodic oxide layers for different titanium alloys, the assumptions are drawn with aim for easier preparation and evaluation of those oxide layers. Keywords: titan; β-slitiny; oxidace; strukturování povrchu; biomateriály; biokompatibilita; titanium; β-alloys; oxidation; surface structuring; biomaterials; biocomopatibility Available in digital repository of ČVUT. Studium oxidických vrstev pro úpravu povrchu biomateriálů

Práce se věnuje připravě, studiu a hodnoceni oxidických vrstev na vybraných titanových slitinách určených pro lekařskou aplikaci. Oxidicke vrstvy byly připraveny na zástupcich konvenčnich slitin ...

Špatenka Petr; Jan Krčil; Balík Karel
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Vývoj lehkých žáruvzdorných kompozitů na bázi hlinitanového cementu
Reiterman Pavel; Marcel Jogl; Doležel Tomáš
2021 - Vývoj nových kompozitních materiálů je celosvětově mimořádně progresivní odvětví inženýrské činnosti. Principem kompozitů je kombinace rozdílných materiálů, kterou vzniká zcela nový materiál se specifickými vlastnostmi. Tato disertační práce přispívá do kategorie experimentálního výzkumu a vývoje speciálních kompozitů. Snahou této studie je příprava lehčených žárovzdorných kompozitů s dobrými mechanickými vlastnostmi, které by vedly k technicky ekonomickým řešením. Oheň patří k jednomu z nejnebezpečnějších aspektů betonových konstrukcí. Pokud je beton vystaven vysokým teplotám, jeho mechanické chování se dramaticky mění s nárůstem teploty. Důležitá není pouze maximální teplota, ale také doba, po kterou je konstrukce vystavena extrémní teplotě, a rychlost, s jakou teplota stoupá. To vše může vést k explozivnímu odprýskávání betonu s vážnými důsledky pro konstrukci a osoby v její blízkosti. Účelem navrhovaných kompozitů je působit jako tepelná bariéra ve volitelném tvaru a snížit tak přenos tepla z vysokoteplotního zdroje. Křemičité kamenivo a cementové kompozity na bázi portlandského cementu nejsou schopny odolat účinkům vysokých teplot, proto směsi v tomto experimentu jsou navrženy na bázi hlinitanového cementu a obsahují pouze složky, které odolávají vysokým teplotám. Pro účel výzkumu byly připraveny malé hranolové vzorky vystavené teplotám 105, 400, 600 a 1000 °C. Výstupem této práce je analýza vlivu žáruvzdorných komponentů a jejich reakce na postupné teplotní zatížení. Fyzikálními a mechanickými zkouškami byly zkoumány a vyhodnoceny různé kombinace lehčeného kameniva, provzdušňovací přísady a vláken v navržených směsích. Experimentální výsledky prokázaly pozitivní účinek použitých materiálů v žáruvzdorné kompozici. Mechanické vlastnosti navržených kompozitů dosáhly hodnot vysoké kvality, též i další užitné vlastnosti. Ani při zvýšené teplotě 1 000 °C nedošlo k nepříznivým účinkům, jako je zmíněné explozivní odprýskávání.The development of new composite materials is a worldwide extremely progressive branch of engineering activity. The principle of composite materials is a combination of different materials providing an entirely new material with specific properties. The effort of the present thesis is the preparation of lightweight refractory composites with good mechanical properties, which would reach technically economical solutions. Fire belongs to one of the most dangerous aspects of concrete structures. If concrete is subject to high temperatures, its mechanical behavior changes dramatically with the increase in temperature. It is not only the maximum temperature that is important, but also the time at which the structure is exposed to the extreme temperature and the rate at which the temperature rises. All that can lead to explosive spalling with serious consequences to the structure and people. The purpose of the proposed composite is to act as a thermal barrier in an optional form and reduce the heat transfer from a high-temperature source. Silica composites based on Portland cement and silica aggregates are not able to resist the effects of high temperatures, therefore, the mixtures in this experiment include only components that can resist high temperatures. For the experimental program, small prismatic specimens based on aluminous cement were prepared and exposed to temperatures of 105, 400, 600, and 1000 °C. One output of this study is the analysis of the influence of refractory compositions and their response to gradual temperature loading. Various compositions of lightweight aggregates, air-entraining additives, and fibers were investigated and evaluated by physical and mechanical testing. Experimental results have shown a positive effect of the used materials in a refractory composition. The mechanical properties of the designed composites have achieved values of high quality, as well as other utility properties. No adverse effects, such as explosive spalling, occurred even when the temperature had been increased to 1000 °C. Keywords: Lehčený kompozit; žáruvzdorné materiály; teplotní zatížení; zbytkové mechanické vlastnosti; hlinitanový cement; čedičová vlákna; Lightweight composite; refractories; temperature loading; residual mechanical properties; aluminous cement; basalt fibers Available in digital repository of ČVUT. Vývoj lehkých žáruvzdorných kompozitů na bázi hlinitanového cementu

Vývoj nových kompozitních materiálů je celosvětově mimořádně progresivní odvětví inženýrské činnosti. Principem kompozitů je kombinace rozdílných materiálů, kterou vzniká zcela nový materiál se ...

Reiterman Pavel; Marcel Jogl; Doležel Tomáš
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Optimalizace Bayesovských sítí a jejich predikčních vlasností
Nagy Ivan; Miroslav Vaniš; Sklenář Jaroslav
2021 - Obecně platí, že Bayesovské sítě se dají vytvořit dvěma základními způsoby: pomocí tzv. strukturního algoritmu z dat či pomocí experta. Tato práce se zaměřuje na propojení těchto přístupů. Hlavním cílem je potom algoritmus pro slučování dvou různých Bayesovských sítí do finální sítě, která by měla být lepší pro budoucí datovou analýzu. Algoritmus pracuje na základě ohodnocení jednotlivých uzlů v Bayesovských sítítch a jejich výběru do této finální sítě. Algoritmus je nejdříve popsán na jednoduchých příkladech a poté matematicky včetně informace o jeho evaluaci. Dále jsou v práci popsány limity tohoto algoritmu a návrhy na jeho budoucí vylepšení. Na závěr je tento slučovací algoritmus demonstrován na příkladu reálných dat.Generally, Bayesian networks can be created in two basic ways: by a structural algorithm or by an expert. This work focuses on the interconnection of these two approaches. The main goal is an algorithm for merging two different Bayesian networks into a final one, which will be better for data analysis.The algorithm works on the principle of selecting edges based on the score of nodes in the input networks. The algorithm is described by simple examples and then mathematically, including a description of its evaluation. Finally, the algorithm is then illustrated on the example of real traffic accident data. Keywords: Bayesovské sítě; optimalizace; slučovací algoritmus; predikce; Bayesian networks; Optimization; Merging Algorithm; Prediction Available in digital repository of ČVUT. Optimalizace Bayesovských sítí a jejich predikčních vlasností

Obecně platí, že Bayesovské sítě se dají vytvořit dvěma základními způsoby: pomocí tzv. strukturního algoritmu z dat či pomocí experta. Tato práce se zaměřuje na propojení těchto přístupů. Hlavním ...

Nagy Ivan; Miroslav Vaniš; Sklenář Jaroslav
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Kompaktní mikroskopie se strukturním osvětlením a hodnocení výkonu v superrezolučním zobrazování živých buněk
Klíma Miloš; Jakub Pospíšil; Lasser Theo
2021 - Mikroskopie se strukturním osvětlením (structured illumination microscopy – SIM) je jedním z nejpoužívanějších způsobů ve fluorescenční mikroskopii, jak dosáhnout prostorového rozlišení za hranicí difrakčního limitu. SIM, jako metoda schopná tzv. superrozlišení (super-resolution – SR), zdvojnásobuje prostorové rozlišení optického mikroskopu, což je dostatečné pro vizualizaci buněčných organel a jejich substruktur o velikosti _100 nm. Současné komerčně dostupné SR-SIM mikroskopy jsou často finančně nedostupné pro mnoho biologických laboratoří a jsou relativně objemnými systémy pokrývajícími více než jeden optický stůl. Vysoká poptávka po levných kompaktních SR-SIM mikroskopech vede k vývoji nových systémů, využívajících alternativní způsoby generování pruhovaného vzoru osvětlení nezbytného pro SIM rekonstrukci, např. pomocí digitálního mikrozrcadlového zařízení (digital micromirror device – DMD), feroelektrického mikrodispleje z tekutých krystalů (ferroelectric liquid crystal on silicon – FLCOS) nebo vláknové optiky. Tato práce podrobně popisuje vývoj nového SIM zařízení využívající komponenty vláknové optiky (fiberSIM). Navrhovaný SIM systém poskytuje slibné výsledky v oblasti super-resolution mikroskopie potvrzující tento koncept a ukazuje, že fiberSIM by se mohl stát základem pro univerzálního “Plug&Play” modulu schopný proměnit jakýkoli konvenční mikroskop v SR-SIM zařízení. Práce dále představuje pět volně dostupných SIM datových sad s kompletní dokumentací. Tato SIM data poskytují referenci nezbytnou pro další vývoj rekonstrukčních algoritmů nebo nástrojů pro analýzu v SR-SIM mikroskopii. Posledním krokem ve vývoji SR mikroskopu je kvantitativní vyhodnocení zlepšení rozlišení. V této práci je představena nedávno vyvinutá technika odhadu rozlišení založená na analýze kruhově průměrované spektrální výkonové hustoty (circular average power spectral density – PSDca). Navržená metoda umožňuje určit limit rozlišení z jednoho snímku, což je vhodné pro analýzu videosekvencí živých buněk. Práce dále pojednává nejpoužívanější konvenční techniky hodnocení rozlišení, které jsou schopny měřit skutečné meze rozlišení mikroskopu. Kombinace kompaktní nízkonákladové osvětlovací jednotky pro SIM s open-source algoritmy pro rekonstrukci a analýzu zpřístupňuje SR-SIM mnoha biologickým laboratořím.Structured illumination microscopy (SIM) is one of the most common means of achieving a spatial resolution beyond the diffraction limit in fluorescence microscopy. The superresolution SIM doubles the spatial resolution of optical microscopy, which is sufficient to visualize cellular organelles and their substructures at _100 nm. Current commercially available SR-SIM microscopes are often unaffordable to many biological laboratories and are relatively bulky systems covering more than one optical table. The high demand for inexpensive compact SR-SIM microscopes leads to the development of the custom-built systems using alternative ways of generating the striped illumination pattern essential for the SIM reconstruction, e.g., using a digital micromirror device (DMD), a ferroelectric liquid-crystal-on-silicon (FLCOS) microdisplay, or fiber optics. This thesis details development of a novel custom-built structured illumination microscopy system based on all-fiber optic components (fiberSIM). The proposed SIM system provides promising super-resolution results confirming the concept and indicates that fiberSIM could become the basis of a versatile “Plug&Play” illumination module with the capability of turning any conventional microscope into the SR-SIM microscope. Furthermore, five freely available SIM datasets with complete documentation are introduced. This SIM data provides a benchmark essential for the further development of reconstruction algorithms or analysis tools in SR-SIM microscopy. The final step in the development of a custom-built SR microscope is the quantitative evaluation of the resolution gain. In this thesis, a recently developed resolution estimation technique based on circular average power spectral density (PSDca) analysis is introduced. The proposed method allows to determine the resolution limit from a single image, which is suitable for the analysis of video sequences of a living cell. Furthermore, the most common conventional resolution assessment techniques that are able to measure the actual resolution limits of a microscope are discussed. The combination of a compact low-cost SIM illumination unit with open-source reconstruction and analysis algorithms makes SR-SIM available to any biological laboratory. Keywords: super-resolution (SR); mikroskopie se strukturním osvětlením (SIM); zobrazování živých buněk; vláknová optika; rozlišení; odhad; spektrální výkonová hustota (PSD); Fourierova transformace; super-resolution (SR); structured illumination microscopy (SIM); live cell imaging; fiber optics; resolution; estimation; power spectral density (PSD); Fourier transform. Available in digital repository of ČVUT. Kompaktní mikroskopie se strukturním osvětlením a hodnocení výkonu v superrezolučním zobrazování živých buněk

Mikroskopie se strukturním osvětlením (structured illumination microscopy – SIM) je jedním z nejpoužívanějších způsobů ve fluorescenční mikroskopii, jak dosáhnout prostorového rozlišení za hranicí ...

Klíma Miloš; Jakub Pospíšil; Lasser Theo
České vysoké učení technické v Praze, 2021