|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Navrhování experimentů pro nestacionární produkční procesy
Jadrná, Monika ; Macák, Tomáš (vedoucí práce)
Disertační práce se zaměřuje na oblast služeb a oblast hromadné výroby. Konkrétně se jedná o optimalizaci produktového portfolia cestovní kanceláře a optimalizaci výroby nábojů.
V literárních východiscích je vysvětlena terminologie z oblasti rozhodování a popsány metody, které jsou používány pro podporu rozhodování. Jedná se o aktuální přehled řešené problematiky a definování základních pojmů. Teoretická východiska výzkumu jsou v oblasti služeb zaměřena na volbu vhodných vstupních proměnných. V oblasti výroby pak na volbu konkrétního materiálu a vhodného vybavení pro danou výrobu. Literární východiska a teoretická východiska výzkumu současně tvoří základ pro praktickou část práce.
V praktické části disertační práce je zvolen konkrétní podnik působící v daném odvětví. V oblasti služeb je optimalizováno produktové portfolio pomocí Fuzzy logiky a Fuzzy množin, tak aby firma působící v dané oblasti byla schopna se uplatnit a fungovat na současném vysoce konkurenčním trhu. V oblasti výroby je nastaveno optimální složení produktu tak, aby bylo dosahováno jeho požadovaných vlastností.
Hlavním cílem disertační práce je návrh metodického přístupu pro řízení vybraných podnikových procesů při jejich nestacionárním časovém průběhu. V praktické realizaci je cílem verifikovat funkčnost navrženého metodického přístupu, jak v oblasti služeb, tak v oblasti hromadné výroby.
|
|
Populačně genetický rozbor plemene starokladrubský kůň
Vostrá Vydrová, Hana ; Majzlík, Ivan (vedoucí práce) ; Karel, Karel (oponent)
Starokladrubský kůň, spolu s plemenem lipicán, andaluský kůň a lusitano, patří mezi plemena starošpanělského a staroitalského typu a je chováno ve dvou barevných variantách (bělouši a vraníci). Protože se jedná o uzavřenou populaci, je populace ohrožena ztrátou genetické proměnlivosti. Genetická rozmanitost a populační struktura byla analyzována u starokladrubského koně na základě rodokmenových záznamů jedinců registrovaných v plemenné knize. Dále byly identifikovány faktory, které mohou ovlivnit genetickou variabilitu starokladrubského plemene. Rodokmenové záznamy použité v analýze zahrnovaly data o 7971 jedincích v rozmezí let 1729 až do roku 2013. Rodokmenové záznamy zahrnovaly 33 generací předků, s průměrnou kompletností rodokmenu 15,1. Efektivní počet zakladatelů a předků přispívajících do současného genofondu populace byl 92,69 a 17,16. Průměrné hodnoty koeficientů příbuzenské plemenitby byly následující: 13 % (s maximální hodnotou 29 %) pro referenční populaci (jedince schopné reprodukce n=612 jedinců), 11 % pro variantu běloušů (s maximální hodnotou 25 %) a 15% pro vranou variantu (s maximální hodnotou 29 %). Podíl inbredních jedinců v celé referenční populaci představoval 99 %. Průměrný nárůst koeficientu příbuzenské plemenitby z generace na generaci nabýval hodnot: 1% pro celou referenční populaci, 0,8 % pro variantu běloušů a 1,1 % pro variantu vraníků. Těmto hodnotám odpovídaly také hodnoty efektivní velikosti populace, které byly odhadnuty: 52 jedinců pro referenční populaci, 62 jedinců pro bílou variantu a 45 jedinců pro variantu vraníků. Odhadnuté ztráty genetické rozmanitosti z důvodu nenáhodného páření uvnitř sledované populace a barevných subpopulací byly 1 % pro celou referenční populaci a pro variantu běloušů a 1,2 % pro variantu vraníků. Celková ztráta genetické rozmanitosti pro celou referenční populaci a pro variantu běloušů a vraníků dosahovaly hodnot 11 %, 13% a 17%.
|
|
Neinvazivní metody pro stanovení pohlaví a stereoidních hormonů u gibonů rodu Nomascus
Bolechová, Petra ; Bartoš, Luděk (vedoucí práce) ; Pavel, Pavel (oponent)
Giboni rodu Nomascus patří ke kriticky ohroženému druhu, o kterém zároveň chybí velké množství základních biologických informací. Vzhledem ke statutu těchto zvířat ve volné přírodě i počtu chovaných jedinců v chovu zoologických zahrad je prioritní otázkou zlepšení managmentu chovu, kam patří i znalost reprodukce. Základním cílem této práce je praktické využití neinvazivních metod (polymerázová řetězová reakce k extrakci DNA a enzymové imunotesty), využívajících k analýzám vzorky výkalů. První metoda, polymerázová řetězová reakce, byla využita pro determinaci pohlaví u mláďat, protože kvůli jejich specifickému zbarvení a vzhledové podobnosti vnějších pohlavních orgánů, není diagnostika možná bez odchycení zvířete. Další částí je zodpovězení hypotéz týkajících se ovariálního cyklu samic a faktorů ovlivňujících jejich koncentrace včetně souvislosti nástupu pohlavního cyklu u samic a jejich změny barvy srsti. Hypotézy byly ověřeny sledováním výše koncentrací metabolitů progesteronu a estrogenu ve výkalech a vyhodnocením složení chovné skupiny gibonů a vlivu ZOO. Celkem bylo analyzováno během čtyř let (2010-2014) 51 zvířat z 16 zoologických zahrad v celkovém množství 1618 vzorků výkalů. Výsledky potvrdily využití neinvazivních metod pro determinaci pohlaví a tak zajištění maximálního welfare v chovech. Endokrinologické analýzy potvrdily hypotézy o vlivu prostředí (ZOO) na koncentraci hormonů a vliv březosti samice a jejího věku na výši koncentrace hormonů, ale také vliv březosti na koncentraci hormonů u samců-otců. Prvotní informací v této studii je potvrzení nástupu ovariálního cyklu u mladých samic bez návaznosti na jejich přebarvení a významný faktor vlivu matky a její teritoriality. Tato studie předkládá první dlouhodobější monitoring ovariálního cyklu u samic a koncentrace hormonů u ostatních jedinců ve všech věkových kategoriích i pohlaví. Výsledky umožňují pochopit vliv chovatelského prostředí na reprodukční postavení těchto gibonů a přispívají k celkovému zlepšení managementu chovu.
|
|
DCTOOL-A3
Bakule, Lubomír ; Papík, Martin ; Rehák, Branislav
DCTOOL-A3 is a documentation of Matlab routines developed for the design of decentralized control of large scale complex systems. The current beta version covers three areas as follows:\nReport 4.1 deals with the event-triggered control design for unstructured uncertain systems. Both non-quantized and quantized feedback is analyzed. The results are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Logarithmic quantizer is used. Numerical example illustrates the effectiveness of the presented results.\nReport 4.2 presents a new decentralized overlapping wireless control design with a switched communication protocol. The method is applied by simulations on the 20-story building structure including the test of robustness of the methods against sensor failures and network node dropouts of a digital network.\nReport 4.3 presents the construction of a new decentralized wireless controller and a set of heuristic algorithms for evaluation of packet dropouts, sensor faults and actuator faults. The digital network operates at the standard frequency used in well-known widely-used industrial protocols. The results are tested at the Benchmark model decomposed into two disjoint substructures. The results are published. Thus, the details are omitted here.
|
|
Time lapse tomography of fracture progress in silicate-based composite subjected to the loading a combination with acoustic emission scanning
Kumpová, Ivana ; Kytýř, Daniel ; Fíla, Tomáš ; Veselý, V. ; Trčka, T. ; Vopálenský, Michal ; Vavřík, Daniel
The initiation and propagation of a fracture in quasi-brittle materials (such as silicatebased composite) is an increasingly discussed topic for which various methods of research have been developed/applied. As the quasi-brittle silicate-based composite compounds are very non-homogenous, the mechanism of the crack initiation and propagation can be very different even for samples with the\nidentical geometry. One possible approach to study the fracture mechanism in quasi-brittle materials is to use several different experimental techniques in a single experiment and perform detail analysis to identify generally valid fracture process phenomena. In this work, a simultaneous monitoring of fracture\nprocess zone formation and propagation by three different methods is presented and discussed. A three point bending test was performed on a notched silicate composite specimen. During the loading process, a highly accurate force displacement dependence was recorded accompanied with X-ray radiography,\nX-ray computed tomogra-phy and acoustic emission scanning.
|
|
Relational Verification of Programs with Integer Data
Konečný, Filip ; Bouajjani, Ahmed (oponent) ; Jančar, Petr (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
This work presents novel methods for verification of reachability and termination properties of programs that manipulate unbounded integer data. Most of these methods are based on acceleration techniques which compute transitive closures of program loops. We first present an algorithm that accelerates several classes of integer relations and show that the new method performs up to four orders of magnitude better than the previous ones. On the theoretical side, our framework provides a common solution to the acceleration problem by proving that the considered classes of relations are periodic. Subsequently, we introduce a semi-algorithmic reachability analysis technique that tracks relations between variables of integer programs and applies the proposed acceleration algorithm to compute summaries of procedures in a modular way. Next, we present an alternative approach to reachability analysis that integrates predicate abstraction with our acceleration techniques to increase the likelihood of convergence of the algorithm. We evaluate these algorithms and show that they can handle a number of complex integer programs where previous approaches failed. Finally, we study the termination problem for several classes of program loops and show that it is decidable. Moreover, for some of these classes, we design a polynomial time algorithm that computes the exact set of program configurations from which nonterminating runs exist. We further integrate this algorithm into a semi-algorithmic method that analyzes termination of integer programs, and show that the resulting technique can verify termination properties of several non-trivial integer programs.
|
|
Stability and convergence of numerical computations
Sehnalová, Pavla ; Dalík, Josef (oponent) ; Horová, Ivana (oponent) ; Kunovský, Jiří (vedoucí práce)
The aim of this thesis is to analyze the stability and convergence of fundamental numerical methods for solving ordinary differential equations. These include one-step methods such as the classical Euler method, Runge-Kutta methods and the less well known but fast and accurate Taylor series method. We also consider the generalization to multistep methods such as Adams methods and their implementation as predictor-corrector pairs. Furthermore we consider the generalization to multiderivative methods such as Obreshkov method. There is always a choice in predictor-corrector pairs of the so-called mode of the method and in this thesis both PEC and PECE modes are considered. The main goal and the new contribution of the thesis is the use of a special fourth order method consisting of a two-step predictor followed by an one-step corrector, each using second derivative formulae. The mathematical background of historical developments of Nordsieck representation, the algorithm of choosing a variable stepsize or an error estimation are discussed. The current approach adapts well to the multiderivative situation in variable stepsize formulations. Experiments for linear and non-linear problems and the comparison with classical methods are presented.
|
|
Sharing Local Information for Faster Scanning-Window Object Detection
Hradiš, Michal ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Matas, Jiří (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This thesis aims to improve existing scanning-window object detectors by exploiting information shared among neighboring image windows. This goal is realized by two novel methods which are build on the ideas of Wald's Sequential Probability Ratio Test and WaldBoost. Early non-Maxima Suppression moves non-maxima suppression decisions from a post-processing step to an early classification phase in order to make the decisions as soon as possible and thus avoid normally wasted computations. Neighborhood suppression enhances existing detectors with an ability to suppress evaluation at overlapping positions. The proposed methods are applicable to a wide range of detectors. Experiments show that both methods provide significantly better speed-precision trade-off compared to state-of-the-art WaldBoost detectors which process image windows independently. Additionally, the thesis presents results of extensive experiments which evaluate commonly used image features in several detection tasks and scenarios.
|
|
Query-by-Example Spoken Term Detection
Fapšo, Michal ; Matoušek, Jindřich (oponent) ; Metze, Florian (oponent) ; Černocký, Jan (vedoucí práce)
This thesis investigates query-by-example (QbE) spoken term detection (STD). Queries are entered in their spoken form and searched for in a pool of recorded spoken utterances, providing a list of detections with their scores and timing. We describe, analyze and compare three different approaches to QbE STD, in various language-dependent and language-independent setups with diverse audio conditions, searching for a single example and five examples per query. For our experiments we used Czech, Hungarian, English and Levantine data and for each of the languages we trained a 3-state phone posterior estimator. This gave us 16 possible combinations of the evaluation language and the language of the posterior estimator, out of which 4 combinations were language-dependent and 12 were language-independent. All QbE systems were evaluated on the same data and the same features, using the metrics: non-pooled Figure-of-Merit and our proposed utterrance-normalized non-pooled Figure-of-Merit, which provided us with relevant data for the comparison of these QbE approaches and for gaining a better insight into their behavior. QbE approaches presented in this work are: sequential statistical modeling (GMM/HMM), template matching of features (DTW) and matching of phone lattices (WFST). To compare the performance of QbE approaches with the common query-by-text STD systems, for language-dependent setups we also evaluated an acoustic keyword spotting system (AKWS) and a system searching for phone strings in lattices (WFSTlat). The core of this thesis is the development, analysis and improvement of the WFST QbE STD system, which after the improvements, achieved similar performance to the DTW system in language-dependent setups.
|
host ::
