ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф.УШАКОВА»
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА ИМЕНИ Г.Я.СЕДОВА
ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова»
«Общий курс беспилотных транспортных систем»
(Файл)
А.В. Ющенко
СИСТЕМА СТАНДАРТОВ КАЧЕСТВА (ССК)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Общий курс беспилотных транспортных систем»
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании ПЦК Транспортный колледж, протокол № от г.
– основные понятия, классификации и уровни автономности беспилотных транспортных систем;
– общие принципы построения архитектуры беспилотных транспортных систем;
– назначение и особенности основных типов сенсоров, применяемых в системах восприятия окружающей среды;
Уметь:
– различать основные подсистемы беспилотной транспортной системы и объяснять их назначение;
– сопоставлять особенности применения беспилотных транспортных систем на железнодорожном, автомобильном, морском и речном транспорте;
Иметь практический опыт:
– общие подходы к локализации, навигации и представлению карт в беспилотных транспортных системах;
– основные вопросы тестирования, функциональной безопасности, киберзащиты и нормативного регулирования в области беспилотного транспорта;
– современные тенденции и направления развития беспилотных транспортных систем.
Уметь:
– анализировать типовые сценарии внедрения беспилотных транспортных систем с учетом их преимуществ, ограничений и рисков;
– ориентироваться в ключевых технологических, организационных, правовых и этических вопросах развития беспилотного транспорта.
Иметь практический опыт:
часов
Понятие беспилотных и автономных транспортных систем.
Отличия автоматизации, дистанционного управления и автономности
Классификация автономных транспортных систем по видам транспорта
Уровни автоматизации и автономии транспортных средств
Архитектурный и технологический облик современных БТС
Экономические, организационные и эксплуатационные эффекты внедрения БТС
Роль человека в автономных транспортных системах: оператор, диспетчер, бригады быстрого реагирования, центры дистанционного управления
Подготовка лекционного материала
Обобщенная структура беспилотных транспортных систем
Основные подсистемы: восприятие, навигация, принятие решений, управление
Бортовой и внешние (серверные, диспетчерские, береговые) контуры управления
Аппаратная архитектура БТС: вычислительные модули, сенсорные блоки, питание и резервирование
Каналы связи и обмен данными между элементами системы
Взаимодействие программной и аппаратной частей
Общие требования к надежности и устойчивости работы системы
Подготовка лекционного материала
Сенсорные системы как основа восприятия окружающей среды
Основные типы сенсоров: камеры, лидары, радары, тепловизоры и навигационные датчики
Преимущества и ограничения различных сенсоров
Влияние погодных условий и окружающей среды на качество восприятия
Необходимость совместного использования нескольких сенсоров
Подготовка лекционного материала
Общая последовательность обработки данных в беспилотной системе
Первичная обработка изображений и данных сенсоров
Выделение объектов и распознавание элементов окружающей среды
Объединение данных от разных источников
Значение качества данных для надежной работы системы
Общие представления о калибровке сенсоров и ее роли
Подготовка лекционного материала
Понятие искусственного интеллекта и машинного обучения
Основные задачи искусственного интеллекта в беспилотных транспортных системах
Примеры использования нейросетевых методов в транспортной сфере
Роль данных, разметки и качества обучения моделей
Ограничения и риски применения искусственного интеллекта
Подготовка лекционного материала
Локализация и навигация в беспилотных транспортных системах
Использование спутниковой навигации, инерциальных систем и одометрии
Общие принципы построения цифровых карт и обновления информации о среде
Особенности навигации на разных видах транспорта
Основные трудности определения положения транспортного средства
Подготовка лекционного материала
Основные подходы к проверке и испытаниям беспилотных систем
Роль симуляторов, цифровых моделей и тренажеров в подготовке и тестировании
Общие принципы функциональной безопасности
Основные угрозы информационной безопасности и киберзащиты
Нормативные и организационные вопросы внедрения беспилотного транспорта
Подготовка лекционного материала
Влияние беспилотных технологий на транспортную отрасль и рынок труда
Вопросы эксплуатации, сопровождения и технического обслуживания
Этические и правовые аспекты внедрения беспилотных систем
Экологические эффекты и требования к устойчивому развитию
Мировые и отечественные тренды развития. Возрастающая роль ИИ и машинного обучения. Роботизация. Перспективы взаимодействия с инфраструктурой. Правовые и нормативные изменения
Подготовка лекционного материала
Выбор вида транспорта: автомобильный, авиационный, водный, железнодорожный
Специфика операционной среды и типовых сценариев эксплуатации
Адаптация систем под отраслевые требования и климатические условия
Отраслевые особенности взаимодействия с инфраструктурой
Регуляторно-правовое поле, процедуры сертификации, лицензирования и стандарты функциональной/информационной безопасности в выбранном сегменте
Кросс-доменный трансфер технологий: перенос решений между видами транспорта, унификация компонентов и синергия платформ
Подготовка лекционного материала
кабинетов, лабораторий, тренажеров и пр.
Кабинет технологии перевозки грузов
Учебный процесс при преподавании курса основывается на использовании традиционных, инновационных и информационных образовательных технологий. Традиционные образовательные технологии представлены лекциями и семинарскими (практическими) занятиями. Инновационные образовательные технологии используются в виде широкого применения активных и интерактивных форм проведения занятий. Информационные образовательные технологии реализуются путем активизации самостоятельной работы студентов в электронной информационно-образовательной среде (ЭИОС).
Дисциплина может быть реализована частично или полностью с использованием ЭИОС Института (ЭО и ДОТ). Аудиторные занятия и другие формы контактной работы обучающихся с преподавателем могут проводиться с использованием платформ Microsoft Teams, в том числе, в режиме онлайн-лекций и онлайн-семинаров.
Рекомендации по освоению лекционного материала, подготовке к лекциям
Лекции (урок) являются одним из видов учебной деятельности обучающихся при освоении образовательной программы среднего профессионального образования. В ходе лекций преподаватель излагает и разъясняет основные, наиболее сложные понятия темы, тенденции развития, а также связанные с ней теоретические и практические проблемы, дает рекомендации и указания на подготовку к практическим занятиям и самостоятельной работе.
Рекомендации по подготовке к практическим занятиям
Проведение практических занятий должно быть направлено на углубление и закрепление знаний, полученных на лекциях и в процессе самостоятельной работы. Проведение практических занятий направлено на формирование навыков и умений самостоятельного применения полученных знаний в практической деятельности. Практическое задание начинается со вступительного слова преподавателя, формулирующего цель занятия и характеризующего его основную проблематику. Преподаватель задает вопросы по теме занятия, заслушиваются ответы обучающихся. Поощряется выдвижение и обсуждение альтернативных мнений.
Практические занятия предполагают решение практических заданий.
В целях контроля подготовленности обучающихся преподаватель в ходе занятий осуществляет текущий контроль знаний путем проведения устных опросов, контрольно-практического задания, тестовых заданий.
Рекомендации по организации самостоятельной работы
Самостоятельная работа включает изучение учебной, учебно-методической литературы, поиск в сети Интернет публикаций по актуальным вопросам, связанным с проблематикой дисциплины; освоение теоретического материала; подготовку к практическим занятиям, подготовку к экзамену.
Завершается изучение дисциплины экзаменом / зачетом.
При подготовке к экзамену/зачету необходимо ориентироваться на конспекты лекций, рабочую программу дисциплины, рекомендуемую литературу, Интернет-ресурсы. Нужно знать, понимать смысл основных понятий и терминов и уметь его разъяснять; демонстрировать формируемые в результате освоения дисциплины общепрофессиональные и профессиональные компетенции.