O nas

Zakład Sterowania Systemów
ZESPÓŁ ZŁOŻONYCH SYSTEMÓW


Opis zainteresowań:

Głównym obszarem zainteresowań Zespołu są zagadnienia modelowania, projektowania, sterowania, optymalizacji i symulacji różnego typu złożonych systemów rzeczywistych, m.in. sieci teleinformatycznych, sieci ad hoc, sieci społecznych, systemów ekonomicznych i środowiska naturalnego. Badania w dziedzinie optymalizacji i sterowania koncentrują się na rozwijaniu teorii i metodyki stosującej model predykcyjny w sterowaniu, hierarchicznych strukturach sterowania w systemach nieliniowych z niepewnością, rozwijaniu metod rozwiązywania ciągłych i dyskretnych w czasie problemów optymalizacji (w tym metod optymalizacji ewolucyjnej i wykorzystujących arytmetykę przedziałową), teorii gier oraz teorii projektowania reguł działania systemów złożonych (tzw. teorii mechanizmów). Badania w dziedzinie symulacji komputerowej i przetwarzania równoległego dotyczą takich działów informatyki jak: rozproszone systemy operacyjne, programowanie na maszynach równoległych, w sieciach komputerowych, klastrach, gridach i procesorach graficznych, tworzenie systemów informatycznych dla komputerowego wspomagania projektowania i zarządzania. Szczególna uwaga jest poświęcona zagadnieniom modelowania, zarządzania i bezpieczeństwa w sieciach komputerowych, w tym sieciach czujników i mobilnych sieciach ad hoc.


Historia zespołu:

Zespół Złożonych Systemów (wcześniej Zespół Sterowania i Optymalizacji Złożonych Systemów) powstał w latach siedemdziesiątych XX wieku i ukształtował się pod kierunkiem profesora Władysława Findeisena prowadząc badania w zakresie teorii i zastosowań hierarchicznych metod optymalizacji i sterowania. Badania w tym obszarze zaowocowały w szczególności propozycjami hierarchicznych struktur sterowania optymalizującego dla systemów pracujących w stanie ustalonym z uwzględnieniem sprzężeń od obiektu rzeczywistego. Drugi kierunek badań, rozwijany intensywnie w późniejszych latach, stanowiły struktury hierarchiczne do sterowania złożonych systemów dynamicznych z koordynacją periodyczną. Pierwszy etap badań nad budowa i własnościami metod i struktur sterowania hierarchicznego z metodami koordynacji został podsumowany monografią „Control and Coordination in Hierarchical Systems” wydaną w ramach Wiley International Series on Applied Systems Analysis w 1980 r.


W następnych latach prace zespołu kierowanego nadal przez prof. W. Findeisena, a później, po 1990 r., przez prof. Krzysztofa Malinowskiego koncentrowały się nadal na badaniu własności i zastosowaniach hierarchicznych struktur sterowania, w różnych obszarach zastosowań. W latach osiemdziesiątych podstawowym obszarem był system wodno-gospodarczy, w szczególności różne aspekty organizacji systemu sterowania dyspozytorskiego (operacyjnego) zasobami wodnymi regionu. Ważnym osiągnięciem tego okresu było przedstawienie koncepcji sterowania zbiornikami retencyjnymi podczas powodzi. Opracowana została, wraz z odpowiednim oprogramowaniem, dwupoziomowa struktura sterowania zbiornikami wyposażona, w kilku wariantach, w szereg mechanizmów decyzyjnych i programów symulacyjnych. Skuteczność przyjętych rozwiązań została potwierdzona w czasie testu wykonanego w trakcie jednego z wezbrań w dorzeczu Górnej Wisły. Struktura ta reprezentuje rozwiązanie, które może być i jest wykorzystywane w innych obszarach zastosowań. W szczególności prowadzone były badania związane z zastosowaniem podobnej struktury do sterowania obroną przeciwrakietową w wielosektorowym systemie obrony, a także w toku są badania dotyczące budowy podobnej struktury, z różnymi rozproszonymi mechanizmami decyzyjnymi, do sterowania złożonych sieci transmisji danych.


Od 2006 r. pracami zespołu kieruje prof. Ewa Niewiadomska-Szynkiewicz. Od kilku lat ważny kierunek badań obejmuje rozwój metod i oprogramowania do symulacji złożonych procesów, w tym wykonanie środowisk informatycznych do rozproszonej symulacji systemów. Obliczenia rozproszone i równoległe stanowiły kolejny wątek badań, ich wyniki intensywnie wykorzystane zostały przy tworzeniu oprogramowania do sterowania i symulacji a także w dydaktyce zespołu. Prace z tego zakresu zostały podsumowane w monografii zbiorowej „Obliczenia równoległe i rozproszone” (2001 r.) oraz podręczniku „Programowanie równoległe i rozproszone” (2009 r.) przygotowanych pod redakcją Andrzeja Karbowskiego i Ewy Niewiadomskiej-Szynkiewicz. Od kilku lat prowadzone są badania poświęcone analizie i projektowaniu mechanizmów decyzyjnych w sytuacji gry pomiędzy wielu ośrodkami decyzyjnymi mającymi wpływ na działanie złożonego systemu. Przedmiotem tych badań, nawiązujących do wyników z zakresu teorii decyzji i mechanizmów, jest konstruowanie algorytmów umożliwiających efektywną współpracę (koordynację działania) poszczególnych decydentów. W ostatnich latach prace zespołu koncentrują się na zagadnieniach projektowania, zarządzania i bezpieczeństwa w sieciach komputerowych oraz sieciach bezprzewodowych czujników i mobilnych sieciach ad hoc.