Μοντελοποίηση και Βελτιστοποίηση Συστημάτων

Πληροφορίες Μαθήματος

Εξάμηνο Μαθήματος:
7
Μέρος Μαθήματος:
Θεωρία
Κωδικός Μέρους Μαθήματος:
244707
Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας:
2
Εβδομαδιαίες Ώρες Άσκησης Πράξης:
1
Μονάδες ECTS Μαθήματος:
3
Διαθέσιμο σε σπουδαστές ERASMUS:
Όχι
Προσωπικό Μαθήματος:


Σκοπός Μαθήματος

Σκοπός του μαθήματος είναι η απόκτηση των απαραίτητων επιστημονικών γνώσεων για τη θεμελίωση σε επίπεδο εφαρμογής μεθόδων μοντελοποίησης και βελτιστοποίησης της διαχείρισης συστημάτων.


Μαθησιακοί Στόχοι

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος, οι σπουδαστές:

  • θα είναι εξοικειωμένοι με τη μελέτη των βασικών στατιστικών θεμάτων (γραμμική παλινδρόμηση – συσχέτιση, ανάλυση διακύμανσης, μη παραμετρικό έλεγχο υποθέσεων) με εφαρμογή σε συστήματα υπολογιστών.
  • θα έχουν αποκτήσει τις απαραίτητες γνώσεις και δεξιότητες για να κατανοήσουν τις βασικές αρχές και μεθόδους, επομένως θα είναι σε θέση να τις χρησιμοποιήσουν για την επίλυση μαθηματικών προβλημάτων και την ανάλυση των στατιστικών δεδομένων.


Γενικές Ικανότητες

Οι μαθησιακοί στόχοι είναι να αποκτήσει ο σπουδαστής ένα θεμελιώδες υπόβαθρο και να εξοικειωθεί στα ακόλουθα θέματα:

  • η εφαρμογή εργαλείων διερεύνησης και αποτύπωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την κατασκευή και λειτουργία διαφόρων έργων και δραστηριοτήτων.
  • Η εφαρμογή των εισαγωγικών μεθόδων και αρχών βέλτιστου χειρισμού τους.


Περιγραφή Μαθήματος

  • Το περιεχόμενο του μαθήματος αποτελείται από τις παρακάτω ενότητες:
  • Μεθοδολογία προβλέψεων.
  • Υποδείγματα Arma, Arima, Arimax, Kalman, πλαίσιο Box-Jenkins.
  • Υποδείγματα νευρωνικών δικτύων.
  • Επιλογή μεταξύ εναλλακτικών υποδειγμάτων πρόβλεψης.
  • Εισαγωγικές έννοιες, πρότυπα, προσομοίωση, έννοια στοχαστικότητας στις προσομοιώσεις, προτυποποίηση και προσομοίωση περιβαλλοντικών συστημάτων.
  • Μοντέλα διασποράς αερίων ρύπων από γραμμικές, επιφανειακές και σημειακές πηγές.
  • Προσέγγιση Lagrange. Αναλυτικές και αριθμητικές λύσεις. Μοντέλα κυψελίδων.
  • Προσομοιώσεις για επιλεγμένες περιπτώσεις ατμοσφαιρικής ρύπανσης.
  • Εφαρμογές.
  • Μεταφορά και διασπορά μεγάλης απόστασης.
  • Μαθηματικά πρότυπα βελτιστοποίησης.
  • Μη γραμμική βελτιστοποίηση.
  • Κοίλα σύνολα και συναρτήσεις.
  • Θεωρήματα μαθηματικής βελτιστοποίησης.
  • Προβλήματα βελτιστοποίησης χωρίς περιορισμούς.
  • Μέθοδοι βελτιστοποίησης με περιορισμούς.
  • Παραδείγματα εφαρμογών σε περιβαλλοντικά προβλήματα και τα αίτια τους (ατμοσφαιρική ρύπανση, ρύπανση επιφανειακών και υπόγειων υδάτων, ρύπανση εδάφους, στερεά απόβλητα, ηχορύπανση, ακτινοβολίες).

Αξιολόγηση Σπουδαστών

Τελική γραπτή εξέταση:  100%.


Βιβλιογραφία

  • Paliatsos, A.G. (2015). Modelling and System Optimization - Key Topics (Lecture Notes, provided in written form).
  • Wilks, D.S. (2011). Statistical Methods in the Atmospheric Sciences, 3rd Edition, InternatioWnal Geophysics Series, Vol. 100, Academic Press (ISBN: 978-0-12-385022-5).
  • Brown, L.C., Mac Berthouex, P. (2002). Statistics for Environmental Engineers, 2nd Edition, CRC Press (ISBN: 1-56670-592-4).
  • Alexandropoulos, A., Katopodis, E., Paliatsos, A., Prezerakos, N. (1994). Statistics. Synchroni Ekdotiki (ISBN: 960-7344-33-2).