Dr. Rácz István

Gammakitörések idő-energia képének statisztikus vizsgálata

A gammakitörések (gamma-ray burst, GRB) a távoli Univerzum legnagyobb energiafelszabadulással járó jelenségei, melyek során akár 1 másodpercnél rövidebb idő alatt is annyi energia szabadulhat fel, melyet a Napunk teljes élettartama alatt sugároz ki. Ez az oka, több milliárd fényév messziről is észlelhetőek ezek a jelenségek, azaz a megfigyelhető Világegyetem feltérképezhető velük.

A közvetlen kisugárzott energia a legnagyobb energiákon, gamma tartományban történik, így a légkörön kívüli, űrbe telepített műholdakkal észlelhetőek. Ezek a műholdak észlelik a kitörés irányát és intenzitását, illetve fényesség időbeli lefutását. Gyakorlatban a műszerek a bejövő fotonok időpillanatát és energiáját rögzítik, így egy idő-energia eloszlását kapunk. A kapott képeket a kitörés mögötti fizikai folyamatok határozzák meg.

A kitörések fizikai magyarázati közül eddig két egymástól különböző elméletet fogadnak el széleskörben, ám egyre több esetben figyelhető meg, ezen elméletekkel nehezen, vagy egyáltalán nem megmagyarázható esemény. Ahhoz, hogy ténylegesen hány különböző fizikai eseményfajtát lehet megkülönböztetni, illetve hány fizikai modellről érdemes gondolkodni, meg kell határozni, mennyi és milyen csoportokba sorolhatóak a kitörések. Ennek vizsgálatára a deep learning mesterséges intelligencia konvolúciós változata látszik a legalkalmasabbnak, mely egy a képi információkat elemezni képes eljárás.

A feladat elvégzése során a jelölt a nyers adatokból idő-energia képeket állít elő. Ezt követően meghatározza a tréning minta elemeit, melynek segítségével fel kell építenie egy klasszifikálásra alkalmas hálózatot. A kitörések idő-energia képeinek elemzése során a jelölt megkapja, mely típus, milyen gyakorisággal fordul elő. Minthogy számos GRB-t korábban számos módon is megvizsgáltak, így a képek közötti fizikai kapcsolatot is lehetséges elemezni.

A projekt elvégzéséhez nélkülözhetetlen a linux és python/R programozási ismeret, a statisztikai eljárásokban való jártasság, illetve angol nyelvű nyelvtudás.

Dr. Tóth Bence

Az egyes szakdolgozati témák célja az adott hálózat bővítési lehetőségeinek vizsgálata, zavarainak elemzése, illetve javaslatok kidolgozása a zavarállóság növelésére. Ez a munka minden esetben az adott hálózatot leíró gráfból indul ki, mely gráf bizonyos esetekben adott, bizonyos esetekben a megalkotása a szakdolgozati munka része.
Az elemzés az R programozási nyelv és környezetben történik, melynek alapvető ismerete a kutatás során elsajátítható.

Villamosenergia-szállítás

A magyar villamosenergia-hálózat zavarérzékenysége és annak lehetséges csökkentése

A villamosenergia-hálózat érzékeny a túlterhelésre, ahogy azt 2003-ban az észak-amerikai Nagy Tavak vidékét sötétségbe borító, vagy 2011-ben az USA délnyugati részét értintő hálózati zavarok esetében láthattuk.
Emellett a potenciális veszély mellett a magyar energiapiac erősen importfüggő is.
A magyarországi villamosenergia-rendszert leíró gráf megalkotása után ezért a következő kérdésekre keressük a választ:

- A hálózat milyen fokú sérülése esetén nem biztosítható Magyarország energiaellátása?
- Elegendő-e redundáns távvezetékek építése a szolgáltatás zavarállóságának növelésére?
- Ha nem, hol, milyen típusú és mekkora teljesítményű erőmű építésével lenne biztosítható az ország energiafüggetlensége?

Légi közlekedés

Európa légiközlekedési hálózatának vizsgálata

A repülés mindenki számára elérhetővé válása magával hozta a repülőterek és a köztük levő járatok nagyarányú bővülését. De éppen ezért egy-egy forgalmas repülőtér időjárás vagy sztrájk miatti, esetleg egyéb technikai zavara miatt bekövetkező járatfogadási és -indítási képtelensége sok tízezer utazó életét keserítheti meg.
A kutatás célja a repülőterek közti hálózati kapcsolatok feltárása, az egyes repterek kiesésének elemzése és az okozott kellemetlenségek lehetséges mérséklésének modellezése.

A szakdolgozati munka első fázisában Európa légiközlekedési térképe készítendő el:

- Melyek az európai repülőterek?
- Mekkora ezek utasforgalmi kapacitása?
- Mik a jelenlegi kapcsolatok az egyes repterek között?

Ezen térkép, mint gráf felhasználásával már több, a hálózat természetét érintő kérdés megválaszolható.

- Mi a repülőterek hierarchiája?
- Melyik repülőterek kiesése mennyire befolyásolja a közlekedést?
- Mely repülőterek válthatóak ki teljes mértékben (legalább időlegesen)?
- Egy adott repülőtér kiesése esetén hol szálljanak le a gépek úgy, hogy
     - az érkező reptér az eredeti desztinációhoz legközelebb legyen?
     - a legnagyobb valószínűséggel legyen elérhető járat az átszálló utasok számára?
- Mely repülőterek alkotnak klasztert, azaz erősebb a köztük zajló forgalom, mint a klaszteren kívüli repülőterekre irányuló forgalom?

Vasúti közlekedés

Adott a magyarországi vasúthálózatot leíró gráf. Az egyes szakdolgozati munkák célja ezen gráfból kiindulva az egyes állomások és állomásközök zavarának negatív vagy új vágánykapcsolatok pozitív hatásának elemzése, különös figyelemmel az MH iparvágány-kapcsolattal rendelkező bázisaira.

Az országhatárok vasúti elérhetősége

Nemzetközi katonai szállítások (mind a Magyarországról indulók, mind az átmenők esetén) esetén lényeges kérdés a belépő határállomás, illetve a kiinduló magyarországi állomás és a kilépő határállomás közötti legrövidebb út meghatározása. A megválaszolandó kérdések:
- Melyik útvonal az optimális, azaz térben és időben a legrövidebb az egyes vasúti határállomások között?
- Melyik útvonal az optimális, azaz térben és időben a legrövidebb az MH iparvágány-kapcsolattal rendelkező bázisai és az egyes határállomások között?
- Mik a lehetséges kerülő útvonalak az optimális útvonalra eső állomások vagy állomásközök zavara esetén?

Dunai átkelőhelyek hatása a vasúthálózat zavarérzékenységére

Jelenleg Magyarországon belül három vasúti átkelési lehetőség van a Dunán: az Újpesti vasúti híd, az Összekötő vasúti híd és a bajai Türr István-híd.

Mekkora távolságra hat el ezek sérülése, forgalomból való kizárása?

Kedvező hatással lenne-e, és ha igen, mekkorával az Összekötő vasúti híd terheltségére és az MH bázisai közti kapcsolatra
- a Dunaújváros és Szalkszentmárton átkelésben egykor rendelkezésre álló TS uszályhíd?
- a több változatban felmerült, a Kelenföldi és a Nyugati pályaudvart összekötő vasúti alagút?
- a meghiúsult V0 vasúti gyűrű Duna-hídja?

Megszűnt vasúti kapcsolatok rehabilitációja alternatív útirányok biztosítására

A budapesti vasúti vágányhálózatból több jelentős deltavágány, vágánykapcsolat hiányzik, mivel felszámolták vagy soha nem is épültek meg. Ilyenek pl. a Kőbánya-Teher pu. - Ferencváros deltavágány vagy a Keleti pu. - Kőbánya-Kispest kapcsolat a valamikori Kőbánya-Hizlaló állomáson keresztül.
Okozna-e jelentős javulást ezek megléte a vasúti közlekedésre, és ha igen, mennyiben tehermentesítenének jelenlegi vonalszakaszokat?
Vizsgálható lenne továbbá a jelenleg vasúti forgalomra alkalmatlan Körmend - Zalalövő vastvonal helyreállításának, illetve egy püspökladányi, egy zalaszentiváni vagy egy felsőzsolcai deltavágány beépítésének hatása a hálózatra.

Telepítés

Hova helyezzünk el egy új ATM-et?
Egy bank elhatározza, hogy új ATM-eket fog telepíteni Budapesten.
Hova helyezze el őket, ha azt szeretné, hogy
- minden, már meglévő ATM-től a lehető legmesszebb legyen, hogy az adott környéket ő szolgálja ki?
- a saját ATM-jeitől a lehető legmesszebb, de az összes többi bank ATM-jeihez a lehető legközelebb legyen, hogy a saját ügyfelei ne más bank automatáit használják?