全國中小學科展

電腦科學與資訊工程

以最佳化演算法進行鐵路時刻表排點

鐵路時刻表排點直到目前為止仍十分仰賴人工作業,且排班優劣對於乘客服務品質有顯著的影響。本研究採用啟發式最佳化演算法以及模擬器進行旅客列車鐵路時刻表排點,希望能夠找出一份針對旅客需求,能夠提升旅客運輸成功率且降低旅途時間的時刻表。我們提出一種班表編碼機制,可依此機制產生班表草稿。我們研發的模擬器可將班表草稿轉換為合法無衝突之班表。最後,透過登山演算法來搜尋班表草稿,並以模擬器評估班表優劣,我們實現了一個自動化排班系統。實驗結果指出我們的模擬器能夠有效率地產生無衝突之班表,且所提出之演算法操作有助於提升運輸成功率和降低旅途時間。

以機器學習改善罕見疾病之預測

我們想利用機器學習進行疾病診斷,但現有方法對罕見疾病的預測精確率低,且若過於專注在罕見疾病預測的提升,容易導致整體精確率降低。 為了兼顧整體與罕見疾病的精確率,我們將預測分為兩個階段。在第一階段運用現有的多標籤分類方法訓練,第二階段使用二元成本導向判斷病人是否有罕見疾病,再利用第二階段得到病人有無患有罕見疾病的結果,決定是否在預測此病人可能患有的疾病時,保留一個位子給罕見疾病。實驗結果呈現在兩階段皆用神經網路(Neural Network, NN),能正確預測罕見疾病的比率為現有方法的八倍,而整體精確率只下降 0.02,並實作出疾病預測系統。

它罩得住我

本研究主要為進行安全帽改造,昔日我們常見關於汽車的盲區偵測、內輪差等先進技術皆建置於汽車上面,但實際在行車上造成災害發生的主角大部分為機車,我們閱讀相關文獻發現目前並無機車有相關技術,再者我們希望此技術可以讓騎乘機車、電動機車、電動腳踏車、腳踏車等對象皆可使用,因此我們於安全帽上裝設鏡頭及雷達感測器,透過鏡頭進行車輛物件識別,以識別車輛類型及輪距,進而以公式繪製內輪差曲線與進行盲區車輛偵測;透過雷達計算車側距離以判斷車輛是否會太靠近汽車或是落入汽車之內輪差範圍內,將以上偵測結果透過抬頭顯示方式直接投影在安全帽的面罩上,如此一來將可讓機車及腳踏車族在行車上更具安全性。

Automatic Destination Coordinating Robot based on Openvino

In this project, we created a function integrated onto a Lingao Chassis that allows the robot to use Slam and Gmapping to successfully navigate its way to the most convenient destination for the user, while avoiding any obstacles on the way, improving the default Gmapping errors.

Predict the precise time that the sunset cloud appeared.

雲彩是其中一個在世界上最奇妙的自然現象。在其中也隱藏著巨大的觀光經濟利益。因此,我們想要建立一個系統以預測晚霞雲彩出現的時間,以幫助台灣的觀光業。 本研究將藉由柯西公式、折射反射相關定理以及其他由論文貢獻的輔助公式提出一個計算模型,以計算預測晚霞雲彩出現的時間以及光的路徑。自動化的部分,包含溫度、壓力以及濕度,我們藉由政府的公開資料平台以及衛星公開資料進行靜態網頁爬蟲抓取。雲層高度我們則是透過動態網頁爬蟲,逐一從AccuWeather公開網站上爬取相關資料以利計算。我們將爬取的資料以及所提出的模型計算後以15分鐘作爲一個區隔,提供使用者準確的時間觀賞雲彩。 透過此模型以及爬蟲擷取資料計算得到的結果,我們可以得到接近90%準確率的預測結果。因此,我們能夠準確地為用戶提供正確日落雲彩出現的時間。