Интеллектуальные энергетические системы

На первом этапе участникам предстоит решать задания по математике и информатике.

Второй этап командный, поэтому оцениваться будет командный результат. Главная задача второго этапа — формирование команды. Чем лучше вы выстроите командную работу на втором этапе, тем больше шансов на победу у вас будет в каждом из этапов.

Что нужно? Не боятся общаться, учиться эффективно распределять задачи, искать сильные стороны каждого участника вашей команды, успеть за второй тур нарастить общекомандные навыки — и коммуникативные, и профессиональные. Решить задачи максимально эффективно и результативно.

Что ждёт? Задачи в стиле проекта «Эйлер» — математическая, физическая задача, решение которой нужно реализовать в виде работающей программы. 

Будут затронуты следующие темы:

• Теория игр, в том числе многоагентные игры.
  
• Теория аукционов.
  
• Задачи на графах.
  
• Задачи на электрические сети.
  
• Решение систем линейных уравнений.
  

Для решения каждой задачи команды должны будут написать программу на языке Python 3 и загрузить её текст на сервер для проверки. Необходимы базовые навыки программирования на языке Python версии 3, поскольку это является неотъемлемой частью финального задания. 

Чем готовы помочь? В течение второго этапа будут проводиться вебинары, на которых участники и наставники могут задавать вопросы по задачам разработчикам. За расписанием вебинаров следите в группе профиля в VK. 

Что можно делать?

1. Открыть задачники прошлых лет и решать задачи из них.

Кстати, во время этого процесса можно попробовать распределять задачи сразу между участниками команды у вас в кружке или школе, или если вам удалось уже найти себе команду из других регионов, то вместе с ними.

Материалы заданий 2019/2020

Материалы заданий 2018/2019

Материалы заданий 2017/2018

Материалы заданий 2016/2017

Материалы заданий 2016/2015

Или можно попробовать свои силы практически, воспользовавшись курсами задач за прошлые годы, что было бы очень полезно:

– 2015/16 учебный год;

– 2016/17 учебный год;

– 2017/18 учебный год;

– 2018/19 учебный год;

– 2019/20 учебный год.

Внутри курсов нужно найти задания по профилю «Интеллектуальные энергетические системы».

Для разбора задач используйте курсы, указанные в материалах подготовки профиля (курсы с видео разборами задач).

 2. Познакомиться с разными стратегиями в теории игр - изучить различные игровые стратегии — кооперация, конкуренция, «око за око», «око за два ока», «вечная кара» и многие другие варианты чистых и смешанных стратегий. Поняв основные стратегии, вы сможете использовать эти знания во втором туре, а попробовать применение стратегий и их комбинаций у вас будет возможность в финале.

«Теория игр» от Школа «Интеллектуал» и проект «Дети и наука» - курс очень живо и интересно, погрузит вас в мир игр.

Курс МФТИ “Теория игр” - курс может быть частично сложным, но позволит получить представление о базовых понятиях и заглянуть в их глубину.

3. Познакомиться с теорией аукционов - понять классификацию, принятую в этой области, чтобы при начале реальной работы задачи для вас были понятны и главной сложностью представлялось нахождение интересных решений. Курс “Интеллектуальные энергетические системы”, модуль № 3 “Основы теории аукционов” (смотрите Материалы подготовки к профилю).

4. Понять, что теория вероятностей увлекательна и практически полезна:

Курс “Теория вероятностей – наука о случайности”, полезен для структурирования в своих знаниях основных понятий

А. Шень. Вероятность:примеры и задачи -очень коротко и понятно об основных понятиях и их применениях

Полный и подробный курс Андрея Райгородского и Максима Жуковского “Теория вероятностей для начинающих”

5.Познакомиться с основными понятиями теории графов и дискретной математики:

Курс “Основы теории графов”-, курс рассказывает об основных, базовых понятиях теории графов, с которыми рано или поздно сталкивается любой человек, работающий в области программирования или дискретной математики.

Курс “Основы дискретной математики”, в курсе излагаются базовые понятия современной дискретной математики - комбинаторики, теории графов и дискретной вероятности.

6. Познакомиться с основными представления и конкретными реализациями численных методов

“Численные методы: решение нелинейных уравнений” - небольшой довольно понятный материал

7. Рекомендуем прочитать книгу “Код: тайный язык информатики” Чарльза Петцольда всем, кто учится программировать.

Эта книга — азбука компьютерных технологий. Шаг за шагом автор знакомит читателя с сущностью кодирования информации, рассказывает об истории возникновения компьютеров, на практических примерах помогает освоить основные концепции информационных технологий, подробно излагает принципы работы процессора и других устройств компьютера.

8.Подтянуть навыки программирования на Python. Необходимые основы можно почерпнуть в следующих курсах (в порядке увеличения глубины материала)

Программирование на Python— достаточная база, особое внимание урокам 3.8 и 3.9.

Программирование на Python для решения олимпиадных задач— наиболее сбалансирован по глубине, особое внимание третьему модулю.

Python: основы и применение— затрагивает некоторые глубокие особенности языка, но нет уроков по библиотекам обработки данных.

Помимо самого языка, рекомендуем рассмотреть NumPy, MatPlotLib, изучить работу с форматами CSV и JSON.

9. А также можно успеть познакомиться с машинным обучением

Курс “Введение в машинное обучение”

Курс “Математика и Python для анализа данных”

Что нужно делать? Советуем посещать все вебинары, на которых команда разработчиков будет давать подробные консультации по второму туру. А также добавиться в чат участников второго тура, ссылка на который будет у вас в личных кабинетах после прохождения во второй тур — там вы сможете задавать организационные вопросы и общаться друг с другом.

В этом году командам впервые будет предоставлена возможность самим конструировать визуализацию тех данных, которые они сочтут для себя важными при решении задач проектирования и управления сложными энергосистемами в реальных условиях (модуляции реальных изменений ветра, изменения освещенности и т.д.). А значит в команде усилится роль аналитиков данных, которые будут выдавать уже не просто рецепты в виде некоторых чисел или бинарных решений, а позволят получать данные в виде особых срезов визуализации. Те же, кто будет осуществлять динамическое управление с помощью алгоритмов будут находится в условиях, когда именно структура данных и определяет функциональность алгоритмов. Результатом станет реальный опыт работы со сложными разнородными быстро меняющимися данными в киберфизических системах, которые приобретают все большее распространение в современном мире.

В финале участникам требуются навыки и знания из школьной программы, а также самостоятельно приобретенные на хакатонах и из требуемых для решения задач второго этапа. Но самым важным фактором успешного участия в финале является слаженность команды. Именно от эффективности действий каждого участника команды, и командной коммуникации будет зависеть результат.

В финале командам предстоит испытать себя в проектировании и управлении Интеллектуальными сетями на аппаратно-программном комплексе «Интеллектуальные энергетические системы», разработанном компанией «Полюс-НТ». Комплекс представляет собой модель небольшого поселения с объектами генерации (электростанции, ветрогенераторы и т. п.), потребителями разного уровня (дома, больницы, промышленность) и соединяющей сетью. Комплекс воссоздает реальные условия — изменения освещённости, ветра и т. д.

Команды в финале ждет распределенный турнир сразу на нескольких площадках. Победителем станет команда, сумевшая не только построить наиболее оптимальную сеть, но прежде всего написавшая оптимальный алгоритм управления сложной системой в постоянно изменяющихся условиях. Команды работают в двух режимах — подготовка и испытание на стенде. Во время подготовки команды рассчитывают и конструируют умную сеть, программируют её работу (работа за компьютерами, сборка схем и т. п.). Во время испытания на комплексе команды проверяют работу своих алгоритмов.

При работе с элементами стенда будут решаться следующие задачи:

• Проработка топологии сети для оптимального распределения нагрузки и генерации.
• Аукцион на обслуживание объектов инфраструктуры.
• Аукцион контрактов на поставки и закупки электроэнергии.
• Диспетчеризация нагрузки на сеть.
• Написание скрипта, автоматизирующего управление энергосистемой.

Для этого участники должны написать программу управления распределённой энергетической сетью, управляющей стендом. Программа должна каждый ход выбирать оптимальный график производства, накопления и расхода ресурсов в зависимости от потребления и имеющихся источников энергии. И всё это — без участия человека. Сама. Участники профиля будут работать с очень сложной системой, с огромным количеством случайных и неслучайных параметров и пытаться разобраться с тем, как же устроена эта система.

Что делать?

1. Изучите сильные стороны всех членов команды и эффективно распределить роли необходимые в команде. Какие именно читайте ниже.

2. Изучите задания прошлых лет на финалах трека, подумайте над стратегиями, которые вы сможете применить на финале. Задача конечно будет иной, чем в прошлые годы, но если вы подготовитесь, то сможете найти новые интересные решения и решать новые задачи на более высоком уровне.

Материалы заданий 2019/2020

Материалы заданий 2018/2019

Материалы заданий 2017/2018

Материалы заданий 2016/2017

Материалы заданий 2015/2016

3. Ещё раз вернитесь к задачам второго тура, найдите другие варианты их решения, изучите темы, на которые во время второго тура не хватило времени. Советуем не пропускать те темы, которые были непонятны, ведь они будут на финале и были включены во второй этап не просто так. Для разбора задач используйте курсы, указанные в материалах подготовки к профилю (курсы с видео разборами задач).

4. Вернитесь к курсу профиля “Интеллектуальные энергетические системы”, пройдите курс, проверьте себя на понимание материала, выполняя задания для размышления и отвечая на вопросы по темам (смотрите материалы подготовки к профилю).