Difference between revisions of "Simulace plastového znečištění oceánů"
(→Nastavitelné parametry) |
(→Sběrné lodě) |
||
| Line 40: | Line 40: | ||
====Sběrné lodě==== | ====Sběrné lodě==== | ||
| − | '''Počet lodí (boats-num):''' Nastavení počtu sběrných lodí, které se úklidu účastní. | + | '''Počet lodí (boats-num):''' Nastavení počtu sběrných lodí, které se úklidu účastní. [1-10] |
| − | '''Počet lodí (boat-capacity):''' | + | |
| + | '''Počet lodí (boat-capacity):''' Nastavení kapacity sběrných lodí. Každá loď má | ||
| + | |||
Počet kontejnerů s kapacitou 25 000 kg boat-capacity / 25000 | Počet kontejnerů s kapacitou 25 000 kg boat-capacity / 25000 | ||
| + | |||
'''Počet lodí (boat-speed):''' Rychlost v uzlech boat-speed / 1.82 | '''Počet lodí (boat-speed):''' Rychlost v uzlech boat-speed / 1.82 | ||
| + | |||
'''Počet lodí (boat-speed-while-harvesting):''' Rychlost v uzlech boat-speed-while-harvesting / 1.82 | '''Počet lodí (boat-speed-while-harvesting):''' Rychlost v uzlech boat-speed-while-harvesting / 1.82 | ||
| + | |||
'''Počet lodí (emptying-speed):''' Kontejnerů odbaveno za hodinu emptying-speed / 25000 | '''Počet lodí (emptying-speed):''' Kontejnerů odbaveno za hodinu emptying-speed / 25000 | ||
| + | |||
Jak dlouho zabere vyložení celé lodi boat-capacity / emptying-speed * 2 | Jak dlouho zabere vyložení celé lodi boat-capacity / emptying-speed * 2 | ||
| + | |||
'''Počet lodí (selected-port):''' "Victoria" | '''Počet lodí (selected-port):''' "Victoria" | ||
| + | |||
"San Francisco" | "San Francisco" | ||
| + | |||
"Los Angeles" | "Los Angeles" | ||
| + | |||
'''Počet lodí (initial-amount-of-plastics):''' | '''Počet lodí (initial-amount-of-plastics):''' | ||
| + | |||
Shoda s realitou [%] ((initial-amount-of-plastics / 108000000000) * 100) | Shoda s realitou [%] ((initial-amount-of-plastics / 108000000000) * 100) | ||
| + | |||
'''Počet lodí (initial-plastics-weight):''' | '''Počet lodí (initial-plastics-weight):''' | ||
| + | |||
((initial-plastics-weight / 77116393) * 100) | ((initial-plastics-weight / 77116393) * 100) | ||
| + | |||
Shoda s realitou [%] | Shoda s realitou [%] | ||
| + | |||
Celková shoda úvodního počtu a hmotnosti plastů s realitou [%] | Celková shoda úvodního počtu a hmotnosti plastů s realitou [%] | ||
| + | |||
(((initial-amount-of-plastics / 108000000000) * 100) + ((initial-plastics-weight / 77116393) * 100)) / 2 | (((initial-amount-of-plastics / 108000000000) * 100) + ((initial-plastics-weight / 77116393) * 100)) / 2 | ||
| + | |||
plastics-income-amount | plastics-income-amount | ||
| + | |||
plastics-income-weight | plastics-income-weight | ||
| + | |||
Aktuální počet plastu v oceánu updated-plastics-count | Aktuální počet plastu v oceánu updated-plastics-count | ||
| + | |||
Kolik je v oceánu plastu [tuny] updated-plastics-weight-sum / 1000 | Kolik je v oceánu plastu [tuny] updated-plastics-weight-sum / 1000 | ||
Celkem uraženo kilometrů total-distance-traveled | Celkem uraženo kilometrů total-distance-traveled | ||
| + | |||
Celkem uraženo kilometrů sběrem total-distance-spent-harvesting | Celkem uraženo kilometrů sběrem total-distance-spent-harvesting | ||
| + | |||
Podíl sběrné vzdálenosti k celku [%] (total-distance-spent-harvesting / total-distance-traveled) * 100 | Podíl sběrné vzdálenosti k celku [%] (total-distance-spent-harvesting / total-distance-traveled) * 100 | ||
| + | |||
total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting | total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting | ||
| + | |||
Celkem uraženo kilometrů cestováním total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting | Celkem uraženo kilometrů cestováním total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting | ||
| + | |||
Podíl cestovací vzdálenosti k celku [%] ((total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting) / total-distance-traveled) * 100 | Podíl cestovací vzdálenosti k celku [%] ((total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting) / total-distance-traveled) * 100 | ||
Uplynulý čas [měsíce] total-time-passed / 720 | Uplynulý čas [měsíce] total-time-passed / 720 | ||
| + | |||
Uplynulý čas [dny] total-time-passed / 24 | Uplynulý čas [dny] total-time-passed / 24 | ||
| + | |||
Uplynulý čas [hodiny] total-time-passed | Uplynulý čas [hodiny] total-time-passed | ||
| + | |||
Čas strávený sběrem [h] total-time-spent-harvesting / boats-num | Čas strávený sběrem [h] total-time-spent-harvesting / boats-num | ||
| + | |||
Čas strávený sběrem [%] (total-time-spent-harvesting / boats-num) / total-time-passed * 100 | Čas strávený sběrem [%] (total-time-spent-harvesting / boats-num) / total-time-passed * 100 | ||
| + | |||
Čas strávený cestováním [h] total-time-spent-cruising / boats-num | Čas strávený cestováním [h] total-time-spent-cruising / boats-num | ||
| + | |||
Čas strávený cestováním [%] (total-time-spent-cruising / boats-num) / total-time-passed * 100 | Čas strávený cestováním [%] (total-time-spent-cruising / boats-num) / total-time-passed * 100 | ||
| + | |||
Čas strávený v přístavu [h] total-time-spent-unloading | Čas strávený v přístavu [h] total-time-spent-unloading | ||
| + | |||
Čas strávený v přístavu [%] total-time-spent-unloading / total-time-passed * 100 | Čas strávený v přístavu [%] total-time-spent-unloading / total-time-passed * 100 | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
===Ukazatele=== | ===Ukazatele=== | ||
Revision as of 16:10, 16 June 2024
Název simulace: Simulace plastového znečištění oceán
Autor: Štěpán Kovařík - kovs04
Modelovací nástroj: NetLogo
Stav projektu: NA PROJEKTU SE PRACUJE, STRÁNKA NENÍ DOKONČENA
Contents
Definice problému
Vynálezem plastu člověk zhotovil zcela nový problém, který tkví v samotné podstatě plastových výrobků - jejich vlastnosti, které jsou pro konzumní společnost tak lákavé, jsou zároveň velkým trnem v oku přírody, jelikož rozklad takového plastu trvá neprakticky dlouho. Jedním z dopadů neschopnosti lidstva bezpečně a spolehlivě zpracovávat plastové odpady na makroekonomickém měřítku je znečištění řek a oceánů. Tato práce se pokouší pomocí simulace takového znečištění přinést užitečný vhled do problematiky jak pro laika, který nemá o základních skutečnostech povědomí, tak pro zkušené experty, kteří mohou potenciálně výsledky simulace a spojitosti v ní vytvořené použít pro podporu rozhodovacího procesu v rámci definice klíčových faktorů nejen na samotné znečištění oceánů, ale i na jeho mitigaci. Jednou z organizací, která si dala za úkol tento problém řešit, je Ocean Cleanup [1], z jejichž přístupu a metod tato simulace vychází. Oblast zaměření simulace je orientována na největší shluk plastu v oceánu, kterým je Great Pacific Garbage Patch (GPGP) [2], který se nachází západně od Kalifornie, USA.
Cílem simulace je zkoumat mitigační schopnosti úklidových lodí v oblasti Great Pacific Garbage Patch a navrhnout hrubý plán projektu, který by symbolizoval optimální počet nasazených úklidových lodí pro efektivní odbyt plastu a hlavní faktory příspívající do navyšujícího se znečištění a efektivity samotného úklidu.
Metoda
Pro zanesení myšlenky do funkčního prostředí byl využit program NetLogo [3], který slouží pro modelování agentních simulací. Agenti jsou jednotlivé subjekty v daném systému a prostředí, kteří spolu určitým způsobem interagují - stejně jako v oceánu interagují úklidové lodě a kusy plastu. Z důvodu podobnosti těchto jevů byl na základě autorova úsudku o vhodnosti zvolen právě tento program.
Agenti simulace:
- plastics = Jednotlivý kus plastu - v základu je staticky vygenerován, je však možné ho generovat jako přísun nového plastu.
- boats = Sběrné lodě, které sbírají kusy plastu, a odváží ho do přístavu.
- ports = Přístavy, ze kterých vyplouvají sběrné lodě, a kde vykládají svůj náklad.
Model
Mapa simulace
Simulace se odehrává v oceánských vodách pacifického oceánu mezi Havají a pobřežím Kalifornie, kde se shlukuje největší shluk oceánského plastového znečištění na světě. Měřítko mapy je 1 patch = 8km v realitě.
Výpočet měřítka:
- 1. Nejdříve byla analyzována vzdálenost mezi dvěma body na mapě pomocí nástroje FreeMapTools [4]
- 2. V dalším kroku byly stejné vzdálenosti analyzovány pomocí XY soustavy souřadnic přímo v NetLogu, kde byly totožné body zaznamenány ve formě X/Y souřadnic. Z nich pak byla pomoc nástroje CalculatorSoup [5] vypočítána vzdálenost, která se následně porovnala se vzdáleností v realitě. Výsledky porovnání byly pak zprůměrovány a zaokrouhleny. Pro větší kalibraci je vhodné zvolit vícero bodů, nicméně autorovi se číslo shodovalo i z předchozích iterací se starou verzí mapy, která měla velmi podobné měřítko. Veškeré vzdálenostní metriky které operují s kilometry je teda pro potřeby NetLoga, například rychlost sběrné lodě, vydělit osmi.
Nastavitelné parametry
Sběrné lodě
Počet lodí (boats-num): Nastavení počtu sběrných lodí, které se úklidu účastní. [1-10]
Počet lodí (boat-capacity): Nastavení kapacity sběrných lodí. Každá loď má
Počet kontejnerů s kapacitou 25 000 kg boat-capacity / 25000
Počet lodí (boat-speed): Rychlost v uzlech boat-speed / 1.82
Počet lodí (boat-speed-while-harvesting): Rychlost v uzlech boat-speed-while-harvesting / 1.82
Počet lodí (emptying-speed): Kontejnerů odbaveno za hodinu emptying-speed / 25000
Jak dlouho zabere vyložení celé lodi boat-capacity / emptying-speed * 2
Počet lodí (selected-port): "Victoria"
"San Francisco"
"Los Angeles"
Počet lodí (initial-amount-of-plastics):
Shoda s realitou [%] ((initial-amount-of-plastics / 108000000000) * 100)
Počet lodí (initial-plastics-weight):
((initial-plastics-weight / 77116393) * 100)
Shoda s realitou [%]
Celková shoda úvodního počtu a hmotnosti plastů s realitou [%]
(((initial-amount-of-plastics / 108000000000) * 100) + ((initial-plastics-weight / 77116393) * 100)) / 2
plastics-income-amount
plastics-income-weight
Aktuální počet plastu v oceánu updated-plastics-count
Kolik je v oceánu plastu [tuny] updated-plastics-weight-sum / 1000
Celkem uraženo kilometrů total-distance-traveled
Celkem uraženo kilometrů sběrem total-distance-spent-harvesting
Podíl sběrné vzdálenosti k celku [%] (total-distance-spent-harvesting / total-distance-traveled) * 100
total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting
Celkem uraženo kilometrů cestováním total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting
Podíl cestovací vzdálenosti k celku [%] ((total-distance-traveled - total-distance-spent-harvesting) / total-distance-traveled) * 100
Uplynulý čas [měsíce] total-time-passed / 720
Uplynulý čas [dny] total-time-passed / 24
Uplynulý čas [hodiny] total-time-passed
Čas strávený sběrem [h] total-time-spent-harvesting / boats-num
Čas strávený sběrem [%] (total-time-spent-harvesting / boats-num) / total-time-passed * 100
Čas strávený cestováním [h] total-time-spent-cruising / boats-num
Čas strávený cestováním [%] (total-time-spent-cruising / boats-num) / total-time-passed * 100
Čas strávený v přístavu [h] total-time-spent-unloading
Čas strávený v přístavu [%] total-time-spent-unloading / total-time-passed * 100
Ukazatele
Chování simulace
Plasty
Sběrné lodě
Přístavy
Výsledky
Závěr
Kód a přílohy
Reference a použité zdroje
- ↑ The Ocean Cleanup https://theoceancleanup.com/
- ↑ Great Pacific Garbage Patch https://theoceancleanup.com/great-pacific-garbage-patch/
- ↑ NetLogo, a multi-agent programmable modeling environment. https://ccl.northwestern.edu/netlogo/
- ↑ Measure Distance on a Map - FreeMapTools https://www.freemaptools.com/measure-distance.htm
- ↑ Distance Calculator 2D - CalculatorSoup https://www.calculatorsoup.com/calculators/geometry-plane/distance-two-points.php
