Nalezení nejideálnějšího množství nápojových stánků a TOITOI na hudebních festivalech

Název: Nalezení nejideálnějšího množství nápojových stánků a TOITOI na hudebních festivalech

Autor: Bc. Aneta Váňová, Vana06 (talk)

Modelovací nástroj: NetLogo

Typ modelu: Multiagentní simulace

Popis modelu:
Venkovní hudební festivaly jsou jedny z nejpopulárnějších událostí, které návštěvníci v letním období navštěvují. Organizátoři těchto organizací musí často kalkulovat kapacitu celého festivalového objektu v návaznosti na popularitu vystupujícího. V návaznosti na tuto proměnnou se musí vypořádat organizátoři s množstvím stánků s nápoji, které budou mít možnost prodeje právě na daném festivalu. Množství nápojových stánků však nemůže být neomezené z důvodu redukce prostoru. Zároveň je třeba najít takové optimální místo, aby návštěvníci festivalu netrávili většinu času festivalu právě ve frontách. Na základě následné doby pití a množství pití, které návštěvníci vypijí musí organizátoři počítat i s množstvím TOITOI mobilních toalet tak, aby jejich kapacita nebyla podhodnocena a návštěvníci se neuchylovali k obcházení pravidel festivalu. Návštěvníci festivalu se též rozhodují na základě dat v procesu tak, aby nestáli ve frontách moc dlouhou dobu.

Cíl simulace:
Účelem této simulace je na základě nastavených parametrů zjistit, jaké množství nápojových stánků a TOITOI bude optimálním řešením dle očekávané návštěvnosti. V návaznosti na toto optimální řešení bude též redukce obcházení pravidel zákazníky a zvýšení jejich spokojenosti (resp. redukce nespokojenosti).

Definice problému

Z pohledu organizátorů festivalu se často vyskytuje optimalizační otázka "kolik poskytnout sociálních zařízení a nápojových stánků na základě očekávaného množství zákazníků?". Otázka nápojových stánků je jednoduššího rázu, jelikož zde se po většinu času jedná o ziskovou činnost pořadatelů, kteří umístění na festivalech provozovatelům nápojových stánků pronajímají. S ohledem na tento fakt jim tedy větší množství nápojových stánků generuje zisk. Avšak s naddimenzovaným počtem nápojových stánků se následně váže i malá vytíženost těchto stánků a zároveň velké množství prostoru, které stánky zabírají a není možné jej využít k jiným účelům.

Druhá část problému se váže k sociálním zařízením (TOITOI), které pořadatelům finance ubírají a zároveň jsou využívány návštěvníky zdarma. Ačkoliv je částečně tato otázka řešena § 41, odst. 5, Vyhlášky č. 268/2009 Sb., která stanovuje minimální počet sociálních zařízení na 1 toaletu pro 50 žen a 100 mužů, tak z reálného pohledu je evidentní, že ačkoliv je toto množství sociálních zařízení zákonně dostatečné, tak z pohledu návštěvníků se setkáme s protikladným názorem a nespokojeností návštěvníků. V rámci nespokojenosti se organizátoři festivalů následně často setkávají s obcházením pravidel, a to vykonáváním potřeby mimo TOITOI.

Lze tedy říci, že pořadatelé festivalů se snaží s ohledem na očekávanou návštěvnost optimalizovat dvě problematiky:

• optimalizace maximálního počtu nápojových stánků tak, aby mohli pronajmout co největší množství stánkových míst a zároveň, aby stánky nebyly nadhodnoceny a nezabíraly zbytečně nadměrné množství místa, které by ubíralo prostor programu akce,
• optimalizace minimalizace počtu mobilních toalet s ohledem na požadavky zákonné, ale i návštěvnické.

Model

Model je vytvořený v softwaru NetLogo, který je vhodným řešením pro multi-agentní simulace a poskytuje dostatečně variabilní prostředí pro řešení velkého množství optimalizačních problémů. S ohledem na rozhodování velkého množství agentů je tedy k této simulaci nejvhodnějším prostředím.

Agenti

V modelu se vyskytují dva druhy agentů, kteří se generují v rovnoměrném poměru 50:50 na základě vstupního parametru "Počet návštěvníků". Většina parametrů je u obou druhů agentů stejná, jedná se zde o základní parametry jako je počítání nápojů, základní umístění agentů nebo rychlost chůze. Specifické parametry agentů jsou uvedeny níže:

• Návštěvnice (ženy) festivalu
  • ženy jsou v modelu znázorněné růžovou barvou,
  • doba strávená na TOI TOI je nastavena na 5 minut,
  • kapacita močového měchýře je nastavena na kapacitu 100 - 350 ml.

• Návštěvníci (muži) festivalu
  • muži jsou v modelu znázorněni modrou barvou,
  • doba strávená na TOI TOI je nastavena na 2 minuty,
  • kapacita močového měchýře je nastavena na kapacitu 300 - 400 ml.

Layout modelu

Ukázka layoutu modelu

Model je sestaven z viditelných a neviditelných oblastí:

Viditelné oblasti modelu:

• Oblast pódia (1)
  • v modelu znázorněno černou barvou,
  • umístění v horní části modelu,
  • statická část modelu - nemění se v rámci parametrů modelu,
• Oblast nápojových stánků (2)
  • v modelu znázorněno žlutou barvou,
  • umístění po stranách modelu,
  • počet je generovaný na základě vstupních parametrů modelu,
• Oblast TOITOI (3)
  • v modelu znázorněno tmavě modrou barvou,
  • umístění ve spodní části modelu,
  • počet je generovaný na základě vstupních parametrů modelu,
• Vchod / východy
  • v modelu znázorněno černými dvoj-čtverci,
  • Vchod: (4)
    • umístěn v levé horní části modelu,
  • Východy: (5)
    • umístěno po obou stranách horní části modelu.

Neviditelné oblasti modelu:

• Oblast návštěvníků u pódia (6)
  • oblast před pódiem, ve které se zdržují návštěvníci festivalu,
• Oblast k volnému močení mimo TOITOI (7)
  • umístěno ve spodních částech modelu po stranách,
  • v rámci modelu bylo zjednodušeno nahlížení na tyto oblasti a nebyly jakkoliv schovávány (tak by se vyvíjela situace v realitě),
• Oblast čekání na nápoje a TOITOI (8)
  • oblast je umístěna vždy v v okruhu aktivních nápojových stánků a TOITOI.

Vstupní parametry modelu

Parametry modelu

Model obsahuje několik nastavitelných parametrů, které je potřeba nastavit před spuštěním simulace:

• Počet návštěvníků - celé číslo, které identifikuje množství návštěvníků v modelu,
• Začátek festivalu - čas mezi 10:00 - 18:00 hodin se změnami po jedné hodině,
• Konec festivalu - čas mezi 19:00 - 23:00 hodin (23 hodin bylo definováno na základě opatření nočního klidu a častém udělení výjimky o 1 hodinu),
• Počet nápojových stánků - celé číslo mezi 1 a 100 ks,
• Počet TOITOI - celé číslo mezi 1 a 100 ks.

Metody modelu

V modelu se agenti řídí metodami, které popisují jejich chování v rámci modelu:

• customers_move
  • metoda umožňující základní pohyb zákazníků v simulaci, kde je odkudkoliv směruje k pohybu a umožňuje jim pohybovat se v oblasti návštěvníků u pódia,
• thirsty_customer
  • v této metodě je zakotvená základní logika pro rozhodování o žíznivosti zákazníků,
  • ženy pociťují žízeň po 45 minutách, muži po 30 minutách (zároveň je u každého zákazníka toto číslo generováno náhodně dle Poissonova rozdělení),
  • na základě dat v procesu se tato doba může prodloužit u žen na 180 minut a mužů na 120 minut (zároveň je u každého zákazníka toto číslo generováno náhodně dle Poissonova rozdělení),
  • v případě, že tento čas nastane se zákazníkova barva změní na červenou barvu,
• thirsty_customer_move
  • v návaznosti na metodu „thirsty_customer“ se ženy a muži rozhodují v případě pociťování žízně, které je v modelu viditelné pomocí červeného znázornění avatara, k zamíření k nejbližšímu nápojovému stánku,
• thirsty_waiting_customer
  • tato metoda popisuje čekání návštěvníků na výdej nápoje,
  • doba čepování nápoje a placení je stanovena na 3 minuty (ticky),
  • poté se zákazník vydává zpět do oblasti pódia,
• needtopee_customer
  • v této metodě je zakotvená základní logika pro rozhodování o potřebě močení návštěvníků,
  • ženy pociťují potřebu močení po naplnění močového měchýře mezi 150 - 250 ml tekutinami, muži pociťují potřebu močení po naplnění močového měchýře mezi 300 - 400 ml tekutinami
  • množství tekutin v močovém měchýři je počítáno na základě počtu vypitých půllitrových nápojů a je násobeno koeficientem, který znázorňuje vstřebávání nápojů v těle - u mužů je tento koeficient určen náhodně na základě Poissonova rozdělení s průměrem 0,2, u žen s průměrem 0,15,
  • pakliže se v modelu vyskytuje velké množství návštěvníků potřebujících močit, tak je kapacita močových měchýřů mužských návštěvníků rozšířena na 400 - 500 ml, u ženských návštěvníků 250 - 350 ml,
  • v případě, že tento čas nastane se zákazníkova barva změní na oranžovou barvu,
• needtopee_customer_move
  • v návaznosti na metodu „needtopee_customer“ se ženy a muži rozhodují v případě pociťování nutkání močení, které je v modelu viditelné pomocí oranžového znázornění avatara, k zamíření k nejbližší TOITOI,
• needtopee_waiting_customer
  • tato metoda popisuje močení návštěvníků v TOITOI,
  • na základě výzkumu byla určena doba močení mužů na 3 minuty, u žen byla tato doba určena na 5, minut,
  • poté se návštěvník vydává zpět do oblasti pódia,
• free_pee_customers
  • v případě, že návštěvník čeká ve frontě delší dobu než je očekávaná, tak se vydává do oblasti volného močení mimo TOITOI a postupuje dle stejné logiky jako v metodě „needtopee_waiting_customer",
• waiting_customer
  • tato metoda poskytuje vstupy pro výpočet aktuálního čekacího času na nápoj nebo TOITOI,
• set-unhappy_customers
  • v rámci procesu se u návštěvníků propisuje tzv. „unhappy index",
    • v případě delší doby čekání na nápoj než 30 minut se připočítává u všech návštěvníků 1 bod k indexu,
    • v případě delší doby čekání na TOITOI než 30 minut se připočítává u všech návštěvníků 1 bod k indexu,
    • v případě nutnosti močení mimo TOITOI se připočítávají u mužů 3 body k indexu, u žen 4 body k indexu,
    • pokud z festivalu odchází zákazník, který pociťuje potřebu močení nebo žízeň, tak jsou mu připočteny 4 body k indexu,
• setup-end_of_festival
  • v průběhu festivalu se neustále kontroluje doba trvání festivalu,
  • v případě, že je festival u konce se návštěvníci, kteří nestojí frontu na nápoj, nebo nepociťují potřebu močit uchýlí k odchodu,
  • dvě hodiny po ukončení festivalu se většinou již zavírá celý areál a tudíž i zákazníci žízniví a pociťující nutkání močit opouští areál festivalu.

Kód

Zdrojové soubory simulace:

Zdroje

Vyhláška č. 268/2009 Sb., § 41, odst. 5: Vyhláška o technických požadavcích na stavby. 2009. Dostupné také z: https://www.zakonyprolidi.cz/cs/2009-268#p41