Simulace plastového znečištění oceánů
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 souřadni 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.
Nastavitelné parametry
Sběrné lodě
Počet lodí: V kódu jako boats-num, umožňuje nastavit počet sběrných lodí, které se úklidu účastní.
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
