http://www.simulace.info/api.php?action=feedcontributions&user=Monika&feedformat=atomSimulace.info - User contributions [en]2024-03-29T12:43:33ZUser contributionsMediaWiki 1.31.1http://www.simulace.info/index.php?title=Vyu%C5%BEit%C3%AD_no%C4%8Dn%C3%ADho_parkovi%C5%A1t%C4%9B_(Netlogo)&diff=13398Využití nočního parkoviště (Netlogo)2017-06-04T19:56:24Z<p>Monika: /* Závěr */</p>
<hr />
<div>== Zadání ==<br />
<br />
<b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy<br />
<br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)<br />
<br><b>Autor:</b> Bc. Monika Vampolová<br />
<br><b>Typ modelu:</b> Multiagentní<br />
<br><b>Modelovací nástroj:</b> NetLogo 6.0.1<br />
<br />
== Definice problému ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace zkoumá noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy v závislosti na jejich cenách. Ve zkoumané oblasti bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť v parkovacím automatu. Pokud řidič nenajde místo na parkování za určitý čas či pokud jsou místa obsazena, tuto oblast opustí.</p> <br />
<br />
<p align="justify">Obyvatelé se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Ve zkoumané oblasti se nyní nachází 153 registrovaných vlastníků aut.</p><br />
<br />
<p align="justify">Z vykonaného průzkumu vyplynulo, že zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. Aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout).</p><br />
<br />
<p align="jusify">Současně je ve zkoumané oblasti 177 parkovacích míst, z toho 67 v první zóně, 34 ve druhé, 32 ve třetí a 44 ve čtvrté parkovací zóně.</p><br />
=== <i>Cíl</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů, jež představují ceny jednotlivých zón, a počet parkujících osob, simulace zkoumá, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Dále zkoumá, zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit. V neposlední řadě se simulace zaměřuje na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež tyto parkovací zóny pro Prahu představují. Konkrétní cíl lze tedy shrnout následovně:</p><br />
<p align="center"><i>„Nastavit ceny jednotlivých zón tak, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce.“</i></p><br />
<br />
== Metoda ==<br />
<p align="justify">Pro tuto simulaci se ukázalo být nejlepším programovatelným prostředím NetLogo, jež umožnuje zkoumat rozdíly jednotlivých výsledků v závislosti na přenastavení vstupních parametrů. Jelikož jednotlivé agenty pracují nezávisle na sobě, toto simulační prostředí umožňuje prozkoumat chování jednotlivých jedinců, stejně dobře jako jejich vzájemnou interakci.</p> <br />
<p align="justify">K procentuálnímu rozdělení obyvatel do kategorií zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti byly použity statistiky Českého statistického úřadu<ref>CENTRUM PRO KOMUNITNÍ PRÁCI STŘEDNÍ ČECHY, 2012. Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10 [online]. Praha [cit. 2017-06-03]. Dostupné z: http://socialniportal.praha10.cz/Portals/12/Dokumenty%20-%20kpss/oso_soc_dem_anal.pdf</ref> a Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10<ref>ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Městské části hlavního města Prahy [online]. Praha, 2016 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: https://www.czso.cz/csu/xa/mesta_a_obce.</ref><ref>ÚTVAR ROZVOJE HL. MĚSTA PRAHY. Statistické údaje 2012: Územně analytické podklady hlavního města Prahy [online]. Praha, 2012 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: http://www.iprpraha.cz/uploads/assets/soubory/data/UAP/UAP2012/priloha_statisticke_udaje_uap_2012.pdf</ref>.</p><br />
<p align="justify">Pro výši cen, jež jsou dané skupiny ochotny zaplatit za noční parkování, byl vykonán průzkum. Z každé relevantní skupiny bylo osloveno deset zástupců, jejichž názory na výši cen parkovacích míst byly zprůměrovány.</p> <br />
<p align="justify">V neposlední řadě byly ověřeny informace o rozdělení parkovacích zón na Magistrátu hlavního města Prahy.</p><br />
<br />
== Model - detailní popis ==<br />
=== <i>Omezení modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Všechna auta přijíždí parkovat ve stejný čas a zůstávají na parkovišti přes noc.</li><br />
<li>Cena za parkování se platí každý večer zvlášť v parkovacím automatu – parkovací karty tato simulace nezohledňuje.</li><br />
<li>Základní model počítá se 153 registrovanými řidiči v této oblasti. V nynější době je však možné registrovat automobil i v jiné části než v místě trvalého bydliště. Počet pravidelně parkujících řidičů se tak hůře odhaduje a počet 153 (+ ostatní nepředvídatelní řidiči) nemusí být úplně přesný.</li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst (ovlivnění viditelnosti jednotlivých míst). Nejsou tak brány v potaz další možné příjezdy a odjezdy, jak je tomu ve většině případů ve skutečnosti (viz Možná rozšíření modelu).</li> <br />
<li>Auta nemají předem dané silnice , tudíž se pohybují libovolně (viz Možná rozšíření modelu).</li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Popis modelu</i> ===<br />
<p align="justify">Předmětem simulace je vymezená část Prahy, jež obsahuje 177 parkovacích míst. Tento počet je nastaven defaultně a nelze měnit (stejně jako v praxi není jednoduché přistavět nová parkovací místa). Místa jsou rozdělena a barevně označena do čtyř zón v závislosti na jejich cenách. Počet registrovaných řidičů této oblasti je 153, nicméně na parkovišti parkují i automobily registrované jinde, tudíž je tento vstup variabilní. [[File:Inicializace.PNG|right|thumb|400px|frame|Inicializace]]Logika simulace je značně přímočará. Auta přijíždějí z jednoho místa a hledají místo k zaparkování. Pokud je místo volné a řidiči jsou ochotni zaplatit určitý obnos, pak zaparkují. Pokud ne, hledají místo dál.</p><br />
<br />
==== <i>Inicializace</i> ==== <br />
<br />
<p> = nastavení simulace před jejím spuštěním</p><br />
<p align="justify">Před samotným spuštěním simulace se inicializují volná parkovací místa jednotlivých zón, jež jsou barevně označena. </p><br />
<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| 1. zóna || červená <br />
|-<br />
| 2. zóna || oranžová <br />
|-<br />
| 3. zóna || zelená <br />
|-<br />
| 4. zóna || modrá <br />
|}<br />
<br />
<p align="justify">Dále se inicializují čtyři šedé budovy, do nichž agenty během simulace nesmí vjet či narazit a také výjezd z této čtvrti (exit). V neposlední řadě se inicializují řidiči dle rozdělení: 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných, 30% důchodců a 13% studentů. V ukazatelích se vyplní vstupní hodnoty ohledně obsazenosti jednotlivých zón a rozvržení obyvatelstva do čtyř skupin. </p><br />
<br />
==== <i>Spuštění simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Při spuštění simulace přijíždí jednotliví řidiči do dané oblasti a hledají volná místa k zaparkování. Vždy se „zeptají“ parkovacího místa kolik stojí a tuto informaci porovnají se svou preferencí. Pokud s cenou souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují, jinak pokračují v hledání. Veškeré statistiky se průběžně zaznamenávají, čímž je uživateli umožněno sledovat vývoj výsledků.</p> <br />
<br />
==== <i>Ukončení simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Simulace končí ve třech možných variantách. První je skutečnost, že by veškerá přijíždějící auta zaparkovala. Druhou skutečností je, že za určitý čas bude zaplněno 80% parkovacích míst, nezaparkovaní řidiči přestanou hledat a oblast opustí. Třetí situace nastane, pokud sice není obsazeno 80% míst, nicméně řidiči hledají místa už moc dlouho, ztratí trpělivost a oblast opustí.</p> <br />
<br />
=== <i>Agenty a jejich vlastnosti</i> ===<br />
<p align="justify">Zde je uveden výčet agentů simulace včetně jejich vlastností. </p><br />
<br />
<b>People</b> – představují řidiče<br />
<ul><br />
<li>Headx – xsová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Heady – ypsilonová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Pace – aktuální rychlost řidiče v závislosti na tom, zda je v pohybu či je zaparkován </li><br />
</ul><br />
! u agentů <i>people</i> je důležitá jejich barva. Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev.<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center"<br />
| Yellow || Zaměstnaný <br />
|-<br />
| Violet || Nezaměstnaný <br />
|-<br />
| Gray || Důchodce <br />
|-<br />
| Lime || Student<br />
|-<br />
| Color 47 (světle žlutá) || Zaparkované auto <br />
|}<br />
<br />
<b>Parking_zones</b> – představují jednotlivé parkovací zóny <br />
<ul><li>Posx – xsová souřadnice překážky</li><br />
<li>Posy – ypsilonová souřadnice překážky</li> <br />
! u agenta <i>parking_zones</i> je velmi důležitá barva patche („dlaždice plátna“). Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev. <br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| Red || 1.zóna <br />
|-<br />
| Orange ||2.zóna <br />
|-<br />
| Green || 3.zóna <br />
|-<br />
| Blue || 4.zóna<br />
|-<br />
| Black || Okraj městské části<br />
|}<br />
<br />
<b>Buildings</b> – představují budovy, do kterých nesmí agenty během simulace narazit</p><br />
<ul><li>Buildx – xsová souřadnice budovy</li><br />
<li>Buildy – ypsilonová souřadnice budovy </li></ul> <br />
<br />
<b>Exits</b> – představují výjezdy z dané oblasti, přičemž preferovaný je výjezd na druhé straně města, neboť při poslední cestě přes město je ještě možné nějaké volné místo najít <br />
<ul><li>Doorx – xsová souřadnice výjezdu</li> <br />
[[File:Initial.png|right|thumb|frame|Vstupní parametry]]<br />
<li>Doory – ypsilonová souřadnice výjezdu </li> </ul> <br />
<br />
=== <i>Vstupní parametry modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Počet parkovacích míst – pevně stanoveno na hodnotu 177</li><br />
<li>Počet řidičů přijíždějících do oblasti – posuvníkem nastavitelná hodnota od 0 do 10</li><br />
<li>Cena 1. zóny – posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 2. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 3. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 4. Zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100 </li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Ovládání simulace</i> ===<br />
<ul><li>Setup – zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<li>Go – spustí vlastní simulaci (opětovným klikem na toto tlačítko se simulace pozastaví, pro její spuštění od začátku je však nutné znovu kliknout na „setup“ pro inicializaci nového prostředí)</li></ul><br />
<br />
=== <i>Procedury simulace</i> ===<br />
<br />
<ol><li><b>Metoda to setup</b> - zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<ul><li><b>clear-all</b> – smažou se veškerá data z předchozích simulací</li><br />
<li><b>setup-parking_zones</b> – tato metoda vytvoří zóny pro parkování podle neměnných předpokladů (stejně jako v reálném světě)</li> <br />
<li><b>setup-buildings</b> – tato metoda vytvoří domy, do kterých agenty nemohou během simulace narazit (s budovami se během simulace nedá hýbat)</li><br />
<li><b>setup-exits</b> – tato metoda vytvoří výjezdy, jež agenty využijí v případě již moc dlouhého hledání volného místa</li><br />
<li><b>setup-room</b> – tato metoda vykresluje veškeré objekty místnosti (parkovací zóny, domy a exity) včetně jejich barevného rozvržení a dále vykresluje podlahu v barvě brown + 5</li><br />
<li><b>setup-people</b> - tato metoda generuje jednotlivé řidiče do čtyř kategorií (zaměstnaný, nezaměstnaný, důchodce, student). Agenty <i>people</i> mají nejprve nepředvídatelný směr pohybu, velikost 1, tvar auta a rychlost pohybu dle náhodného normálního rozdělení. </li><br />
<pre><br />
to setup-people<br />
create-people persons<br />
<br />
ask people [<br />
<br />
set heading random xcor<br />
set heading random ycor<br />
<br />
set size 1<br />
set shape "car"<br />
set pace random-normal 1 0.2<br />
<br />
if random 100 < 50 [<br />
set color yellow<br />
set employees employees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 7 [<br />
set color violet<br />
set unemployees unemployees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 30 [<br />
set color gray<br />
set retirees retirees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 13 [<br />
set color lime<br />
set students students + 1]<br />
]<br />
<br />
end<br />
<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>adjust-prices</b> – metoda udávající cenu parkovacího místa v závislosti na barvě <i>parking_zone</i> (ceny zón jsou variabilními vstupními parametry)</li><br />
<pre><br />
to adjust-prices<br />
ask patches [<br />
if pcolor = red [<br />
set price zona1]<br />
<br />
if pcolor = orange [<br />
set price zona2]<br />
<br />
if pcolor = blue[<br />
set price zona3<br />
]<br />
<br />
if pcolor = green[<br />
set price zona4<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>reset-ticks</b> – návrat k výchozímu nastavení ticků (= počtu kroků/času)</li><br />
<p>(v této simulaci: 1 tick = 1 s)</p><br />
</ul><br />
<li><b>Metoda to go</b> – spuštění vlastní simulace</li><br />
<ul><li><b>make-step</b> – metoda zajišťující pohyb každého řidiče. Řidič se může posunout dopředu (rychlostí, jež byla definována metodou to <i>create-people</i>) pokud se před ním nikdo nenachází. Pokud je místo obsazené, podívá se, zda se nikdo nenachází o 45 stupňů vpravo nebo vlevo, anebo o 90 stupňů vpravo a posune se tam, kde je volné místo. Tato skutečnost simuluje reálné chování řidičů, jež se překážku snaží objet, jak jen se dá.</li><br />
<pre><br />
to make-step<br />
ask people [<br />
<br />
ifelse (patch-ahead pace != nobody) and ((not any? turtles-on patch-ahead pace) or<br />
((count turtles-on patch-ahead pace = 1) and<br />
(one-of turtles-on patch-ahead pace = self))) [<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-right-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 45 pace) [<br />
right 45<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 45 pace)[<br />
left 45<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 90 pace)[<br />
left 90<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
if (patch-right-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 90 pace) [<br />
right 90<br />
jump pace<br />
<br />
]]<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>park-employees, park-unemployees, park-retirees, park-students</b> – na parkoviště přijíždí řidiči různých kategorií (zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti). Vždy se zeptají <i>parking_zone</i> (parkovacího místa) na cenu, a pokud s ní souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují. Pokud ne, hledají dál.</li><br />
<pre><br />
to park-employees<br />
ask people with [color = yellow] [<br />
if ((patch-here != nobody) and ((not any? turtles-on patch-here ) or ((count turtles-on patch-here = 1) and(one-of turtles-on patch-here = self)))) [<br />
ask patch-here [<br />
if (price >= 30 and price <= 80)[<br />
ask myself[<br />
set pace 0<br />
set parked-employees parked-employees + 1<br />
set parked parked + 1<br />
set color 46<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>avoid</b> – metoda <i>to avoid</i> zajišťuje vyhnutí se budovám (pokud se řidič příliš přiblíží budově, kousek zacouvá a změní směr)</li><br />
<pre><br />
to avoid<br />
ask people [<br />
if(any? neighbors with [pcolor = grey])[<br />
back 3<br />
right 45<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>leave</b> – metoda <i>to leave</i> má na starosti řidiče, jež ztratí s parkováním trpělivost. Pokud je zaplněno více než 80% všech parkovacích míst či pokud uplyne 2000 ticků (= 2000s = 33 minut), řidič parkování vzdá a oblast opustí.</li><br />
<pre><br />
to leave<br />
if ((((parked / persons) = 1) or ((zona-1 + zona-2 + zona-3 + zona-4) / 177 > 0.80)) or (ticks > 1500))[<br />
ask people [<br />
<br />
facexy xcor 64<br />
facexy ycor 64<br />
<br />
ask patch-here [<br />
if (pcolor = brown) [<br />
ask myself [<br />
die<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>edge</b> – pokud se řidič přiblíží okraji sledované oblasti, změní směr a vrací se blíže parkovacím místům</li><br />
<li><b>count-zona1, count-zona2, count-zona3, count-zona4</b> - tyto metody počítají počet zaparkovaných aut v jednotlivých zónách. Pokud řidič zaparkuje, jeho barva se změní na barvu zaparkování (color 47), ale především se připočítá do statistik zaparkovaného auta v dané zóně.</li><br />
<pre><br />
to count-zona1<br />
ask people with [color = 46 or color = 116 or color = 6 or color = 66][<br />
ask patch-here [<br />
if(pcolor = red)[<br />
ask myself[<br />
set zona-1 zona-1 + 1<br />
set color 47<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b> if ((not any? people with [pace != 0]) or (ticks > 2500))[stop]</b> - zastavení simulace, pokud jsou všechna auta zaparkována či pokud čas hledání volného místa dosáhne 42 minut. Tato podmínka zajišťuje ukončení simulace i v případě, že by bylo nějaké auto zablokováno jiným a jejich odblokování by trvalo déle než 33 minut (viz <i>leave</i> metoda).<br />
</ul><br />
</ol><br />
<br />
=== <i>Sledované ukazatele</i> === <br />
Vývoj důležitých ukazatelů je sledován průběžně během simulace.</li> <br />
<ul><li><b>Celkem zaparkovaných</b> – celkové množství zaparkovaných aut</li><br />
<li><b>Zaparkovaní v %</b> - ukazuje kolik % z celkového počtu řidičů našlo parkovací místo</li><br />
<li><b>Zaparkovaní zaměstnaní, zaparkovaní nezaměstnaní, zaparkovaní důchodci, zaparkovaní studenti</b> – statistiky ohledně zaparkovaných aut jednotlivých kategorií + jejich procentuální vyjádření z celkového množství osob dané kategorie</li><br />
<li><b>Volná místa celkem</b> – ukazuje, kolik zbývá volných míst ze 177 možných</li><br />
<li><b>Obsazenost všech parkovacích míst</b> – ukazatel ukazující procentuální obsazenost veškerých parkovacích míst</li><br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – ukazuje kolik aut je v jednotlivých zónách zaparkováno </li><br />
<ul><br />
<li>+ jejich procentuální vyjádření k celkovému počtu dostupných míst jednotlivých zón</li><br />
<li>+ ukazatel zbývajících volných míst dané zóny</li></ul><br />
<li><b>Tržby celkem</b> – ukazatel ukazující kolik městská část utrží celkem za parkování ve všech zónách</li> <br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – kolik městská část utží za parkování v jednotlivých zónách</li><br />
<li><b>Graf</b> - ukazuje parkování v jednotlivých zónách s přibývajícím časem<li><br />
[[File:75.PNG|center|thumb|700px|frame|Sledované ukazatele]]<br />
<br />
=== <i>Grafické rozhraní simulace</i> === <br />
Níže je uvedeno grafické rozhraní simulace <i>Využití nočního parkoviště.</i> <br />
[[File:Rozhraní.PNG|center|thumb|1100px|frame|Grafické rozhraní simulace]]<br />
<br />
== Výsledky simulace ==<br />
<p align="justify">Jelikož simulace v této části Prahy předpokládá 153 vlastníků automobilů, předpokládá taktéž v této oblasti jejich parkování a přidává dalších 47 náhodných parkujících (např. ze sousedících městských částí Prahy, apod.). Celkově bylo zkoumáno jedenáct různých nastavení cen parkovacích zón pro 200 parkujících osob. Jednotlivé výsledky simulací lze nalézt mezi soubory ke stažení (viz [[#Soubory ke stažení|Soubory ke stažení]]). Dále byla simulace dvakrát spuštěna pro 300 parkujících osob, 500 osob a poté jednou pro tisíc osob. Jelikož jsou parkovací místa pevně daná a jejich kapacita je přesně 177, je evidentní, že při počtu 1000 osob budou veškerá místa obsazena, nicméně zaparkovaných lidí bude jen okolo 18%.</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulka shrnuje nejdůležitější zaznamenané výsledky.</p><br />
[[File:VR.PNG|center|900px]]<br />
<br />
<p align="justify">Z tabulky je patrné, že při příjezdu 200 řidičů není nastavení cen jednotlivých zón zcela přímočaré, nicméně nynější nastavení cen se nedá považovat za optimální. Následující tabulky ukazují detailnější výsledky nynější varianty.</p><br />
[[File:Ceny_nyní.PNG|center|800px|]]<br />
<br />
<p align="justify"> Nejvyšší procentuální počet zaparkovaných aut byl dosažen při nastavení cen č. 9, obsazenost všech míst byla taktéž nejvyšší, nicméně tržby malinko pokulhávaly. Nejvyšší tržba byla naopak při nastavení č. 10, nicméně procentuální obsazenost všech míst nebyla optimální. Pokud vezmeme v úvahu nastavení č. 4, procentuální počet zaparkovaných aut byl druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost všech míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-).</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulky ukazují podrobné výsledky čtvrté varianty nastavení cen. Graf této varianty udává, jak se měnila obsazenost jednotlivých zón s přibývajícím časem.</p><br />
[[File:4_1.png|center|800px|]]<br />
<br><br />
[[File:60.PNG|center|thumb|frame|800px|Ukazatelé čtvrté varianty nastavení cen]]<br />
<br />
== Závěr ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace měla za cíl nastínit noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy v závislosti na jejich cenách a celkové tržby pro Prahu z parkování v této oblasti. Jak se ukázalo, výsledné nastavení cen je velmi diskutabilní a odvíjí se od toho, jaké má tato městská část Prahy preference (výše tržeb, spokojenost řidičů či celková obsazenost parkovacích míst). Pokud by městská část tolik nehleděla na své tržby, pak by se optimálním řešením jevilo nastavení cen č. 9.</p><br />
<p align="justify">Z mého pohledu si ovšem myslím, že nejoptimálnějším řešením je čtvrté nastavení cen. Rozdíl oproti deváté variantě není v obsazenosti míst a počtu zaparkovaných řidičů tak velký, nicméně v tržbách je značně viditelný. Ze čtyř zón by se vytvořily pouze dvě, jež by se lišily deseti korunami za noc (60,- a 50,-). Procentuální počet zaparkovaných aut byl při tomto nastavení cen druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-). Celkové tržby za parkování přesáhly i tržby při nastavení nejvyšších možných cen všech zón, jež jsou jednotlivé kategorie řidičů ochotny za parkování zaplatit.</p><br />
<br />
=== <i>Možná rozšíření modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Simulace by mohla zohledňovat parkovací karty residentů dané oblasti a sledovat vývoj tržeb v závislosti na počtu a ceně takovýchto karet.</li> <br />
<li>Simulace nezohledňuje, zda řidiči tuto oblast znají či nikoli. Jistá znalost parkovacích míst by zajisté ovlivnila rychlost, ale taktéž zaplněnost jednotlivých zón, neboť by řidiči hledali místa k zaparkování pravděpodobně kratší dobu.</li> <br />
<li>Auta nemají předepsané silnice, po kterých se mohou pohybovat. Rozšířením by bylo nastavení silnic (včetně jednosměrek, zákazu otáčení, apod.). </li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst, což ovlivňuje viditelnost jednotlivých parkovacích míst. Rozšířením by mohlo být více vjezdů do dané oblasti, jako je tomu v reálném světě.</li></ul><br />
<br />
=== <i>Zhodnocení naplnění cíle</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Cílem této simulace bylo pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů zjistit, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit a v neposlední řadě na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež tyto parkovací zóny pro Prahu představují. </p><br />
<p align="justify">Provedením simulace byla nalezena odpověď na otázku: <i>„Jak by měly být ceny nastaveny, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce?“</i>. Odpovědi jsou dvě, přičemž záleží na preferencích městské části Prahy. Pokud je preference této městské části spokojenost obyvatel a využití co nejvíce parkovacích míst, poté se nejoptimálnější variantou jeví nastavení č. 9. Pokud se do preferencí řadí ještě tržby za parkování, pak je optimálním řešením nastavení cen čtvrté.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
== Soubory ke stažení ==<br />
<br />
[[File:Parkoviste.nlogo]] | Vlastní simulace v programu NetLogo 6.0.1<br />
[[File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx]] | Pomocný soubor se všemi výsledky (excel)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Vyu%C5%BEit%C3%AD_no%C4%8Dn%C3%ADho_parkovi%C5%A1t%C4%9B_(Netlogo)&diff=13397Využití nočního parkoviště (Netlogo)2017-06-04T19:46:17Z<p>Monika: /* Metoda */</p>
<hr />
<div>== Zadání ==<br />
<br />
<b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy<br />
<br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)<br />
<br><b>Autor:</b> Bc. Monika Vampolová<br />
<br><b>Typ modelu:</b> Multiagentní<br />
<br><b>Modelovací nástroj:</b> NetLogo 6.0.1<br />
<br />
== Definice problému ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace zkoumá noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy v závislosti na jejich cenách. Ve zkoumané oblasti bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť v parkovacím automatu. Pokud řidič nenajde místo na parkování za určitý čas či pokud jsou místa obsazena, tuto oblast opustí.</p> <br />
<br />
<p align="justify">Obyvatelé se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Ve zkoumané oblasti se nyní nachází 153 registrovaných vlastníků aut.</p><br />
<br />
<p align="justify">Z vykonaného průzkumu vyplynulo, že zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. Aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout).</p><br />
<br />
<p align="jusify">Současně je ve zkoumané oblasti 177 parkovacích míst, z toho 67 v první zóně, 34 ve druhé, 32 ve třetí a 44 ve čtvrté parkovací zóně.</p><br />
=== <i>Cíl</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů, jež představují ceny jednotlivých zón, a počet parkujících osob, simulace zkoumá, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Dále zkoumá, zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit. V neposlední řadě se simulace zaměřuje na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež tyto parkovací zóny pro Prahu představují. Konkrétní cíl lze tedy shrnout následovně:</p><br />
<p align="center"><i>„Nastavit ceny jednotlivých zón tak, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce.“</i></p><br />
<br />
== Metoda ==<br />
<p align="justify">Pro tuto simulaci se ukázalo být nejlepším programovatelným prostředím NetLogo, jež umožnuje zkoumat rozdíly jednotlivých výsledků v závislosti na přenastavení vstupních parametrů. Jelikož jednotlivé agenty pracují nezávisle na sobě, toto simulační prostředí umožňuje prozkoumat chování jednotlivých jedinců, stejně dobře jako jejich vzájemnou interakci.</p> <br />
<p align="justify">K procentuálnímu rozdělení obyvatel do kategorií zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti byly použity statistiky Českého statistického úřadu<ref>CENTRUM PRO KOMUNITNÍ PRÁCI STŘEDNÍ ČECHY, 2012. Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10 [online]. Praha [cit. 2017-06-03]. Dostupné z: http://socialniportal.praha10.cz/Portals/12/Dokumenty%20-%20kpss/oso_soc_dem_anal.pdf</ref> a Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10<ref>ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Městské části hlavního města Prahy [online]. Praha, 2016 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: https://www.czso.cz/csu/xa/mesta_a_obce.</ref><ref>ÚTVAR ROZVOJE HL. MĚSTA PRAHY. Statistické údaje 2012: Územně analytické podklady hlavního města Prahy [online]. Praha, 2012 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: http://www.iprpraha.cz/uploads/assets/soubory/data/UAP/UAP2012/priloha_statisticke_udaje_uap_2012.pdf</ref>.</p><br />
<p align="justify">Pro výši cen, jež jsou dané skupiny ochotny zaplatit za noční parkování, byl vykonán průzkum. Z každé relevantní skupiny bylo osloveno deset zástupců, jejichž názory na výši cen parkovacích míst byly zprůměrovány.</p> <br />
<p align="justify">V neposlední řadě byly ověřeny informace o rozdělení parkovacích zón na Magistrátu hlavního města Prahy.</p><br />
<br />
== Model - detailní popis ==<br />
=== <i>Omezení modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Všechna auta přijíždí parkovat ve stejný čas a zůstávají na parkovišti přes noc.</li><br />
<li>Cena za parkování se platí každý večer zvlášť v parkovacím automatu – parkovací karty tato simulace nezohledňuje.</li><br />
<li>Základní model počítá se 153 registrovanými řidiči v této oblasti. V nynější době je však možné registrovat automobil i v jiné části než v místě trvalého bydliště. Počet pravidelně parkujících řidičů se tak hůře odhaduje a počet 153 (+ ostatní nepředvídatelní řidiči) nemusí být úplně přesný.</li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst (ovlivnění viditelnosti jednotlivých míst). Nejsou tak brány v potaz další možné příjezdy a odjezdy, jak je tomu ve většině případů ve skutečnosti (viz Možná rozšíření modelu).</li> <br />
<li>Auta nemají předem dané silnice , tudíž se pohybují libovolně (viz Možná rozšíření modelu).</li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Popis modelu</i> ===<br />
<p align="justify">Předmětem simulace je vymezená část Prahy, jež obsahuje 177 parkovacích míst. Tento počet je nastaven defaultně a nelze měnit (stejně jako v praxi není jednoduché přistavět nová parkovací místa). Místa jsou rozdělena a barevně označena do čtyř zón v závislosti na jejich cenách. Počet registrovaných řidičů této oblasti je 153, nicméně na parkovišti parkují i automobily registrované jinde, tudíž je tento vstup variabilní. [[File:Inicializace.PNG|right|thumb|400px|frame|Inicializace]]Logika simulace je značně přímočará. Auta přijíždějí z jednoho místa a hledají místo k zaparkování. Pokud je místo volné a řidiči jsou ochotni zaplatit určitý obnos, pak zaparkují. Pokud ne, hledají místo dál.</p><br />
<br />
==== <i>Inicializace</i> ==== <br />
<br />
<p> = nastavení simulace před jejím spuštěním</p><br />
<p align="justify">Před samotným spuštěním simulace se inicializují volná parkovací místa jednotlivých zón, jež jsou barevně označena. </p><br />
<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| 1. zóna || červená <br />
|-<br />
| 2. zóna || oranžová <br />
|-<br />
| 3. zóna || zelená <br />
|-<br />
| 4. zóna || modrá <br />
|}<br />
<br />
<p align="justify">Dále se inicializují čtyři šedé budovy, do nichž agenty během simulace nesmí vjet či narazit a také výjezd z této čtvrti (exit). V neposlední řadě se inicializují řidiči dle rozdělení: 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných, 30% důchodců a 13% studentů. V ukazatelích se vyplní vstupní hodnoty ohledně obsazenosti jednotlivých zón a rozvržení obyvatelstva do čtyř skupin. </p><br />
<br />
==== <i>Spuštění simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Při spuštění simulace přijíždí jednotliví řidiči do dané oblasti a hledají volná místa k zaparkování. Vždy se „zeptají“ parkovacího místa kolik stojí a tuto informaci porovnají se svou preferencí. Pokud s cenou souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují, jinak pokračují v hledání. Veškeré statistiky se průběžně zaznamenávají, čímž je uživateli umožněno sledovat vývoj výsledků.</p> <br />
<br />
==== <i>Ukončení simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Simulace končí ve třech možných variantách. První je skutečnost, že by veškerá přijíždějící auta zaparkovala. Druhou skutečností je, že za určitý čas bude zaplněno 80% parkovacích míst, nezaparkovaní řidiči přestanou hledat a oblast opustí. Třetí situace nastane, pokud sice není obsazeno 80% míst, nicméně řidiči hledají místa už moc dlouho, ztratí trpělivost a oblast opustí.</p> <br />
<br />
=== <i>Agenty a jejich vlastnosti</i> ===<br />
<p align="justify">Zde je uveden výčet agentů simulace včetně jejich vlastností. </p><br />
<br />
<b>People</b> – představují řidiče<br />
<ul><br />
<li>Headx – xsová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Heady – ypsilonová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Pace – aktuální rychlost řidiče v závislosti na tom, zda je v pohybu či je zaparkován </li><br />
</ul><br />
! u agentů <i>people</i> je důležitá jejich barva. Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev.<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center"<br />
| Yellow || Zaměstnaný <br />
|-<br />
| Violet || Nezaměstnaný <br />
|-<br />
| Gray || Důchodce <br />
|-<br />
| Lime || Student<br />
|-<br />
| Color 47 (světle žlutá) || Zaparkované auto <br />
|}<br />
<br />
<b>Parking_zones</b> – představují jednotlivé parkovací zóny <br />
<ul><li>Posx – xsová souřadnice překážky</li><br />
<li>Posy – ypsilonová souřadnice překážky</li> <br />
! u agenta <i>parking_zones</i> je velmi důležitá barva patche („dlaždice plátna“). Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev. <br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| Red || 1.zóna <br />
|-<br />
| Orange ||2.zóna <br />
|-<br />
| Green || 3.zóna <br />
|-<br />
| Blue || 4.zóna<br />
|-<br />
| Black || Okraj městské části<br />
|}<br />
<br />
<b>Buildings</b> – představují budovy, do kterých nesmí agenty během simulace narazit</p><br />
<ul><li>Buildx – xsová souřadnice budovy</li><br />
<li>Buildy – ypsilonová souřadnice budovy </li></ul> <br />
<br />
<b>Exits</b> – představují výjezdy z dané oblasti, přičemž preferovaný je výjezd na druhé straně města, neboť při poslední cestě přes město je ještě možné nějaké volné místo najít <br />
<ul><li>Doorx – xsová souřadnice výjezdu</li> <br />
[[File:Initial.png|right|thumb|frame|Vstupní parametry]]<br />
<li>Doory – ypsilonová souřadnice výjezdu </li> </ul> <br />
<br />
=== <i>Vstupní parametry modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Počet parkovacích míst – pevně stanoveno na hodnotu 177</li><br />
<li>Počet řidičů přijíždějících do oblasti – posuvníkem nastavitelná hodnota od 0 do 10</li><br />
<li>Cena 1. zóny – posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 2. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 3. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 4. Zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100 </li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Ovládání simulace</i> ===<br />
<ul><li>Setup – zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<li>Go – spustí vlastní simulaci (opětovným klikem na toto tlačítko se simulace pozastaví, pro její spuštění od začátku je však nutné znovu kliknout na „setup“ pro inicializaci nového prostředí)</li></ul><br />
<br />
=== <i>Procedury simulace</i> ===<br />
<br />
<ol><li><b>Metoda to setup</b> - zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<ul><li><b>clear-all</b> – smažou se veškerá data z předchozích simulací</li><br />
<li><b>setup-parking_zones</b> – tato metoda vytvoří zóny pro parkování podle neměnných předpokladů (stejně jako v reálném světě)</li> <br />
<li><b>setup-buildings</b> – tato metoda vytvoří domy, do kterých agenty nemohou během simulace narazit (s budovami se během simulace nedá hýbat)</li><br />
<li><b>setup-exits</b> – tato metoda vytvoří výjezdy, jež agenty využijí v případě již moc dlouhého hledání volného místa</li><br />
<li><b>setup-room</b> – tato metoda vykresluje veškeré objekty místnosti (parkovací zóny, domy a exity) včetně jejich barevného rozvržení a dále vykresluje podlahu v barvě brown + 5</li><br />
<li><b>setup-people</b> - tato metoda generuje jednotlivé řidiče do čtyř kategorií (zaměstnaný, nezaměstnaný, důchodce, student). Agenty <i>people</i> mají nejprve nepředvídatelný směr pohybu, velikost 1, tvar auta a rychlost pohybu dle náhodného normálního rozdělení. </li><br />
<pre><br />
to setup-people<br />
create-people persons<br />
<br />
ask people [<br />
<br />
set heading random xcor<br />
set heading random ycor<br />
<br />
set size 1<br />
set shape "car"<br />
set pace random-normal 1 0.2<br />
<br />
if random 100 < 50 [<br />
set color yellow<br />
set employees employees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 7 [<br />
set color violet<br />
set unemployees unemployees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 30 [<br />
set color gray<br />
set retirees retirees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 13 [<br />
set color lime<br />
set students students + 1]<br />
]<br />
<br />
end<br />
<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>adjust-prices</b> – metoda udávající cenu parkovacího místa v závislosti na barvě <i>parking_zone</i> (ceny zón jsou variabilními vstupními parametry)</li><br />
<pre><br />
to adjust-prices<br />
ask patches [<br />
if pcolor = red [<br />
set price zona1]<br />
<br />
if pcolor = orange [<br />
set price zona2]<br />
<br />
if pcolor = blue[<br />
set price zona3<br />
]<br />
<br />
if pcolor = green[<br />
set price zona4<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>reset-ticks</b> – návrat k výchozímu nastavení ticků (= počtu kroků/času)</li><br />
<p>(v této simulaci: 1 tick = 1 s)</p><br />
</ul><br />
<li><b>Metoda to go</b> – spuštění vlastní simulace</li><br />
<ul><li><b>make-step</b> – metoda zajišťující pohyb každého řidiče. Řidič se může posunout dopředu (rychlostí, jež byla definována metodou to <i>create-people</i>) pokud se před ním nikdo nenachází. Pokud je místo obsazené, podívá se, zda se nikdo nenachází o 45 stupňů vpravo nebo vlevo, anebo o 90 stupňů vpravo a posune se tam, kde je volné místo. Tato skutečnost simuluje reálné chování řidičů, jež se překážku snaží objet, jak jen se dá.</li><br />
<pre><br />
to make-step<br />
ask people [<br />
<br />
ifelse (patch-ahead pace != nobody) and ((not any? turtles-on patch-ahead pace) or<br />
((count turtles-on patch-ahead pace = 1) and<br />
(one-of turtles-on patch-ahead pace = self))) [<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-right-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 45 pace) [<br />
right 45<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 45 pace)[<br />
left 45<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 90 pace)[<br />
left 90<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
if (patch-right-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 90 pace) [<br />
right 90<br />
jump pace<br />
<br />
]]<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>park-employees, park-unemployees, park-retirees, park-students</b> – na parkoviště přijíždí řidiči různých kategorií (zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti). Vždy se zeptají <i>parking_zone</i> (parkovacího místa) na cenu, a pokud s ní souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují. Pokud ne, hledají dál.</li><br />
<pre><br />
to park-employees<br />
ask people with [color = yellow] [<br />
if ((patch-here != nobody) and ((not any? turtles-on patch-here ) or ((count turtles-on patch-here = 1) and(one-of turtles-on patch-here = self)))) [<br />
ask patch-here [<br />
if (price >= 30 and price <= 80)[<br />
ask myself[<br />
set pace 0<br />
set parked-employees parked-employees + 1<br />
set parked parked + 1<br />
set color 46<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>avoid</b> – metoda <i>to avoid</i> zajišťuje vyhnutí se budovám (pokud se řidič příliš přiblíží budově, kousek zacouvá a změní směr)</li><br />
<pre><br />
to avoid<br />
ask people [<br />
if(any? neighbors with [pcolor = grey])[<br />
back 3<br />
right 45<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>leave</b> – metoda <i>to leave</i> má na starosti řidiče, jež ztratí s parkováním trpělivost. Pokud je zaplněno více než 80% všech parkovacích míst či pokud uplyne 2000 ticků (= 2000s = 33 minut), řidič parkování vzdá a oblast opustí.</li><br />
<pre><br />
to leave<br />
if ((((parked / persons) = 1) or ((zona-1 + zona-2 + zona-3 + zona-4) / 177 > 0.80)) or (ticks > 1500))[<br />
ask people [<br />
<br />
facexy xcor 64<br />
facexy ycor 64<br />
<br />
ask patch-here [<br />
if (pcolor = brown) [<br />
ask myself [<br />
die<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>edge</b> – pokud se řidič přiblíží okraji sledované oblasti, změní směr a vrací se blíže parkovacím místům</li><br />
<li><b>count-zona1, count-zona2, count-zona3, count-zona4</b> - tyto metody počítají počet zaparkovaných aut v jednotlivých zónách. Pokud řidič zaparkuje, jeho barva se změní na barvu zaparkování (color 47), ale především se připočítá do statistik zaparkovaného auta v dané zóně.</li><br />
<pre><br />
to count-zona1<br />
ask people with [color = 46 or color = 116 or color = 6 or color = 66][<br />
ask patch-here [<br />
if(pcolor = red)[<br />
ask myself[<br />
set zona-1 zona-1 + 1<br />
set color 47<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b> if ((not any? people with [pace != 0]) or (ticks > 2500))[stop]</b> - zastavení simulace, pokud jsou všechna auta zaparkována či pokud čas hledání volného místa dosáhne 42 minut. Tato podmínka zajišťuje ukončení simulace i v případě, že by bylo nějaké auto zablokováno jiným a jejich odblokování by trvalo déle než 33 minut (viz <i>leave</i> metoda).<br />
</ul><br />
</ol><br />
<br />
=== <i>Sledované ukazatele</i> === <br />
Vývoj důležitých ukazatelů je sledován průběžně během simulace.</li> <br />
<ul><li><b>Celkem zaparkovaných</b> – celkové množství zaparkovaných aut</li><br />
<li><b>Zaparkovaní v %</b> - ukazuje kolik % z celkového počtu řidičů našlo parkovací místo</li><br />
<li><b>Zaparkovaní zaměstnaní, zaparkovaní nezaměstnaní, zaparkovaní důchodci, zaparkovaní studenti</b> – statistiky ohledně zaparkovaných aut jednotlivých kategorií + jejich procentuální vyjádření z celkového množství osob dané kategorie</li><br />
<li><b>Volná místa celkem</b> – ukazuje, kolik zbývá volných míst ze 177 možných</li><br />
<li><b>Obsazenost všech parkovacích míst</b> – ukazatel ukazující procentuální obsazenost veškerých parkovacích míst</li><br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – ukazuje kolik aut je v jednotlivých zónách zaparkováno </li><br />
<ul><br />
<li>+ jejich procentuální vyjádření k celkovému počtu dostupných míst jednotlivých zón</li><br />
<li>+ ukazatel zbývajících volných míst dané zóny</li></ul><br />
<li><b>Tržby celkem</b> – ukazatel ukazující kolik městská část utrží celkem za parkování ve všech zónách</li> <br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – kolik městská část utží za parkování v jednotlivých zónách</li><br />
<li><b>Graf</b> - ukazuje parkování v jednotlivých zónách s přibývajícím časem<li><br />
[[File:75.PNG|center|thumb|700px|frame|Sledované ukazatele]]<br />
<br />
=== <i>Grafické rozhraní simulace</i> === <br />
Níže je uvedeno grafické rozhraní simulace <i>Využití nočního parkoviště.</i> <br />
[[File:Rozhraní.PNG|center|thumb|1100px|frame|Grafické rozhraní simulace]]<br />
<br />
== Výsledky simulace ==<br />
<p align="justify">Jelikož simulace v této části Prahy předpokládá 153 vlastníků automobilů, předpokládá taktéž v této oblasti jejich parkování a přidává dalších 47 náhodných parkujících (např. ze sousedících městských částí Prahy, apod.). Celkově bylo zkoumáno jedenáct různých nastavení cen parkovacích zón pro 200 parkujících osob. Jednotlivé výsledky simulací lze nalézt mezi soubory ke stažení (viz [[#Soubory ke stažení|Soubory ke stažení]]). Dále byla simulace dvakrát spuštěna pro 300 parkujících osob, 500 osob a poté jednou pro tisíc osob. Jelikož jsou parkovací místa pevně daná a jejich kapacita je přesně 177, je evidentní, že při počtu 1000 osob budou veškerá místa obsazena, nicméně zaparkovaných lidí bude jen okolo 18%.</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulka shrnuje nejdůležitější zaznamenané výsledky.</p><br />
[[File:VR.PNG|center|900px]]<br />
<br />
<p align="justify">Z tabulky je patrné, že při příjezdu 200 řidičů není nastavení cen jednotlivých zón zcela přímočaré, nicméně nynější nastavení cen se nedá považovat za optimální. Následující tabulky ukazují detailnější výsledky nynější varianty.</p><br />
[[File:Ceny_nyní.PNG|center|800px|]]<br />
<br />
<p align="justify"> Nejvyšší procentuální počet zaparkovaných aut byl dosažen při nastavení cen č. 9, obsazenost všech míst byla taktéž nejvyšší, nicméně tržby malinko pokulhávaly. Nejvyšší tržba byla naopak při nastavení č. 10, nicméně procentuální obsazenost všech míst nebyla optimální. Pokud vezmeme v úvahu nastavení č. 4, procentuální počet zaparkovaných aut byl druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost všech míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-).</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulky ukazují podrobné výsledky čtvrté varianty nastavení cen. Graf této varianty udává, jak se měnila obsazenost jednotlivých zón s přibývajícím časem.</p><br />
[[File:4_1.png|center|800px|]]<br />
<br><br />
[[File:60.PNG|center|thumb|frame|800px|Ukazatelé čtvrté varianty nastavení cen]]<br />
<br />
== Závěr ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace měla za cíl nastínit noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy v závislosti na jejich cenách a celkové tržby pro Prahu z parkování v této oblasti. Jak se ukázalo, výsledné nastavení cen je velmi diskutabilní a odvíjí se od toho, jaké má tato městská část Prahy preference (výše tržeb, spokojenost řidičů či celková obsazenost parkovacích míst). Pokud by městská část tolik nehleděla na své tržby, pak by se optimálním řešením jevilo nastavení cen č. 9.</p><br />
<p align="justify">Z mého pohledu si ovšem myslím, že nejoptimálnějším řešením je čtvrté nastavení cen. Rozdíl oproti deváté variantě není v obsazenosti míst a počtu zaparkovaných řidičů tak velký, nicméně v tržbách je značně viditelný. Ze čtyř zón by se vytvořily pouze dvě, jež by se lišily deseti korunami za noc (60,- a 50,-). Procentuální počet zaparkovaných aut byl při tomto nastavení cen druhý nejvyšší (66,50%%), obsazenost míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), úplně stejně jako tržby (7230,-). Celkové tržby za parkování přesáhly i tržby při nastavení nejvyšších možných cen všech zón, jež jsou jednotlivé kategorie řidičů ochotny za parkování zaplatit.</p><br />
<br />
=== <i>Možná rozšíření modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Simulace by mohla zohledňovat parkovací karty residentů dané oblasti a sledovat vývoj tržeb v závislosti na počtu a ceně takovýchto karet.</li> <br />
<li>Simulace nezohledňuje, zda řidiči tuto oblast znají či nikoli. Jistá znalost parkovacích míst by zajisté ovlivnila rychlost, ale taktéž zaplněnost jednotlivých zón, neboť by řidiči hledali místa k zaparkování pravděpodobně kratší dobu.</li> <br />
<li>Auta nemají předepsané silnice, po kterých se mohou pohybovat. Rozšířením by bylo nastavení silnic (včetně jednosměrek, zákazu otáčení, apod.). </li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst, což ovlivňuje viditelnost jednotlivých parkovacích míst. Rozšířením by mohlo být více vjezdů do dané oblasti, jako je tomu v reálném světě.</li></ul><br />
<br />
=== <i>Zhodnocení naplnění cíle</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Cílem této simulace bylo pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů zjistit, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit a v neposlední řadě na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež tyto parkovací zóny pro Prahu představují. </p><br />
<p align="justify">Provedením simulace byla nalezena odpověď na otázku: <i>„Jak by měly být ceny nastaveny, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce?“</i>. Odpovědi jsou dvě, přičemž záleží na preferencích městské části Prahy. Pokud je preference této městské části spokojenost obyvatel a využití co nejvíce parkovacích míst, poté se nejoptimálnější variantou jeví nastavení č. 9. Pokud se do preferencí řadí ještě tržby za parkování, pak je optimálním řešením nastavení cen čtvrté.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
== Soubory ke stažení ==<br />
<br />
[[File:Parkoviste.nlogo]] | Vlastní simulace v programu NetLogo 6.0.1<br />
[[File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx]] | Pomocný soubor se všemi výsledky (excel)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Vyu%C5%BEit%C3%AD_no%C4%8Dn%C3%ADho_parkovi%C5%A1t%C4%9B_(Netlogo)&diff=13396Využití nočního parkoviště (Netlogo)2017-06-04T19:43:19Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div>== Zadání ==<br />
<br />
<b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy<br />
<br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)<br />
<br><b>Autor:</b> Bc. Monika Vampolová<br />
<br><b>Typ modelu:</b> Multiagentní<br />
<br><b>Modelovací nástroj:</b> NetLogo 6.0.1<br />
<br />
== Definice problému ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace zkoumá noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy v závislosti na jejich cenách. Ve zkoumané oblasti bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť v parkovacím automatu. Pokud řidič nenajde místo na parkování za určitý čas či pokud jsou místa obsazena, tuto oblast opustí.</p> <br />
<br />
<p align="justify">Obyvatelé se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Ve zkoumané oblasti se nyní nachází 153 registrovaných vlastníků aut.</p><br />
<br />
<p align="justify">Z vykonaného průzkumu vyplynulo, že zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. Aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout).</p><br />
<br />
<p align="jusify">Současně je ve zkoumané oblasti 177 parkovacích míst, z toho 67 v první zóně, 34 ve druhé, 32 ve třetí a 44 ve čtvrté parkovací zóně.</p><br />
=== <i>Cíl</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů, jež představují ceny jednotlivých zón, a počet parkujících osob, simulace zkoumá, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Dále zkoumá, zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit. V neposlední řadě se simulace zaměřuje na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež tyto parkovací zóny pro Prahu představují. Konkrétní cíl lze tedy shrnout následovně:</p><br />
<p align="center"><i>„Nastavit ceny jednotlivých zón tak, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce.“</i></p><br />
<br />
== Metoda ==<br />
<p align="justify">Pro tuto simulaci se ukázalo být nejlepším programovatelným prostředím NetLogo, jež umožnuje zkoumat rozdíly jednotlivých výsledků v závislosti na přenastavení vstupních parametrů. Jelikož jednotlivé agenty pracují nezávisle na sobě, toto simulační prostředí umožňuje prozkoumat chování jednotlivých jedinců, stejně dobře jako jejich vzájemnou interakci.</p> <br />
<p align="justify">K procentuálnímu rozdělení obyvatel do kategorií zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti byly použity statistiky Českého statistického úřadu<ref>CENTRUM PRO KOMUNITNÍ PRÁCI STŘEDNÍ ČECHY, 2012. Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10 [online]. Praha [cit. 2017-06-03]. Dostupné z: http://socialniportal.praha10.cz/Portals/12/Dokumenty%20-%20kpss/oso_soc_dem_anal.pdf</ref> a Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10<ref>ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Městské části hlavního města Prahy [online]. Praha, 2016 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: https://www.czso.cz/csu/xa/mesta_a_obce.</ref><ref>ÚTVAR ROZVOJE HL. MĚSTA PRAHY. Statistické údaje 2012: Územně analytické podklady hlavního města Prahy [online]. Praha, 2012 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: http://www.iprpraha.cz/uploads/assets/soubory/data/UAP/UAP2012/priloha_statisticke_udaje_uap_2012.pdf</ref>.</p><br />
<p align="justify">Pro výši cen, jež jsou dané skupiny ochotny zaplatit za noční parkování, byl vykonán průzkum. Z každé relevantní skupiny bylo osloveno deset zástupců, jejichž názory na výši cen parkovacích míst byly zprůměrovány.</p> <br />
<p align="justify">V neposlední řadě byly ověřeny informace o rozdělení parkovacích zón na Úřadě městské části Prahy 10.</p><br />
<br />
== Model - detailní popis ==<br />
=== <i>Omezení modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Všechna auta přijíždí parkovat ve stejný čas a zůstávají na parkovišti přes noc.</li><br />
<li>Cena za parkování se platí každý večer zvlášť v parkovacím automatu – parkovací karty tato simulace nezohledňuje.</li><br />
<li>Základní model počítá se 153 registrovanými řidiči v této oblasti. V nynější době je však možné registrovat automobil i v jiné části než v místě trvalého bydliště. Počet pravidelně parkujících řidičů se tak hůře odhaduje a počet 153 (+ ostatní nepředvídatelní řidiči) nemusí být úplně přesný.</li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst (ovlivnění viditelnosti jednotlivých míst). Nejsou tak brány v potaz další možné příjezdy a odjezdy, jak je tomu ve většině případů ve skutečnosti (viz Možná rozšíření modelu).</li> <br />
<li>Auta nemají předem dané silnice , tudíž se pohybují libovolně (viz Možná rozšíření modelu).</li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Popis modelu</i> ===<br />
<p align="justify">Předmětem simulace je vymezená část Prahy, jež obsahuje 177 parkovacích míst. Tento počet je nastaven defaultně a nelze měnit (stejně jako v praxi není jednoduché přistavět nová parkovací místa). Místa jsou rozdělena a barevně označena do čtyř zón v závislosti na jejich cenách. Počet registrovaných řidičů této oblasti je 153, nicméně na parkovišti parkují i automobily registrované jinde, tudíž je tento vstup variabilní. [[File:Inicializace.PNG|right|thumb|400px|frame|Inicializace]]Logika simulace je značně přímočará. Auta přijíždějí z jednoho místa a hledají místo k zaparkování. Pokud je místo volné a řidiči jsou ochotni zaplatit určitý obnos, pak zaparkují. Pokud ne, hledají místo dál.</p><br />
<br />
==== <i>Inicializace</i> ==== <br />
<br />
<p> = nastavení simulace před jejím spuštěním</p><br />
<p align="justify">Před samotným spuštěním simulace se inicializují volná parkovací místa jednotlivých zón, jež jsou barevně označena. </p><br />
<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| 1. zóna || červená <br />
|-<br />
| 2. zóna || oranžová <br />
|-<br />
| 3. zóna || zelená <br />
|-<br />
| 4. zóna || modrá <br />
|}<br />
<br />
<p align="justify">Dále se inicializují čtyři šedé budovy, do nichž agenty během simulace nesmí vjet či narazit a také výjezd z této čtvrti (exit). V neposlední řadě se inicializují řidiči dle rozdělení: 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných, 30% důchodců a 13% studentů. V ukazatelích se vyplní vstupní hodnoty ohledně obsazenosti jednotlivých zón a rozvržení obyvatelstva do čtyř skupin. </p><br />
<br />
==== <i>Spuštění simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Při spuštění simulace přijíždí jednotliví řidiči do dané oblasti a hledají volná místa k zaparkování. Vždy se „zeptají“ parkovacího místa kolik stojí a tuto informaci porovnají se svou preferencí. Pokud s cenou souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují, jinak pokračují v hledání. Veškeré statistiky se průběžně zaznamenávají, čímž je uživateli umožněno sledovat vývoj výsledků.</p> <br />
<br />
==== <i>Ukončení simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Simulace končí ve třech možných variantách. První je skutečnost, že by veškerá přijíždějící auta zaparkovala. Druhou skutečností je, že za určitý čas bude zaplněno 80% parkovacích míst, nezaparkovaní řidiči přestanou hledat a oblast opustí. Třetí situace nastane, pokud sice není obsazeno 80% míst, nicméně řidiči hledají místa už moc dlouho, ztratí trpělivost a oblast opustí.</p> <br />
<br />
=== <i>Agenty a jejich vlastnosti</i> ===<br />
<p align="justify">Zde je uveden výčet agentů simulace včetně jejich vlastností. </p><br />
<br />
<b>People</b> – představují řidiče<br />
<ul><br />
<li>Headx – xsová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Heady – ypsilonová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Pace – aktuální rychlost řidiče v závislosti na tom, zda je v pohybu či je zaparkován </li><br />
</ul><br />
! u agentů <i>people</i> je důležitá jejich barva. Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev.<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center"<br />
| Yellow || Zaměstnaný <br />
|-<br />
| Violet || Nezaměstnaný <br />
|-<br />
| Gray || Důchodce <br />
|-<br />
| Lime || Student<br />
|-<br />
| Color 47 (světle žlutá) || Zaparkované auto <br />
|}<br />
<br />
<b>Parking_zones</b> – představují jednotlivé parkovací zóny <br />
<ul><li>Posx – xsová souřadnice překážky</li><br />
<li>Posy – ypsilonová souřadnice překážky</li> <br />
! u agenta <i>parking_zones</i> je velmi důležitá barva patche („dlaždice plátna“). Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev. <br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| Red || 1.zóna <br />
|-<br />
| Orange ||2.zóna <br />
|-<br />
| Green || 3.zóna <br />
|-<br />
| Blue || 4.zóna<br />
|-<br />
| Black || Okraj městské části<br />
|}<br />
<br />
<b>Buildings</b> – představují budovy, do kterých nesmí agenty během simulace narazit</p><br />
<ul><li>Buildx – xsová souřadnice budovy</li><br />
<li>Buildy – ypsilonová souřadnice budovy </li></ul> <br />
<br />
<b>Exits</b> – představují výjezdy z dané oblasti, přičemž preferovaný je výjezd na druhé straně města, neboť při poslední cestě přes město je ještě možné nějaké volné místo najít <br />
<ul><li>Doorx – xsová souřadnice výjezdu</li> <br />
[[File:Initial.png|right|thumb|frame|Vstupní parametry]]<br />
<li>Doory – ypsilonová souřadnice výjezdu </li> </ul> <br />
<br />
=== <i>Vstupní parametry modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Počet parkovacích míst – pevně stanoveno na hodnotu 177</li><br />
<li>Počet řidičů přijíždějících do oblasti – posuvníkem nastavitelná hodnota od 0 do 10</li><br />
<li>Cena 1. zóny – posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 2. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 3. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 4. Zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100 </li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Ovládání simulace</i> ===<br />
<ul><li>Setup – zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<li>Go – spustí vlastní simulaci (opětovným klikem na toto tlačítko se simulace pozastaví, pro její spuštění od začátku je však nutné znovu kliknout na „setup“ pro inicializaci nového prostředí)</li></ul><br />
<br />
=== <i>Procedury simulace</i> ===<br />
<br />
<ol><li><b>Metoda to setup</b> - zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<ul><li><b>clear-all</b> – smažou se veškerá data z předchozích simulací</li><br />
<li><b>setup-parking_zones</b> – tato metoda vytvoří zóny pro parkování podle neměnných předpokladů (stejně jako v reálném světě)</li> <br />
<li><b>setup-buildings</b> – tato metoda vytvoří domy, do kterých agenty nemohou během simulace narazit (s budovami se během simulace nedá hýbat)</li><br />
<li><b>setup-exits</b> – tato metoda vytvoří výjezdy, jež agenty využijí v případě již moc dlouhého hledání volného místa</li><br />
<li><b>setup-room</b> – tato metoda vykresluje veškeré objekty místnosti (parkovací zóny, domy a exity) včetně jejich barevného rozvržení a dále vykresluje podlahu v barvě brown + 5</li><br />
<li><b>setup-people</b> - tato metoda generuje jednotlivé řidiče do čtyř kategorií (zaměstnaný, nezaměstnaný, důchodce, student). Agenty <i>people</i> mají nejprve nepředvídatelný směr pohybu, velikost 1, tvar auta a rychlost pohybu dle náhodného normálního rozdělení. </li><br />
<pre><br />
to setup-people<br />
create-people persons<br />
<br />
ask people [<br />
<br />
set heading random xcor<br />
set heading random ycor<br />
<br />
set size 1<br />
set shape "car"<br />
set pace random-normal 1 0.2<br />
<br />
if random 100 < 50 [<br />
set color yellow<br />
set employees employees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 7 [<br />
set color violet<br />
set unemployees unemployees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 30 [<br />
set color gray<br />
set retirees retirees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 13 [<br />
set color lime<br />
set students students + 1]<br />
]<br />
<br />
end<br />
<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>adjust-prices</b> – metoda udávající cenu parkovacího místa v závislosti na barvě <i>parking_zone</i> (ceny zón jsou variabilními vstupními parametry)</li><br />
<pre><br />
to adjust-prices<br />
ask patches [<br />
if pcolor = red [<br />
set price zona1]<br />
<br />
if pcolor = orange [<br />
set price zona2]<br />
<br />
if pcolor = blue[<br />
set price zona3<br />
]<br />
<br />
if pcolor = green[<br />
set price zona4<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>reset-ticks</b> – návrat k výchozímu nastavení ticků (= počtu kroků/času)</li><br />
<p>(v této simulaci: 1 tick = 1 s)</p><br />
</ul><br />
<li><b>Metoda to go</b> – spuštění vlastní simulace</li><br />
<ul><li><b>make-step</b> – metoda zajišťující pohyb každého řidiče. Řidič se může posunout dopředu (rychlostí, jež byla definována metodou to <i>create-people</i>) pokud se před ním nikdo nenachází. Pokud je místo obsazené, podívá se, zda se nikdo nenachází o 45 stupňů vpravo nebo vlevo, anebo o 90 stupňů vpravo a posune se tam, kde je volné místo. Tato skutečnost simuluje reálné chování řidičů, jež se překážku snaží objet, jak jen se dá.</li><br />
<pre><br />
to make-step<br />
ask people [<br />
<br />
ifelse (patch-ahead pace != nobody) and ((not any? turtles-on patch-ahead pace) or<br />
((count turtles-on patch-ahead pace = 1) and<br />
(one-of turtles-on patch-ahead pace = self))) [<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-right-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 45 pace) [<br />
right 45<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 45 pace)[<br />
left 45<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 90 pace)[<br />
left 90<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
if (patch-right-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 90 pace) [<br />
right 90<br />
jump pace<br />
<br />
]]<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>park-employees, park-unemployees, park-retirees, park-students</b> – na parkoviště přijíždí řidiči různých kategorií (zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti). Vždy se zeptají <i>parking_zone</i> (parkovacího místa) na cenu, a pokud s ní souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují. Pokud ne, hledají dál.</li><br />
<pre><br />
to park-employees<br />
ask people with [color = yellow] [<br />
if ((patch-here != nobody) and ((not any? turtles-on patch-here ) or ((count turtles-on patch-here = 1) and(one-of turtles-on patch-here = self)))) [<br />
ask patch-here [<br />
if (price >= 30 and price <= 80)[<br />
ask myself[<br />
set pace 0<br />
set parked-employees parked-employees + 1<br />
set parked parked + 1<br />
set color 46<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>avoid</b> – metoda <i>to avoid</i> zajišťuje vyhnutí se budovám (pokud se řidič příliš přiblíží budově, kousek zacouvá a změní směr)</li><br />
<pre><br />
to avoid<br />
ask people [<br />
if(any? neighbors with [pcolor = grey])[<br />
back 3<br />
right 45<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>leave</b> – metoda <i>to leave</i> má na starosti řidiče, jež ztratí s parkováním trpělivost. Pokud je zaplněno více než 80% všech parkovacích míst či pokud uplyne 2000 ticků (= 2000s = 33 minut), řidič parkování vzdá a oblast opustí.</li><br />
<pre><br />
to leave<br />
if ((((parked / persons) = 1) or ((zona-1 + zona-2 + zona-3 + zona-4) / 177 > 0.80)) or (ticks > 1500))[<br />
ask people [<br />
<br />
facexy xcor 64<br />
facexy ycor 64<br />
<br />
ask patch-here [<br />
if (pcolor = brown) [<br />
ask myself [<br />
die<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>edge</b> – pokud se řidič přiblíží okraji sledované oblasti, změní směr a vrací se blíže parkovacím místům</li><br />
<li><b>count-zona1, count-zona2, count-zona3, count-zona4</b> - tyto metody počítají počet zaparkovaných aut v jednotlivých zónách. Pokud řidič zaparkuje, jeho barva se změní na barvu zaparkování (color 47), ale především se připočítá do statistik zaparkovaného auta v dané zóně.</li><br />
<pre><br />
to count-zona1<br />
ask people with [color = 46 or color = 116 or color = 6 or color = 66][<br />
ask patch-here [<br />
if(pcolor = red)[<br />
ask myself[<br />
set zona-1 zona-1 + 1<br />
set color 47<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b> if ((not any? people with [pace != 0]) or (ticks > 2500))[stop]</b> - zastavení simulace, pokud jsou všechna auta zaparkována či pokud čas hledání volného místa dosáhne 42 minut. Tato podmínka zajišťuje ukončení simulace i v případě, že by bylo nějaké auto zablokováno jiným a jejich odblokování by trvalo déle než 33 minut (viz <i>leave</i> metoda).<br />
</ul><br />
</ol><br />
<br />
=== <i>Sledované ukazatele</i> === <br />
Vývoj důležitých ukazatelů je sledován průběžně během simulace.</li> <br />
<ul><li><b>Celkem zaparkovaných</b> – celkové množství zaparkovaných aut</li><br />
<li><b>Zaparkovaní v %</b> - ukazuje kolik % z celkového počtu řidičů našlo parkovací místo</li><br />
<li><b>Zaparkovaní zaměstnaní, zaparkovaní nezaměstnaní, zaparkovaní důchodci, zaparkovaní studenti</b> – statistiky ohledně zaparkovaných aut jednotlivých kategorií + jejich procentuální vyjádření z celkového množství osob dané kategorie</li><br />
<li><b>Volná místa celkem</b> – ukazuje, kolik zbývá volných míst ze 177 možných</li><br />
<li><b>Obsazenost všech parkovacích míst</b> – ukazatel ukazující procentuální obsazenost veškerých parkovacích míst</li><br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – ukazuje kolik aut je v jednotlivých zónách zaparkováno </li><br />
<ul><br />
<li>+ jejich procentuální vyjádření k celkovému počtu dostupných míst jednotlivých zón</li><br />
<li>+ ukazatel zbývajících volných míst dané zóny</li></ul><br />
<li><b>Tržby celkem</b> – ukazatel ukazující kolik městská část utrží celkem za parkování ve všech zónách</li> <br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – kolik městská část utží za parkování v jednotlivých zónách</li><br />
<li><b>Graf</b> - ukazuje parkování v jednotlivých zónách s přibývajícím časem<li><br />
[[File:75.PNG|center|thumb|700px|frame|Sledované ukazatele]]<br />
<br />
=== <i>Grafické rozhraní simulace</i> === <br />
Níže je uvedeno grafické rozhraní simulace <i>Využití nočního parkoviště.</i> <br />
[[File:Rozhraní.PNG|center|thumb|1100px|frame|Grafické rozhraní simulace]]<br />
<br />
== Výsledky simulace ==<br />
<p align="justify">Jelikož simulace v této části Prahy předpokládá 153 vlastníků automobilů, předpokládá taktéž v této oblasti jejich parkování a přidává dalších 47 náhodných parkujících (např. ze sousedících městských částí Prahy, apod.). Celkově bylo zkoumáno jedenáct různých nastavení cen parkovacích zón pro 200 parkujících osob. Jednotlivé výsledky simulací lze nalézt mezi soubory ke stažení (viz [[#Soubory ke stažení|Soubory ke stažení]]). Dále byla simulace dvakrát spuštěna pro 300 parkujících osob, 500 osob a poté jednou pro tisíc osob. Jelikož jsou parkovací místa pevně daná a jejich kapacita je přesně 177, je evidentní, že při počtu 1000 osob budou veškerá místa obsazena, nicméně zaparkovaných lidí bude jen okolo 18%.</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulka shrnuje nejdůležitější zaznamenané výsledky.</p><br />
[[File:VR.PNG|center|900px]]<br />
<br />
<p align="justify">Z tabulky je patrné, že při příjezdu 200 řidičů není nastavení cen jednotlivých zón zcela přímočaré, nicméně nynější nastavení cen se nedá považovat za optimální. Následující tabulky ukazují detailnější výsledky nynější varianty.</p><br />
[[File:Ceny_nyní.PNG|center|800px|]]<br />
<br />
<p align="justify"> Nejvyšší procentuální počet zaparkovaných aut byl dosažen při nastavení cen č. 9, obsazenost všech míst byla taktéž nejvyšší, nicméně tržby malinko pokulhávaly. Nejvyšší tržba byla naopak při nastavení č. 10, nicméně procentuální obsazenost všech míst nebyla optimální. Pokud vezmeme v úvahu nastavení č. 4, procentuální počet zaparkovaných aut byl druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost všech míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-).</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulky ukazují podrobné výsledky čtvrté varianty nastavení cen. Graf této varianty udává, jak se měnila obsazenost jednotlivých zón s přibývajícím časem.</p><br />
[[File:4_1.png|center|800px|]]<br />
<br><br />
[[File:60.PNG|center|thumb|frame|800px|Ukazatelé čtvrté varianty nastavení cen]]<br />
<br />
== Závěr ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace měla za cíl nastínit noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy v závislosti na jejich cenách a celkové tržby pro Prahu z parkování v této oblasti. Jak se ukázalo, výsledné nastavení cen je velmi diskutabilní a odvíjí se od toho, jaké má tato městská část Prahy preference (výše tržeb, spokojenost řidičů či celková obsazenost parkovacích míst). Pokud by městská část tolik nehleděla na své tržby, pak by se optimálním řešením jevilo nastavení cen č. 9.</p><br />
<p align="justify">Z mého pohledu si ovšem myslím, že nejoptimálnějším řešením je čtvrté nastavení cen. Rozdíl oproti deváté variantě není v obsazenosti míst a počtu zaparkovaných řidičů tak velký, nicméně v tržbách je značně viditelný. Ze čtyř zón by se vytvořily pouze dvě, jež by se lišily deseti korunami za noc (60,- a 50,-). Procentuální počet zaparkovaných aut byl při tomto nastavení cen druhý nejvyšší (66,50%%), obsazenost míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), úplně stejně jako tržby (7230,-). Celkové tržby za parkování přesáhly i tržby při nastavení nejvyšších možných cen všech zón, jež jsou jednotlivé kategorie řidičů ochotny za parkování zaplatit.</p><br />
<br />
=== <i>Možná rozšíření modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Simulace by mohla zohledňovat parkovací karty residentů dané oblasti a sledovat vývoj tržeb v závislosti na počtu a ceně takovýchto karet.</li> <br />
<li>Simulace nezohledňuje, zda řidiči tuto oblast znají či nikoli. Jistá znalost parkovacích míst by zajisté ovlivnila rychlost, ale taktéž zaplněnost jednotlivých zón, neboť by řidiči hledali místa k zaparkování pravděpodobně kratší dobu.</li> <br />
<li>Auta nemají předepsané silnice, po kterých se mohou pohybovat. Rozšířením by bylo nastavení silnic (včetně jednosměrek, zákazu otáčení, apod.). </li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst, což ovlivňuje viditelnost jednotlivých parkovacích míst. Rozšířením by mohlo být více vjezdů do dané oblasti, jako je tomu v reálném světě.</li></ul><br />
<br />
=== <i>Zhodnocení naplnění cíle</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Cílem této simulace bylo pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů zjistit, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit a v neposlední řadě na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež tyto parkovací zóny pro Prahu představují. </p><br />
<p align="justify">Provedením simulace byla nalezena odpověď na otázku: <i>„Jak by měly být ceny nastaveny, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce?“</i>. Odpovědi jsou dvě, přičemž záleží na preferencích městské části Prahy. Pokud je preference této městské části spokojenost obyvatel a využití co nejvíce parkovacích míst, poté se nejoptimálnější variantou jeví nastavení č. 9. Pokud se do preferencí řadí ještě tržby za parkování, pak je optimálním řešením nastavení cen čtvrté.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
== Soubory ke stažení ==<br />
<br />
[[File:Parkoviste.nlogo]] | Vlastní simulace v programu NetLogo 6.0.1<br />
[[File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx]] | Pomocný soubor se všemi výsledky (excel)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Water_cycle/cs&diff=13391Water cycle/cs2017-06-04T15:16:44Z<p>Monika: /* Model hydrologického cyklu (viz Diagram kauzálních smyček) */</p>
<hr />
<div><br />
== Koloběh vody ==<br />
<br />
[[File:rozdeleni_vody.png|thumb|right|400px|Rozdělení zásob vody na Zemi]]<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komplexní systém výměny vodních molekul ve všech jejich skupenstvích mezi litosférou, hydrosférou, atmosférou a biosférou. <i>Cyklus nemá začátek ani konec</i>, neboť se jedná o nekonečnou a nepřetržitou interakci mnoha subprocesů látkové výměny. Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat mezi světovými oceány a pevninou, přičemž hlavní hnací silou celého koloběhu je energie ze Slunce a gravitace. Koloběh vody tak lze vnímat jako přírodní způsob doplňování, přerozdělení a čištění přírodních vodních zdrojů na světě<ref>WILLIAMS D. W., 2001. Lakes and Reservoirs, the Watershed: Water from the Mountains into the Sea [online]. Volume: 2, United Nations Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics. [cit. 2017-05-25] Dostupné z: http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs- 2/2.ASP.</ref>.</p><br />
<p style="text-align: justify">V rámci hydrologického cyklu se voda nachází v různých nádržích (rezervoárech), přičemž oceány obsahují přibližně 96,5% veškeré vody na planetě, ledovce a podzemní vodní nádrže 2,5% a řeky, jezera, půdní vlhkost a atmosférická vodní pára, včetně vody v živých buňkách, 1%<ref>CHAHINE, MOUSTAFA T., 1992. The Hydrologic Cycle and Its Influence on Climate, Review Article, Nature 359: 373 – 380.</ref>.</p><br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Hydrologický cyklus je <i>uzavřený systém</i>, což znamená, že se celkové množství vody na planetě nemění. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a mění pouze svou formu, nikoli množství. Hmotnost vody zůstává konstantní, nicméně její rozdělení do jednotlivých nádrží je závislé na mnoha klimatických proměnných<ref name="trojka">Hydrologic Cycle (Water Science) [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://what-when-how.com/water-science/hydrologic-cycle-water-science/.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
== Popis systému ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Koloběh vody se skládá z několika interagujících subsystémů přenášející molekuly vody z jedné nádrže do druhé za pomoci subprocesů, mezi které se řadí odpařování, transpirace, srážení či proudění vody. Ke všem procesům je zapotřebí energie ze Slunce a gravitační síla<ref> MACLEAN, N. Global Energy Transfer, Atmosphere and Ocean Circulation, Climate: A River Runs Through It [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.indiana.edu/~geol105/1425chap4.htm.</ref>. Veškerá voda z oceánu je pomocí odpařování zvedána do atmosféry (stejně jako led a sníh, jež mohou sublimovat přímo do vodní páry). V atmosféře molekuly vody kondenzují a vrací se za pomoci gravitace zpět na Zem v podobě deště, sněhu či krupobití. [[File:obeh.png|thumb|left|Malý a velký koloběh vody]]Voda dopadá buď rovnou do oceánů, nebo na zem, kde proudí jako povrchový či podpovrchový odtok. Odtok, jenž vstupuje do řek, se vrací zpět do oceánů. Naopak odtok, jenž proniká do porézních částí zemského povrchu, se stává vodou podzemní a nazývá se bezodtokovou oblastí<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>. Voda z ledovců se díky gravitaci přemisťuje opět buď přímo do oceánů, nebo do kontinentálního povrchového odtoku. <i>Vždy se však všechna voda dostane vypařováním zpět do atmosféry a koloběh se opakuje.</i></p><br />
<p style="text-align: justify">Hydrologický cyklus se rozděluje na malý a velký. O malém koloběhu vody se hovoří, pokud dochází k výměně vodních molekul pouze mezi pevninou a atmosférou či oceánem a atmosférou. Velký koloběh vody bere v úvahu opakující se procesy mezi pevninou, oceánem a atmosférou, k nimž patří odpařování (evaporace), transpirace, sublimace, kondenzace, konvekce, mrznutí a tání, plošný a soustředěný odtok, tok podzemní vody, infiltrace, podpovrchový tok či perkolace<ref name="sest">ALAVIAN V., QADDUMI H., M., 2009. Water and climate change: understanding the risks andmaking climate-smart investment decisions. The World Bank, Washington, DC [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://documents.worldbank.org/curated/en/362051468328208633/Water-and-climate-change-understanding-the-risks-and-making-climate-smart-investment-decisions.</ref> <ref>NARASIMHAN, T.,N., 2009. Hydrological cycle and water budgets. In: Likens GE (ed) Encyclopedia of inland waters. Elsevier, Oxford, pp 714–720. doi:10.1016/B978-012370626-3.00010-7.</ref>.</p><br />
<br />
<br />
=== Atmosférický cyklus ===<br />
----<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
===== <i>Evaporace (odpařování)</i> =====<br />
[[File:evaporace.png|thumb|right|Ukázka evaporace]]<p style="text-align: justify">Evaporace je základním subsystémem hydrologického cyklu, díky němuž se voda navrací zpět do atmosféry jako vodní pára. Nejedná se o vypařování z celého objemu, jako je tomu v případě varu, ale dochází k odpařování molekul vody, jež se nachází blízko povrchu kapaliny a jež mají dostatečnou energii k překonání [https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm kohezních sil]. Energie přijatá ze Slunce rozbíjí vazby mezi molekulami vody, které se tak mohou začít pohybovat směrem k povrchu kapaliny. Jednotlivé molekuly pak mohou projít povrchovou vrstvou kapky a kapalinu opustit<ref>TECHNMIST. Evaporace [online]. [cit. 2017-05-24]. Dostupné z: http://www.technomist.cz/funkce-vodni-mlhy/evaporace.</ref>. Jelikož molekuly vody sluneční energii (teplo) spotřebovávají, při procesu odpařování dochází k ochlazování prostředí, což je důvod, proč např. pot pokožku ochlazuje.</p><br />
<p style="text-align: justify">Zatímco k varu je zapotřebí 100ºC, evaporace probíhá při jakékoliv teplotě, přičemž některé kapaliny se odpařují rychleji než jiné. Rychlost odpařování závisí mimo jiné na ploše kapaliny (čím větší, tím rychlejší), vlhkosti okolí (čím vyšší, tím pomalejší), přítomnosti větru (čím silnější, tím rychlejší odpařování) či teplotě (čím vyšší, tím rychlejší odpařování). Předpokládá se, že asi 90% vlhkosti v atmosféře pochází z oceánů, moří a jezer<ref name="devitka">ESCHOOLTODAY. What is the Water Cycle (Hydrolic cycle)? [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.eschooltoday.com/water-cycle/what-is-evaporation-of-water.htm. </ref>.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: evaporace (odpařování)</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Transpirace (biologické výpary)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Transpirace znamená odpařování vodní páry z listů rostlin, jež pro svůj růst využívají pouze malé množství vody. 97-99,5% vody projde procesem transpirace zpět do atmosféry<ref>SINHA, R.K., 2004. Modern plant physiology. Pangbourne: Alpha science international. ISBN 9780849317149.</ref>, což má mimo jiné za následek větší vlhkost v místech s velkým vegetačním pokrytím<ref name="devitka" />. Voda je pomocí kořenů nasávána a přenášena do listů rostlin. Na spodních stranách listů se nacházejí průduchy (stomata), jimiž jsou molekuly vody uvolňovány do ovzduší. </p><br />
[[File:evapotranspirace.png|thumb|right|Ukázka evapotranspirace]]<p style="text-align: justify">Celý proces transpirace ovlivňuje mnoho faktorů. Vyšší teplota způsobuje důkladnější a rychlejší otevření průduchů, naopak chladnější teploty póry uzavírají. V sušším prostředí dochází k odpařování rychleji než v prostředí nasyceném, tudíž také vlhkost vzduchu hraje svou roli. Dále dostupnost a intenzita slunečního svitu, stejně jako vítr kolem rostliny, zajišťuje odpařování rychlejší.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: transpirace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Termínem <i><u>evapotranspirace</u></i> je míněno spojení subsystémů předcházejících, tedy evaporace a transpirace. Tento proces nastává, pokud dochází zároveň k odpařování vlhkosti z půdy a odpařování skrz průduchy rostlin<ref name="devitka" />. Evapotranspirace představuje přibližně 10% par v atmosféře<ref name="jedenact">USGS Water Science School, 2016. The Water Cycle [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://water.usgs.gov/edu/watercycleevaporation.html.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
===== <i>Sublimace</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu vstupuje velmi malé množství vodní páry do atmosféry prostřednictvím sublimace, procesem, při kterém se voda mění z pevného skupenství (led nebo sníh) na plyn, čímž obchází kapalnou fázi. K rychlejší sublimaci dochází při nízké relativní vlhkosti vzduchu, suchém větru či vyšší nadmořské výšce, kde je tlak vzduchu menší než v nižších polohách. Suchý vzduch mění sníh přímo na vodní páru, což má za důsledek rychlé zmizení sněhu v suchém klimatu<ref name="dvanact">NETOPIL, R. a kol. Fyzická geografie, 1. vydání. Praha: SPN, 1984. 272 s.</ref>. V neposlední řadě je k tomuto procesu zapotřebí energie v podobě intenzivního slunečního světla<ref name="trinact">Boreyko, J., B,. Hansen, R., R., 2016. Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns [online]. Scientific Reports. 6. doi:10.1038/srep19131. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/srep19131.</ref>. Opačný proces sublimace se nazývá desublimace (ukládání), při němž se vodní pára mění přímo na led (např. na sněhové vločky či mráz).</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody v tuhém stavu (led, sníh)</li><br />
<li>Proces: sublimace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Kondenzace (srážky)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">U kondenzace dochází, na rozdíl od procesu odpařování, k přeměně plynu na kapalinu. Vodní pára se dostává do atmosféry, kde je vzduch mnohem chladnější. Pokud teplota vzduchu klesne bod rosný bod, teplotu maximálního nasycení vzduchu vodními parami, pohyb molekul se zpomalí a začnou se shlukovat v oblaka. Při navázání dostatečného množství molekul vznikne dešťová kapka, která dopadá na zemský povrch v podobě deště. Kondenzace je pro hydrologický cyklus velmi důležitým procesem, neboť navrací vodu zpět na pevninu či do oceánu v podobě srážek<ref name="trojka" />. Obecně vzduch s relativně vysokou vlhkostí přichází do styku s chladnějším povrchem, čímž se ochlazuje na rosný bod, což vede ke kondenzaci a tvorbě mraků (zamlžení). Tento proces je též zodpovědný za přízemní mlhu, kterou lze pozorovat např. při zamlžení okének v automobilu, kdy lidé vydechují teplý vzduch, jež naráží na studená okénka.</p> <br />
<p style="text-align: justify">Jakékoliv změny všech skupenství vody jsou spojeny se změnou uspořádání molekul. Při kondenzaci dochází ke zkapalnění vodní páry, kde jsou molekuly vody uspořádávány do mnohem náhodnějších struktur než v kapalině. Celý proces je doprovázen uvolňováním tepla, jež se vrací zpět k povrchu Země.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: vodní pára</li><br />
<li>Proces: kondenzace</li><br />
<li>Výstupy: molekuly vody, teplo</li><br />
</ul><br />
<br />
==== <u>Rovnovážný stav atmosférického cyklu</u> ====<br />
<p style="text-align: justify">Pokud by se rychlost evaporace rovnala rychlosti kondenzace, došlo by k rovnovážnému stavu nasycení, při kterém by byla 100% vlhkost vzduchu<ref name="jedenact" />. Jelikož je ve vlhkých tropech a deštných pralesích dostatek vegetace, dochází nad touto oblastí k nadměrné evaporaci, zvýšené tvorbě mraků a tím pádem k vyššímu úhrnu srážek. Délka trvání jedné molekuly vody v atmosférickém cyklu se odhaduje na cca 10 dní<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>.</p><br />
<br />
=== Cyklus povrchového odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">V cyklu povrchového odtoku se voda nejčastěji pohybuje mezi oceánem, atmosférou, pevninou, povrchovým odtokem a opět oceánem. Povrchový odtok je tvořen srážkami, jež se nevypařily, ani nevsákly (neinfiltrovaly) do země a pohybují se zpět k oceánu <ref name="ctrnact">STRAHLER, A., 2006. Introducing Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, Inc. 684 s.</ref>. Na množství odtoku má vliv topografie půdy, neboť v kopcovitých krajinách nemá voda dostatek času na vsakování se do země, tudíž stéká ze svahů dolů, kde vytváří proudící toky. Naopak v rovinaté krajině voda nikam nestéká, a tak dochází spíše k infiltraci (vsakování vody do půdy). Celkově se odhaduje, že 35% veškerých srážek končí v moři nebo oceánu, zbylých 65% se infiltruje do půdy. Dále má na odtok vliv charakter půdy, přičemž oblasti s měkkými pórovitými půdami pohlcují vody více<ref name="jedenact" />. V neposlední řadě odtok (infiltraci) ovlivňuje, zda prší nárazově či delší dobu kontinuálně. Při nárazovém dešti je půda rychle nasycena a vsakuje srážek mnohem méně. Voda se v cyklu povrchového odtoku vyskytuje přibližně dvanáct dní<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Plošný a soustředěný odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Plošný odtok neboli ron představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu<ref name="jedenact" />. Sklon reliéfu udává, kam voda stéká a kde se z ní tvoří proudící tok či jezero. [[File:eroze.jpg|thumb|right|Eroze]]Nekoordinovaným stékáním vzniká plošný splach, jenž s sebou odnáší částice půdy po povrchu terénu. K tomuto odnosu půdních částic ([[Erozi půdy]]) dochází, pokud je síla vodního toku větší než síly udržující částice na povrchu země.</p><br />
<p style="text-align: justify">Naopak soustředěnými toky jsou míněny stružky a následně hluboké erozní rýhy (koryta), jimiž voda odtéká trvale nebo alespoň po většinu roku. Spojené erozní rýhy vytváří údolí, kterými protéká voda trvale i během sušších období.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: srážky</li><br />
<li>Proces: plošný/soustředěný odtok</li><br />
<li>Výstupy: povrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Mrznutí a tání</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Při procesu mrznutí dochází k přeměně molekul vody na ledové krystalky v oblacích, které se vrací zpátky na zem v podobě sněhových vloček. Srážky z chladného období se ukládají do horských sněhových polí či ledovců, jež v teplejším počasí představují zásobárnu vody. Ve Spojených státech amerických pochází až 75% zásob vody právě ze sněhu<ref name="ctrnact" />. I když se voda v ledovcích nehýbe, má na hydrologický cyklus podstatný vliv. Jelikož bílá barva odráží sluneční světlo (a tím i teplo), velké ledovcové plochy mohou výrazně ovlivňovat počasí. Objemné zasněžování má také své nevýhody, jako např. nebezpečí sesuvu půdy nebo záplav v teplejších měsících.</p><br />
<br />
<p style="text-align: justify">Opačným procesem je tání, jež v chladnějších klimatech představuje většinu jarního odtoku a proudění v řekách. K tomuto procesu dochází, pokud led či sníh přijme určité množství tepla od Slunce.</p> <br />
<br />
{| <br />
| <ul><li>Vstup procesu mrznutí: srážky</li></ul><br />
| <ul><li>Vstupy procesu tání: ledovce/sníh, energie ze Slunce</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Proces: mrznutí</li></ul><br />
| <ul><li>Proces: tání</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Výstupy procesu mrznutí: molekuly vody v tuhém stavu (ledové krystalky), teplo</li></ul><br />
| <ul><li>Výstup procesu tání: molekuly vody</li></ul><br />
|}<br />
<br />
<br />
=== Cyklus podzemního odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">Při cyklu podzemního odtoku dochází k výměně vody mezi oceánem, atmosférou, pevninou, půdou a opět oceánem. Průměrný čas molekuly vody v tomto cyklu se pohybuje kolem 5000 let, v zóně aktivní výměny se udává 330 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Infiltrace (vsakování)</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Infiltrace je proces, při kterém voda vyskytující se na povrchu země proniká do podpovrchových půd prasklinami a póry. Infiltrovaná voda může být za nějaký čas postupně odpařena, absorbována kořeny rostlin či může prosáknout hlouběji až k podzemním vodním nádržím (perkolace)<ref name="jedenact" />. Některé takovéto nádrže jsou používány lidmi jako zásobárny vody pro studny.</p><br />
<p style="text-align: justify">Infiltraci nejvíce ovlivňují faktory jako množství a charakteristika srážek (intenzita, doba trvání, apod.), evapotranspirace, půdní vlastnosti, saturace půdy či svah země. Dále záleží na nasycenosti půdy, přičemž nasycená půda infiltraci zpomaluje. Pokud míra srážek přesahuje na určité půdní ploše rychlost infiltrace, dochází k povrchovému odtoku.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody (srážky)</li><br />
<li>Proces: infiltrace</li><br />
<li>Výstup: infiltrovaná voda do půdy</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Podpovrchový odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Podpovrchový odtok je tvořen pohybem molekul vody blízko povrchu země. Z povrchové vody se stane voda podzemní, pokud vyplní póry v zemi či ve skalách, jimiž pronikne do podpovrchového vodního stolu. Vodním stolem se nazývá místo, kde jsou veškeré půdní póry a štěrbiny zcela nasyceny vodou, tudíž žádnou další vodu nepropustí a tvoří se souvislé toky. Rychlost toku podzemní vody závisí na propustnosti půdy a tlaku vody. Rychlost prosakování jedna stopa za den je vnímána jako rychlost vysoká, neboť rychlost jedna stopa za rok či jedna stopa za deset let není žádnou výjimkou<ref name="patnact">USGS. General facts and concepts about ground water [online]. [cit. 2017-05-26]. Dostupné z: https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/html/gen_facts.html.</ref>. Podzemní voda se dostává zpět na povrch země lidskou silou pomocí pump nebo ve formě pramenů, jež na povrch prosakují.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody</li><br />
<li>Proces: nasycení půdních pórů molekulami vody</li><br />
<li>Výstup: podpovrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Podzemní vody jsou méně znečištěné než vody povrchové, proto se často využívají jako zásobárny vody. Ve Spojených státech amerických obsahují podzemní nádrže mnohem více vody než je kapacita všech vodních nádrží a jezer v USA<ref name="trinact" />. Znečištěná podzemní voda se daleko hůře čistí a její znečištění je nejvíce způsobeno nesprávnou likvidací odpadů, nadměrným hnojením či ropnými vrty. Podzemní voda tvoří přibližně 25% zásobárny sladké vody.''<br />
}}<br />
<br />
== Rovnováha hydrologického cyklu ==<br />
[[File:cycle.png|thumb|right|300px|Hydrologický cyklus]]<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu jsou všechny molekuly vody neustále v pohybu, přičemž je zde zpětnovazebný efekt, při kterém platí, že množství spadlých srážek ovlivňuje množství vody vypařené a naopak. Celkový objem vody se tak nemění. <i>Dynamická rovnováha</i> znamená, že molekuly vody nepřibývají ani neubývají, pouze mění své skupenství. Tato rovnováha může být pozorována např. na hladině oceánů, jejichž výšky zůstávají přibližně konstantní, ačkoli do nich neustále proudí jak povrchové, tak podpovrchové toky. Celková doba, kterou molekula vody stráví v hydrologickém cyklu je variabilní a záleží na mnoha faktorech jakými jsou např. druh vodního cyklu (malý, velký), rychlost veškerých procesů v závislosti na přijaté/odebrané energii ze Slunce či na charakteru půdy, jež ovlivňuje rychlost infiltrace. </p><br />
<p style="text-align: justify">Celkový čas strávený molekulou vody v jednotlivých subprocesech se odhaduje lépe. V atmosférickém cyklu se jedná o deset dní, v cyklu povrchového odtoku přibližně o dvanáct dní a v cyklu podzemního odtoku záleží na zóně výměny, zda je aktivní či pasivní. Aktivní zónou molekula vody projde za 330 let a v pasivní zóně za přibližně 5000 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
=== Hydrologická bilance === <br />
<p style="text-align: justify">Hydrologickým rokem je míněno časové období dvanácti měsíců, jež je stanovené tak, aby srážky odtekly jako povrchové či podpovrchové odtoky v témže období. Výhoda takovéhoto časové vymezení spočívá ve vyrovnání vstupů a výstupů procesu koloběhu vody, což umožňuje sestavit hydrologickou bilanci. Neboli první zimní sníh se dostane spolu s jarními odtoky do stejného bilančního období.</p>[[File:energie2.png|thumb|left|400px|Energetická rovnováha]]<br />
<p style="text-align: justify">Hydrologická bilance může být vypočítávána pro malý i velký oběh vody, stejně jako pro jednotlivá povodí či oceány. Vyjadřuje veškeré vstupy a výstupy celého systému koloběhu vody a změnu v jednotlivých rezervoárech (∆S). Vstupy zahrnují především srážky (P), které jsou souhrnem výparů, povrchového a podzemního odtoku. Výstupy jsou pak vodní pára vzniklá evapotransiprací (ET) a celkový odtok (Qc)<ref name="dvanact" />. Základní hydrologická bilance pak vypadá následovně:</p> <br />
<ol>P - ET - Qc = ∆S</ol><br />
<br />
=== Energetická rovnováha === <br />
<p style="text-align: justify">Veškeré subprocesy hydrologického cyklu zajišťující změnu skupenství molekul vody jsou doprovázené přenosem energie. V zemské atmosféře hustota kapalin a plynů klesá s narůstající teplotou, což má za důsledek, že v gravitačním poli ohřáté vrstvy kapaliny nebo plynů stoupají, zatímco ty chladnější klesají. Dochází tak ke vzniku proudění ([https://cs.wikipedia.org/wiki/Šíření_tepla_prouděním konvekci]), při kterém se přemisťují celé části kapaliny i se svou vnitřní energií. Konvekce způsobuje větry přenášející teplo, jež ovlivňují dešťové mraky nad kontinenty a oceánské proudy, které dále ovlivňují další podporcesy koloběhu vody. I zde platí, že spotřebovaná energie se rovná energii vydané.</p><br />
<br><br />
=== Model hydrologického cyklu (viz [http://www.simulace.info/index.php/Causal_Loop_Diagram/cs Diagram kauzálních smyček]) === <br />
<br><br />
[[File:cyklus4.PNG|thumb|centre|700px|Model hydrologického cyklu]]<br />
<br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Koloběh vody je skutečně velmi komplexní nekonečný systém s mnoha podprocesy. Například čím více tepla ledovec přijme, tím je sice méně zásobárny vody v pevném stavu, nicméně tím více je povrchové vody, která odteče do oceánu, tím více se může vypařit vodní páry, a konečně tím více může vzniknout srážek, jež mohou opět dopadnout na ledovec v podobě ledových krystalků. V ideálním případě je koloběh vody rovnovážný cyklus a "čím více ubude, tím více přibude". Zároveň všude platí reverzní vztah, což znamená, čím více ledovce, tím více povrchové vody, a současně, čím více povrchové vody, tím méně ledovce.<br />
}}<br />
<br />
== Ovlivnění dalších dynamických systémů ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Voda a sluneční energie jsou základem fungování veškerých biogeochemických cyklů na Zemi, jež zahrnují pohyby chemických prvků mezi organismy a neživými částmi atmosféry, litosféry a hydrosféry<ref name="sest" />. Hydrologický cyklus tak ovlivňuje mnoho dalších dynamických systémů.</p> [[File:cykly2.png|border|left|300px]]<br />
<p style="text-align: justify">Jelikož je přenos vodní páry z oceánů do atmosféry doprovázen velkým množstvím tepelné energie, tento podproces hydrologického cyklu reguluje klima a počasí. Přemisťování vody pomocí nadzemních i podzemních odtoků chemicky i fyzicky eroduje zemi a utváří její reliéf. Převádí a ukládá sedimenty do řek, vytváří delty či povrch mořského dna. Pokud voda pronikne do porézních částí zemského povrchu, může rozpustit skály a utvářet tak krasové systémy. Voda dále přenáší minerály a živiny, jež jsou potravou pro sladkovodní a mořské ekosystémy. V neposlední řadě je voda největší složkou většiny biologických organismů. V lidském organismu se nachází přibližně 60% vody, v těle medúzy až 90%.</p> <br />
<br><br><br />
== Shrnutí ==<br />
<p style="text-align: justify">Základním vstupem hydrologického cyklu jsou srážky dopadající do oceánů či na pevninu. Část srážek se z pevniny odpaří (evapotranspiruje), část se transformuje na povrchový odtok a část se infiltruje na odtok podzemní či na podzemní vodu. Přímým odtokem se dočasně zvyšují hladiny řek a moří, jež jsou vyrovnávány větším množstvím transpirace. Pro koloběh molekul vody na Zemi se vypočítává hydrologická bilance, jež zahrnuje veškeré vstupy (srážky, přítoky, zásoby vody) a výstupy (výpary, odtoky, úbytky vody v rezervoárech) v celém hydrologickém cyklu.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
<br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 00:07, 1 June 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Water_cycle/cs&diff=13390Water cycle/cs2017-06-04T15:12:41Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div><br />
== Koloběh vody ==<br />
<br />
[[File:rozdeleni_vody.png|thumb|right|400px|Rozdělení zásob vody na Zemi]]<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komplexní systém výměny vodních molekul ve všech jejich skupenstvích mezi litosférou, hydrosférou, atmosférou a biosférou. <i>Cyklus nemá začátek ani konec</i>, neboť se jedná o nekonečnou a nepřetržitou interakci mnoha subprocesů látkové výměny. Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat mezi světovými oceány a pevninou, přičemž hlavní hnací silou celého koloběhu je energie ze Slunce a gravitace. Koloběh vody tak lze vnímat jako přírodní způsob doplňování, přerozdělení a čištění přírodních vodních zdrojů na světě<ref>WILLIAMS D. W., 2001. Lakes and Reservoirs, the Watershed: Water from the Mountains into the Sea [online]. Volume: 2, United Nations Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics. [cit. 2017-05-25] Dostupné z: http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs- 2/2.ASP.</ref>.</p><br />
<p style="text-align: justify">V rámci hydrologického cyklu se voda nachází v různých nádržích (rezervoárech), přičemž oceány obsahují přibližně 96,5% veškeré vody na planetě, ledovce a podzemní vodní nádrže 2,5% a řeky, jezera, půdní vlhkost a atmosférická vodní pára, včetně vody v živých buňkách, 1%<ref>CHAHINE, MOUSTAFA T., 1992. The Hydrologic Cycle and Its Influence on Climate, Review Article, Nature 359: 373 – 380.</ref>.</p><br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Hydrologický cyklus je <i>uzavřený systém</i>, což znamená, že se celkové množství vody na planetě nemění. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a mění pouze svou formu, nikoli množství. Hmotnost vody zůstává konstantní, nicméně její rozdělení do jednotlivých nádrží je závislé na mnoha klimatických proměnných<ref name="trojka">Hydrologic Cycle (Water Science) [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://what-when-how.com/water-science/hydrologic-cycle-water-science/.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
== Popis systému ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Koloběh vody se skládá z několika interagujících subsystémů přenášející molekuly vody z jedné nádrže do druhé za pomoci subprocesů, mezi které se řadí odpařování, transpirace, srážení či proudění vody. Ke všem procesům je zapotřebí energie ze Slunce a gravitační síla<ref> MACLEAN, N. Global Energy Transfer, Atmosphere and Ocean Circulation, Climate: A River Runs Through It [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.indiana.edu/~geol105/1425chap4.htm.</ref>. Veškerá voda z oceánu je pomocí odpařování zvedána do atmosféry (stejně jako led a sníh, jež mohou sublimovat přímo do vodní páry). V atmosféře molekuly vody kondenzují a vrací se za pomoci gravitace zpět na Zem v podobě deště, sněhu či krupobití. [[File:obeh.png|thumb|left|Malý a velký koloběh vody]]Voda dopadá buď rovnou do oceánů, nebo na zem, kde proudí jako povrchový či podpovrchový odtok. Odtok, jenž vstupuje do řek, se vrací zpět do oceánů. Naopak odtok, jenž proniká do porézních částí zemského povrchu, se stává vodou podzemní a nazývá se bezodtokovou oblastí<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>. Voda z ledovců se díky gravitaci přemisťuje opět buď přímo do oceánů, nebo do kontinentálního povrchového odtoku. <i>Vždy se však všechna voda dostane vypařováním zpět do atmosféry a koloběh se opakuje.</i></p><br />
<p style="text-align: justify">Hydrologický cyklus se rozděluje na malý a velký. O malém koloběhu vody se hovoří, pokud dochází k výměně vodních molekul pouze mezi pevninou a atmosférou či oceánem a atmosférou. Velký koloběh vody bere v úvahu opakující se procesy mezi pevninou, oceánem a atmosférou, k nimž patří odpařování (evaporace), transpirace, sublimace, kondenzace, konvekce, mrznutí a tání, plošný a soustředěný odtok, tok podzemní vody, infiltrace, podpovrchový tok či perkolace<ref name="sest">ALAVIAN V., QADDUMI H., M., 2009. Water and climate change: understanding the risks andmaking climate-smart investment decisions. The World Bank, Washington, DC [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://documents.worldbank.org/curated/en/362051468328208633/Water-and-climate-change-understanding-the-risks-and-making-climate-smart-investment-decisions.</ref> <ref>NARASIMHAN, T.,N., 2009. Hydrological cycle and water budgets. In: Likens GE (ed) Encyclopedia of inland waters. Elsevier, Oxford, pp 714–720. doi:10.1016/B978-012370626-3.00010-7.</ref>.</p><br />
<br />
<br />
=== Atmosférický cyklus ===<br />
----<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
===== <i>Evaporace (odpařování)</i> =====<br />
[[File:evaporace.png|thumb|right|Ukázka evaporace]]<p style="text-align: justify">Evaporace je základním subsystémem hydrologického cyklu, díky němuž se voda navrací zpět do atmosféry jako vodní pára. Nejedná se o vypařování z celého objemu, jako je tomu v případě varu, ale dochází k odpařování molekul vody, jež se nachází blízko povrchu kapaliny a jež mají dostatečnou energii k překonání [https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm kohezních sil]. Energie přijatá ze Slunce rozbíjí vazby mezi molekulami vody, které se tak mohou začít pohybovat směrem k povrchu kapaliny. Jednotlivé molekuly pak mohou projít povrchovou vrstvou kapky a kapalinu opustit<ref>TECHNMIST. Evaporace [online]. [cit. 2017-05-24]. Dostupné z: http://www.technomist.cz/funkce-vodni-mlhy/evaporace.</ref>. Jelikož molekuly vody sluneční energii (teplo) spotřebovávají, při procesu odpařování dochází k ochlazování prostředí, což je důvod, proč např. pot pokožku ochlazuje.</p><br />
<p style="text-align: justify">Zatímco k varu je zapotřebí 100ºC, evaporace probíhá při jakékoliv teplotě, přičemž některé kapaliny se odpařují rychleji než jiné. Rychlost odpařování závisí mimo jiné na ploše kapaliny (čím větší, tím rychlejší), vlhkosti okolí (čím vyšší, tím pomalejší), přítomnosti větru (čím silnější, tím rychlejší odpařování) či teplotě (čím vyšší, tím rychlejší odpařování). Předpokládá se, že asi 90% vlhkosti v atmosféře pochází z oceánů, moří a jezer<ref name="devitka">ESCHOOLTODAY. What is the Water Cycle (Hydrolic cycle)? [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.eschooltoday.com/water-cycle/what-is-evaporation-of-water.htm. </ref>.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: evaporace (odpařování)</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Transpirace (biologické výpary)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Transpirace znamená odpařování vodní páry z listů rostlin, jež pro svůj růst využívají pouze malé množství vody. 97-99,5% vody projde procesem transpirace zpět do atmosféry<ref>SINHA, R.K., 2004. Modern plant physiology. Pangbourne: Alpha science international. ISBN 9780849317149.</ref>, což má mimo jiné za následek větší vlhkost v místech s velkým vegetačním pokrytím<ref name="devitka" />. Voda je pomocí kořenů nasávána a přenášena do listů rostlin. Na spodních stranách listů se nacházejí průduchy (stomata), jimiž jsou molekuly vody uvolňovány do ovzduší. </p><br />
[[File:evapotranspirace.png|thumb|right|Ukázka evapotranspirace]]<p style="text-align: justify">Celý proces transpirace ovlivňuje mnoho faktorů. Vyšší teplota způsobuje důkladnější a rychlejší otevření průduchů, naopak chladnější teploty póry uzavírají. V sušším prostředí dochází k odpařování rychleji než v prostředí nasyceném, tudíž také vlhkost vzduchu hraje svou roli. Dále dostupnost a intenzita slunečního svitu, stejně jako vítr kolem rostliny, zajišťuje odpařování rychlejší.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: transpirace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Termínem <i><u>evapotranspirace</u></i> je míněno spojení subsystémů předcházejících, tedy evaporace a transpirace. Tento proces nastává, pokud dochází zároveň k odpařování vlhkosti z půdy a odpařování skrz průduchy rostlin<ref name="devitka" />. Evapotranspirace představuje přibližně 10% par v atmosféře<ref name="jedenact">USGS Water Science School, 2016. The Water Cycle [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://water.usgs.gov/edu/watercycleevaporation.html.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
===== <i>Sublimace</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu vstupuje velmi malé množství vodní páry do atmosféry prostřednictvím sublimace, procesem, při kterém se voda mění z pevného skupenství (led nebo sníh) na plyn, čímž obchází kapalnou fázi. K rychlejší sublimaci dochází při nízké relativní vlhkosti vzduchu, suchém větru či vyšší nadmořské výšce, kde je tlak vzduchu menší než v nižších polohách. Suchý vzduch mění sníh přímo na vodní páru, což má za důsledek rychlé zmizení sněhu v suchém klimatu<ref name="dvanact">NETOPIL, R. a kol. Fyzická geografie, 1. vydání. Praha: SPN, 1984. 272 s.</ref>. V neposlední řadě je k tomuto procesu zapotřebí energie v podobě intenzivního slunečního světla<ref name="trinact">Boreyko, J., B,. Hansen, R., R., 2016. Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns [online]. Scientific Reports. 6. doi:10.1038/srep19131. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/srep19131.</ref>. Opačný proces sublimace se nazývá desublimace (ukládání), při němž se vodní pára mění přímo na led (např. na sněhové vločky či mráz).</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody v tuhém stavu (led, sníh)</li><br />
<li>Proces: sublimace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Kondenzace (srážky)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">U kondenzace dochází, na rozdíl od procesu odpařování, k přeměně plynu na kapalinu. Vodní pára se dostává do atmosféry, kde je vzduch mnohem chladnější. Pokud teplota vzduchu klesne bod rosný bod, teplotu maximálního nasycení vzduchu vodními parami, pohyb molekul se zpomalí a začnou se shlukovat v oblaka. Při navázání dostatečného množství molekul vznikne dešťová kapka, která dopadá na zemský povrch v podobě deště. Kondenzace je pro hydrologický cyklus velmi důležitým procesem, neboť navrací vodu zpět na pevninu či do oceánu v podobě srážek<ref name="trojka" />. Obecně vzduch s relativně vysokou vlhkostí přichází do styku s chladnějším povrchem, čímž se ochlazuje na rosný bod, což vede ke kondenzaci a tvorbě mraků (zamlžení). Tento proces je též zodpovědný za přízemní mlhu, kterou lze pozorovat např. při zamlžení okének v automobilu, kdy lidé vydechují teplý vzduch, jež naráží na studená okénka.</p> <br />
<p style="text-align: justify">Jakékoliv změny všech skupenství vody jsou spojeny se změnou uspořádání molekul. Při kondenzaci dochází ke zkapalnění vodní páry, kde jsou molekuly vody uspořádávány do mnohem náhodnějších struktur než v kapalině. Celý proces je doprovázen uvolňováním tepla, jež se vrací zpět k povrchu Země.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: vodní pára</li><br />
<li>Proces: kondenzace</li><br />
<li>Výstupy: molekuly vody, teplo</li><br />
</ul><br />
<br />
==== <u>Rovnovážný stav atmosférického cyklu</u> ====<br />
<p style="text-align: justify">Pokud by se rychlost evaporace rovnala rychlosti kondenzace, došlo by k rovnovážnému stavu nasycení, při kterém by byla 100% vlhkost vzduchu<ref name="jedenact" />. Jelikož je ve vlhkých tropech a deštných pralesích dostatek vegetace, dochází nad touto oblastí k nadměrné evaporaci, zvýšené tvorbě mraků a tím pádem k vyššímu úhrnu srážek. Délka trvání jedné molekuly vody v atmosférickém cyklu se odhaduje na cca 10 dní<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>.</p><br />
<br />
=== Cyklus povrchového odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">V cyklu povrchového odtoku se voda nejčastěji pohybuje mezi oceánem, atmosférou, pevninou, povrchovým odtokem a opět oceánem. Povrchový odtok je tvořen srážkami, jež se nevypařily, ani nevsákly (neinfiltrovaly) do země a pohybují se zpět k oceánu <ref name="ctrnact">STRAHLER, A., 2006. Introducing Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, Inc. 684 s.</ref>. Na množství odtoku má vliv topografie půdy, neboť v kopcovitých krajinách nemá voda dostatek času na vsakování se do země, tudíž stéká ze svahů dolů, kde vytváří proudící toky. Naopak v rovinaté krajině voda nikam nestéká, a tak dochází spíše k infiltraci (vsakování vody do půdy). Celkově se odhaduje, že 35% veškerých srážek končí v moři nebo oceánu, zbylých 65% se infiltruje do půdy. Dále má na odtok vliv charakter půdy, přičemž oblasti s měkkými pórovitými půdami pohlcují vody více<ref name="jedenact" />. V neposlední řadě odtok (infiltraci) ovlivňuje, zda prší nárazově či delší dobu kontinuálně. Při nárazovém dešti je půda rychle nasycena a vsakuje srážek mnohem méně. Voda se v cyklu povrchového odtoku vyskytuje přibližně dvanáct dní<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Plošný a soustředěný odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Plošný odtok neboli ron představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu<ref name="jedenact" />. Sklon reliéfu udává, kam voda stéká a kde se z ní tvoří proudící tok či jezero. [[File:eroze.jpg|thumb|right|Eroze]]Nekoordinovaným stékáním vzniká plošný splach, jenž s sebou odnáší částice půdy po povrchu terénu. K tomuto odnosu půdních částic ([[Erozi půdy]]) dochází, pokud je síla vodního toku větší než síly udržující částice na povrchu země.</p><br />
<p style="text-align: justify">Naopak soustředěnými toky jsou míněny stružky a následně hluboké erozní rýhy (koryta), jimiž voda odtéká trvale nebo alespoň po většinu roku. Spojené erozní rýhy vytváří údolí, kterými protéká voda trvale i během sušších období.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: srážky</li><br />
<li>Proces: plošný/soustředěný odtok</li><br />
<li>Výstupy: povrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Mrznutí a tání</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Při procesu mrznutí dochází k přeměně molekul vody na ledové krystalky v oblacích, které se vrací zpátky na zem v podobě sněhových vloček. Srážky z chladného období se ukládají do horských sněhových polí či ledovců, jež v teplejším počasí představují zásobárnu vody. Ve Spojených státech amerických pochází až 75% zásob vody právě ze sněhu<ref name="ctrnact" />. I když se voda v ledovcích nehýbe, má na hydrologický cyklus podstatný vliv. Jelikož bílá barva odráží sluneční světlo (a tím i teplo), velké ledovcové plochy mohou výrazně ovlivňovat počasí. Objemné zasněžování má také své nevýhody, jako např. nebezpečí sesuvu půdy nebo záplav v teplejších měsících.</p><br />
<br />
<p style="text-align: justify">Opačným procesem je tání, jež v chladnějších klimatech představuje většinu jarního odtoku a proudění v řekách. K tomuto procesu dochází, pokud led či sníh přijme určité množství tepla od Slunce.</p> <br />
<br />
{| <br />
| <ul><li>Vstup procesu mrznutí: srážky</li></ul><br />
| <ul><li>Vstupy procesu tání: ledovce/sníh, energie ze Slunce</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Proces: mrznutí</li></ul><br />
| <ul><li>Proces: tání</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Výstupy procesu mrznutí: molekuly vody v tuhém stavu (ledové krystalky), teplo</li></ul><br />
| <ul><li>Výstup procesu tání: molekuly vody</li></ul><br />
|}<br />
<br />
<br />
=== Cyklus podzemního odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">Při cyklu podzemního odtoku dochází k výměně vody mezi oceánem, atmosférou, pevninou, půdou a opět oceánem. Průměrný čas molekuly vody v tomto cyklu se pohybuje kolem 5000 let, v zóně aktivní výměny se udává 330 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Infiltrace (vsakování)</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Infiltrace je proces, při kterém voda vyskytující se na povrchu země proniká do podpovrchových půd prasklinami a póry. Infiltrovaná voda může být za nějaký čas postupně odpařena, absorbována kořeny rostlin či může prosáknout hlouběji až k podzemním vodním nádržím (perkolace)<ref name="jedenact" />. Některé takovéto nádrže jsou používány lidmi jako zásobárny vody pro studny.</p><br />
<p style="text-align: justify">Infiltraci nejvíce ovlivňují faktory jako množství a charakteristika srážek (intenzita, doba trvání, apod.), evapotranspirace, půdní vlastnosti, saturace půdy či svah země. Dále záleží na nasycenosti půdy, přičemž nasycená půda infiltraci zpomaluje. Pokud míra srážek přesahuje na určité půdní ploše rychlost infiltrace, dochází k povrchovému odtoku.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody (srážky)</li><br />
<li>Proces: infiltrace</li><br />
<li>Výstup: infiltrovaná voda do půdy</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Podpovrchový odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Podpovrchový odtok je tvořen pohybem molekul vody blízko povrchu země. Z povrchové vody se stane voda podzemní, pokud vyplní póry v zemi či ve skalách, jimiž pronikne do podpovrchového vodního stolu. Vodním stolem se nazývá místo, kde jsou veškeré půdní póry a štěrbiny zcela nasyceny vodou, tudíž žádnou další vodu nepropustí a tvoří se souvislé toky. Rychlost toku podzemní vody závisí na propustnosti půdy a tlaku vody. Rychlost prosakování jedna stopa za den je vnímána jako rychlost vysoká, neboť rychlost jedna stopa za rok či jedna stopa za deset let není žádnou výjimkou<ref name="patnact">USGS. General facts and concepts about ground water [online]. [cit. 2017-05-26]. Dostupné z: https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/html/gen_facts.html.</ref>. Podzemní voda se dostává zpět na povrch země lidskou silou pomocí pump nebo ve formě pramenů, jež na povrch prosakují.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody</li><br />
<li>Proces: nasycení půdních pórů molekulami vody</li><br />
<li>Výstup: podpovrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Podzemní vody jsou méně znečištěné než vody povrchové, proto se často využívají jako zásobárny vody. Ve Spojených státech amerických obsahují podzemní nádrže mnohem více vody než je kapacita všech vodních nádrží a jezer v USA<ref name="trinact" />. Znečištěná podzemní voda se daleko hůře čistí a její znečištění je nejvíce způsobeno nesprávnou likvidací odpadů, nadměrným hnojením či ropnými vrty. Podzemní voda tvoří přibližně 25% zásobárny sladké vody.''<br />
}}<br />
<br />
== Rovnováha hydrologického cyklu ==<br />
[[File:cycle.png|thumb|right|300px|Hydrologický cyklus]]<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu jsou všechny molekuly vody neustále v pohybu, přičemž je zde zpětnovazebný efekt, při kterém platí, že množství spadlých srážek ovlivňuje množství vody vypařené a naopak. Celkový objem vody se tak nemění. <i>Dynamická rovnováha</i> znamená, že molekuly vody nepřibývají ani neubývají, pouze mění své skupenství. Tato rovnováha může být pozorována např. na hladině oceánů, jejichž výšky zůstávají přibližně konstantní, ačkoli do nich neustále proudí jak povrchové, tak podpovrchové toky. Celková doba, kterou molekula vody stráví v hydrologickém cyklu je variabilní a záleží na mnoha faktorech jakými jsou např. druh vodního cyklu (malý, velký), rychlost veškerých procesů v závislosti na přijaté/odebrané energii ze Slunce či na charakteru půdy, jež ovlivňuje rychlost infiltrace. </p><br />
<p style="text-align: justify">Celkový čas strávený molekulou vody v jednotlivých subprocesech se odhaduje lépe. V atmosférickém cyklu se jedná o deset dní, v cyklu povrchového odtoku přibližně o dvanáct dní a v cyklu podzemního odtoku záleží na zóně výměny, zda je aktivní či pasivní. Aktivní zónou molekula vody projde za 330 let a v pasivní zóně za přibližně 5000 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
=== Hydrologická bilance === <br />
<p style="text-align: justify">Hydrologickým rokem je míněno časové období dvanácti měsíců, jež je stanovené tak, aby srážky odtekly jako povrchové či podpovrchové odtoky v témže období. Výhoda takovéhoto časové vymezení spočívá ve vyrovnání vstupů a výstupů procesu koloběhu vody, což umožňuje sestavit hydrologickou bilanci. Neboli první zimní sníh se dostane spolu s jarními odtoky do stejného bilančního období.</p>[[File:energie2.png|thumb|left|400px|Energetická rovnováha]]<br />
<p style="text-align: justify">Hydrologická bilance může být vypočítávána pro malý i velký oběh vody, stejně jako pro jednotlivá povodí či oceány. Vyjadřuje veškeré vstupy a výstupy celého systému koloběhu vody a změnu v jednotlivých rezervoárech (∆S). Vstupy zahrnují především srážky (P), které jsou souhrnem výparů, povrchového a podzemního odtoku. Výstupy jsou pak vodní pára vzniklá evapotransiprací (ET) a celkový odtok (Qc)<ref name="dvanact" />. Základní hydrologická bilance pak vypadá následovně:</p> <br />
<ol>P - ET - Qc = ∆S</ol><br />
<br />
=== Energetická rovnováha === <br />
<p style="text-align: justify">Veškeré subprocesy hydrologického cyklu zajišťující změnu skupenství molekul vody jsou doprovázené přenosem energie. V zemské atmosféře hustota kapalin a plynů klesá s narůstající teplotou, což má za důsledek, že v gravitačním poli ohřáté vrstvy kapaliny nebo plynů stoupají, zatímco ty chladnější klesají. Dochází tak ke vzniku proudění ([https://cs.wikipedia.org/wiki/Šíření_tepla_prouděním konvekci]), při kterém se přemisťují celé části kapaliny i se svou vnitřní energií. Konvekce způsobuje větry přenášející teplo, jež ovlivňují dešťové mraky nad kontinenty a oceánské proudy, které dále ovlivňují další podporcesy koloběhu vody. I zde platí, že spotřebovaná energie se rovná energii vydané.</p><br />
<br><br />
=== Model hydrologického cyklu (viz [http://www.simulace.info/index.php/Causal_Loop_Diagram/cs Diagram kauzálních smyček]) === <br />
<br><br />
[[File:cyklus4.PNG|thumb|centre|700px|Model hydrologického cyklu]]<br />
<br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Koloběh vody je skutečně velmi komplexní nekonečný systém s mnoha podprocesy. Například čím více tepla ledovec přijme, tím je sice méně zásobárny vody v pevném stavu, nicméně tím více je povrchové vody, která odteče do oceánu, tím více se vypaří vodní páry, a konečně tím více vznikne srážek, jež mohou opět dopadnout na ledovec v podobě ledových krystalků. Model by neměl být chápán ve smyslu, čím méně ledovce, tím méně povrchové vody. V ideálním případě je koloběh vody rovnovážný cyklus a "čím více ubude, tím více přibude". Zároveň všude platí reverzní vztah, což znamená, čím více ledovce, tím více povrchové vody, nicméně, čím více povrchové vody, tím méně ledovce.<br />
}}<br />
<br />
== Ovlivnění dalších dynamických systémů ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Voda a sluneční energie jsou základem fungování veškerých biogeochemických cyklů na Zemi, jež zahrnují pohyby chemických prvků mezi organismy a neživými částmi atmosféry, litosféry a hydrosféry<ref name="sest" />. Hydrologický cyklus tak ovlivňuje mnoho dalších dynamických systémů.</p> [[File:cykly2.png|border|left|300px]]<br />
<p style="text-align: justify">Jelikož je přenos vodní páry z oceánů do atmosféry doprovázen velkým množstvím tepelné energie, tento podproces hydrologického cyklu reguluje klima a počasí. Přemisťování vody pomocí nadzemních i podzemních odtoků chemicky i fyzicky eroduje zemi a utváří její reliéf. Převádí a ukládá sedimenty do řek, vytváří delty či povrch mořského dna. Pokud voda pronikne do porézních částí zemského povrchu, může rozpustit skály a utvářet tak krasové systémy. Voda dále přenáší minerály a živiny, jež jsou potravou pro sladkovodní a mořské ekosystémy. V neposlední řadě je voda největší složkou většiny biologických organismů. V lidském organismu se nachází přibližně 60% vody, v těle medúzy až 90%.</p> <br />
<br><br><br />
== Shrnutí ==<br />
<p style="text-align: justify">Základním vstupem hydrologického cyklu jsou srážky dopadající do oceánů či na pevninu. Část srážek se z pevniny odpaří (evapotranspiruje), část se transformuje na povrchový odtok a část se infiltruje na odtok podzemní či na podzemní vodu. Přímým odtokem se dočasně zvyšují hladiny řek a moří, jež jsou vyrovnávány větším množstvím transpirace. Pro koloběh molekul vody na Zemi se vypočítává hydrologická bilance, jež zahrnuje veškeré vstupy (srážky, přítoky, zásoby vody) a výstupy (výpary, odtoky, úbytky vody v rezervoárech) v celém hydrologickém cyklu.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
<br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 00:07, 1 June 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Water_cycle/cs&diff=13389Water cycle/cs2017-06-04T14:50:20Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div><br />
== Koloběh vody ==<br />
<br />
[[File:rozdeleni_vody.png|thumb|right|400px|Rozdělení zásob vody na Zemi]]<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komplexní systém výměny vodních molekul ve všech jejich skupenstvích mezi litosférou, hydrosférou, atmosférou a biosférou. <i>Cyklus nemá začátek ani konec</i>, neboť se jedná o nekonečnou a nepřetržitou interakci mnoha subprocesů látkové výměny. Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat mezi světovými oceány a pevninou, přičemž hlavní hnací silou celého koloběhu je energie ze Slunce a gravitace. Koloběh vody tak lze vnímat jako přírodní způsob doplňování, přerozdělení a čištění přírodních vodních zdrojů na světě<ref>WILLIAMS D. W., 2001. Lakes and Reservoirs, the Watershed: Water from the Mountains into the Sea [online]. Volume: 2, United Nations Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics. [cit. 2017-05-25] Dostupné z: http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs- 2/2.ASP.</ref>.</p><br />
<p style="text-align: justify">V rámci hydrologického cyklu se voda nachází v různých nádržích (rezervoárech), přičemž oceány obsahují přibližně 96,5% veškeré vody na planetě, ledovce a podzemní vodní nádrže 2,5% a řeky, jezera, půdní vlhkost a atmosférická vodní pára, včetně vody v živých buňkách, 1%<ref>CHAHINE, MOUSTAFA T., 1992. The Hydrologic Cycle and Its Influence on Climate, Review Article, Nature 359: 373 – 380.</ref>.</p><br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Hydrologický cyklus je <i>uzavřený systém</i>, což znamená, že se celkové množství vody na planetě nemění. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a mění pouze svou formu, nikoli množství. Hmotnost vody zůstává konstantní, nicméně její rozdělení do jednotlivých nádrží je závislé na mnoha klimatických proměnných<ref name="trojka">Hydrologic Cycle (Water Science) [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://what-when-how.com/water-science/hydrologic-cycle-water-science/.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
== Popis systému ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Koloběh vody se skládá z několika interagujících subsystémů přenášející molekuly vody z jedné nádrže do druhé za pomoci subprocesů, mezi které se řadí odpařování, transpirace, srážení či proudění vody. Ke všem procesům je zapotřebí energie ze Slunce a gravitační síla<ref> MACLEAN, N. Global Energy Transfer, Atmosphere and Ocean Circulation, Climate: A River Runs Through It [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.indiana.edu/~geol105/1425chap4.htm.</ref>. Veškerá voda z oceánu je pomocí odpařování zvedána do atmosféry (stejně jako led a sníh, jež mohou sublimovat přímo do vodní páry). V atmosféře molekuly vody kondenzují a vrací se za pomoci gravitace zpět na Zem v podobě deště, sněhu či krupobití. [[File:obeh.png|thumb|left|Malý a velký koloběh vody]]Voda dopadá buď rovnou do oceánů, nebo na zem, kde proudí jako povrchový či podpovrchový odtok. Odtok, jenž vstupuje do řek, se vrací zpět do oceánů. Naopak odtok, jenž proniká do porézních částí zemského povrchu, se stává vodou podzemní a nazývá se bezodtokovou oblastí<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>. Voda z ledovců se díky gravitaci přemisťuje opět buď přímo do oceánů, nebo do kontinentálního povrchového odtoku. <i>Vždy se však všechna voda dostane vypařováním zpět do atmosféry a koloběh se opakuje.</i></p><br />
<p style="text-align: justify">Hydrologický cyklus se rozděluje na malý a velký. O malém koloběhu vody se hovoří, pokud dochází k výměně vodních molekul pouze mezi pevninou a atmosférou či oceánem a atmosférou. Velký koloběh vody bere v úvahu opakující se procesy mezi pevninou, oceánem a atmosférou, k nimž patří odpařování (evaporace), transpirace, sublimace, kondenzace, konvekce, mrznutí a tání, plošný a soustředěný odtok, tok podzemní vody, infiltrace, podpovrchový tok či perkolace<ref name="sest">ALAVIAN V., QADDUMI H., M., 2009. Water and climate change: understanding the risks andmaking climate-smart investment decisions. The World Bank, Washington, DC [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://documents.worldbank.org/curated/en/362051468328208633/Water-and-climate-change-understanding-the-risks-and-making-climate-smart-investment-decisions.</ref> <ref>NARASIMHAN, T.,N., 2009. Hydrological cycle and water budgets. In: Likens GE (ed) Encyclopedia of inland waters. Elsevier, Oxford, pp 714–720. doi:10.1016/B978-012370626-3.00010-7.</ref>.</p><br />
<br />
<br />
=== Atmosférický cyklus ===<br />
----<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
===== <i>Evaporace (odpařování)</i> =====<br />
[[File:evaporace.png|thumb|right|Ukázka evaporace]]<p style="text-align: justify">Evaporace je základním subsystémem hydrologického cyklu, díky němuž se voda navrací zpět do atmosféry jako vodní pára. Nejedná se o vypařování z celého objemu, jako je tomu v případě varu, ale dochází k odpařování molekul vody, jež se nachází blízko povrchu kapaliny a jež mají dostatečnou energii k překonání [https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm kohezních sil]. Energie přijatá ze Slunce rozbíjí vazby mezi molekulami vody, které se tak mohou začít pohybovat směrem k povrchu kapaliny. Jednotlivé molekuly pak mohou projít povrchovou vrstvou kapky a kapalinu opustit<ref>TECHNMIST. Evaporace [online]. [cit. 2017-05-24]. Dostupné z: http://www.technomist.cz/funkce-vodni-mlhy/evaporace.</ref>. Jelikož molekuly vody sluneční energii (teplo) spotřebovávají, při procesu odpařování dochází k ochlazování prostředí, což je důvod, proč např. pot pokožku ochlazuje.</p><br />
<p style="text-align: justify">Zatímco k varu je zapotřebí 100ºC, evaporace probíhá při jakékoliv teplotě, přičemž některé kapaliny se odpařují rychleji než jiné. Rychlost odpařování závisí mimo jiné na ploše kapaliny (čím větší, tím rychlejší), vlhkosti okolí (čím vyšší, tím pomalejší), přítomnosti větru (čím silnější, tím rychlejší odpařování) či teplotě (čím vyšší, tím rychlejší odpařování). Předpokládá se, že asi 90% vlhkosti v atmosféře pochází z oceánů, moří a jezer<ref name="devitka">ESCHOOLTODAY. What is the Water Cycle (Hydrolic cycle)? [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.eschooltoday.com/water-cycle/what-is-evaporation-of-water.htm. </ref>.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: evaporace (odpařování)</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Transpirace (biologické výpary)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Transpirace znamená odpařování vodní páry z listů rostlin, jež pro svůj růst využívají pouze malé množství vody. 97-99,5% vody projde procesem transpirace zpět do atmosféry<ref>SINHA, R.K., 2004. Modern plant physiology. Pangbourne: Alpha science international. ISBN 9780849317149.</ref>, což má mimo jiné za následek větší vlhkost v místech s velkým vegetačním pokrytím<ref name="devitka" />. Voda je pomocí kořenů nasávána a přenášena do listů rostlin. Na spodních stranách listů se nacházejí průduchy (stomata), jimiž jsou molekuly vody uvolňovány do ovzduší. </p><br />
[[File:evapotranspirace.png|thumb|right|Ukázka evapotranspirace]]<p style="text-align: justify">Celý proces transpirace ovlivňuje mnoho faktorů. Vyšší teplota způsobuje důkladnější a rychlejší otevření průduchů, naopak chladnější teploty póry uzavírají. V sušším prostředí dochází k odpařování rychleji než v prostředí nasyceném, tudíž také vlhkost vzduchu hraje svou roli. Dále dostupnost a intenzita slunečního svitu, stejně jako vítr kolem rostliny, zajišťuje odpařování rychlejší.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: transpirace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Termínem <i><u>evapotranspirace</u></i> je míněno spojení subsystémů předcházejících, tedy evaporace a transpirace. Tento proces nastává, pokud dochází zároveň k odpařování vlhkosti z půdy a odpařování skrz průduchy rostlin<ref name="devitka" />. Evapotranspirace představuje přibližně 10% par v atmosféře<ref name="jedenact">USGS Water Science School, 2016. The Water Cycle [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://water.usgs.gov/edu/watercycleevaporation.html.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
===== <i>Sublimace</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu vstupuje velmi malé množství vodní páry do atmosféry prostřednictvím sublimace, procesem, při kterém se voda mění z pevného skupenství (led nebo sníh) na plyn, čímž obchází kapalnou fázi. K rychlejší sublimaci dochází při nízké relativní vlhkosti vzduchu, suchém větru či vyšší nadmořské výšce, kde je tlak vzduchu menší než v nižších polohách. Suchý vzduch mění sníh přímo na vodní páru, což má za důsledek rychlé zmizení sněhu v suchém klimatu<ref name="dvanact">NETOPIL, R. a kol. Fyzická geografie, 1. vydání. Praha: SPN, 1984. 272 s.</ref>. V neposlední řadě je k tomuto procesu zapotřebí energie v podobě intenzivního slunečního světla<ref name="trinact">Boreyko, J., B,. Hansen, R., R., 2016. Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns [online]. Scientific Reports. 6. doi:10.1038/srep19131. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/srep19131.</ref>. Opačný proces sublimace se nazývá desublimace (ukládání), při němž se vodní pára mění přímo na led (např. na sněhové vločky či mráz).</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody v tuhém stavu (led, sníh)</li><br />
<li>Proces: sublimace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Kondenzace (srážky)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">U kondenzace dochází, na rozdíl od procesu odpařování, k přeměně plynu na kapalinu. Vodní pára se dostává do atmosféry, kde je vzduch mnohem chladnější. Pokud teplota vzduchu klesne bod rosný bod, teplotu maximálního nasycení vzduchu vodními parami, pohyb molekul se zpomalí a začnou se shlukovat v oblaka. Při navázání dostatečného množství molekul vznikne dešťová kapka, která dopadá na zemský povrch v podobě deště. Kondenzace je pro hydrologický cyklus velmi důležitým procesem, neboť navrací vodu zpět na pevninu či do oceánu v podobě srážek<ref name="trojka" />. Obecně vzduch s relativně vysokou vlhkostí přichází do styku s chladnějším povrchem, čímž se ochlazuje na rosný bod, což vede ke kondenzaci a tvorbě mraků (zamlžení). Tento proces je též zodpovědný za přízemní mlhu, kterou lze pozorovat např. při zamlžení okének v automobilu, kdy lidé vydechují teplý vzduch, jež naráží na studená okénka.</p> <br />
<p style="text-align: justify">Jakékoliv změny všech skupenství vody jsou spojeny se změnou uspořádání molekul. Při kondenzaci dochází ke zkapalnění vodní páry, kde jsou molekuly vody uspořádávány do mnohem náhodnějších struktur než v kapalině. Celý proces je doprovázen uvolňováním tepla, jež se vrací zpět k povrchu Země.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: vodní pára</li><br />
<li>Proces: kondenzace</li><br />
<li>Výstupy: molekuly vody, teplo</li><br />
</ul><br />
<br />
==== <u>Rovnovážný stav atmosférického cyklu</u> ====<br />
<p style="text-align: justify">Pokud by se rychlost evaporace rovnala rychlosti kondenzace, došlo by k rovnovážnému stavu nasycení, při kterém by byla 100% vlhkost vzduchu<ref name="jedenact" />. Jelikož je ve vlhkých tropech a deštných pralesích dostatek vegetace, dochází nad touto oblastí k nadměrné evaporaci, zvýšené tvorbě mraků a tím pádem k vyššímu úhrnu srážek. Délka trvání jedné molekuly vody v atmosférickém cyklu se odhaduje na cca 10 dní<ref name="petka" <br />
<br />
=== Cyklus povrchového odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">V cyklu povrchového odtoku se voda nejčastěji pohybuje mezi oceánem, atmosférou, pevninou, povrchovým odtokem a opět oceánem. Povrchový odtok je tvořen srážkami, jež se nevypařily, ani nevsákly (neinfiltrovaly) do země a pohybují se zpět k oceánu<ref name="ctrnact">STRAHLER, A., STRAHLER, A., 2006. Introducing Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, Inc. 684 s.</ref>. Na množství odtoku má vliv topografie půdy, neboť v kopcovitých krajinách nemá voda dostatek času na vsakování se do země, tudíž stéká ze svahů dolů, kde vytváří proudící toky. Naopak v rovinaté krajině voda nikam nestéká, a tak dochází spíše k infiltraci (vsakování vody do půdy). Celkově se odhaduje, že 35% veškerých srážek končí v moři nebo oceánu, zbylých 65% se infiltruje do půdy. Dále má na odtok vliv charakter půdy, přičemž oblasti s měkkými pórovitými půdami pohlcují vody více<ref name="jedenact" />. V neposlední řadě odtok (infiltraci) ovlivňuje, zda prší nárazově či delší dobu kontinuálně. Při nárazovém dešti je půda rychle nasycena a vsakuje srážek mnohem méně. Voda se v cyklu povrchového odtoku vyskytuje přibližně dvanáct dní<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Plošný a soustředěný odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Plošný odtok neboli ron představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu<ref name="jedenact" />. Sklon reliéfu udává, kam voda stéká a kde se z ní tvoří proudící tok či jezero. [[File:eroze.jpg|thumb|right|Eroze]]Nekoordinovaným stékáním vzniká plošný splach, jenž s sebou odnáší částice půdy po povrchu terénu. K tomuto odnosu půdních částic ([[Erozi půdy]]) dochází, pokud je síla vodního toku větší než síly udržující částice na povrchu země.</p><br />
<p style="text-align: justify">Naopak soustředěnými toky jsou míněny stružky a následně hluboké erozní rýhy (koryta), jimiž voda odtéká trvale nebo alespoň po většinu roku. Spojené erozní rýhy vytváří údolí, kterými protéká voda trvale i během sušších období.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: srážky</li><br />
<li>Proces: plošný/soustředěný odtok</li><br />
<li>Výstupy: povrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Mrznutí a tání</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Při procesu mrznutí dochází k přeměně molekul vody na ledové krystalky v oblacích, které se vrací zpátky na zem v podobě sněhových vloček. Srážky z chladného období se ukládají do horských sněhových polí či ledovců, jež v teplejším počasí představují zásobárnu vody. Ve Spojených státech amerických pochází až 75% zásob vody právě ze sněhu<ref name="ctrnact" />. I když se voda v ledovcích nehýbe, má na hydrologický cyklus podstatný vliv. Jelikož bílá barva odráží sluneční světlo (a tím i teplo), velké ledovcové plochy mohou výrazně ovlivňovat počasí. Objemné zasněžování má také své nevýhody, jako např. nebezpečí sesuvu půdy nebo záplav v teplejších měsících.</p><br />
<br />
<p style="text-align: justify">Opačným procesem je tání, jež v chladnějších klimatech představuje většinu jarního odtoku a proudění v řekách. K tomuto procesu dochází, pokud led či sníh přijme určité množství tepla od Slunce.</p> <br />
<br />
{| <br />
| <ul><li>Vstup procesu mrznutí: srážky</li></ul><br />
| <ul><li>Vstupy procesu tání: ledovce/sníh, energie ze Slunce</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Proces: mrznutí</li></ul><br />
| <ul><li>Proces: tání</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Výstupy procesu mrznutí: molekuly vody v tuhém stavu (ledové krystalky), teplo</li></ul><br />
| <ul><li>Výstup procesu tání: molekuly vody</li></ul><br />
|}<br />
<br />
<br />
=== Cyklus podzemního odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">Při cyklu podzemního odtoku dochází k výměně vody mezi oceánem, atmosférou, pevninou, půdou a opět oceánem. Průměrný čas molekuly vody v tomto cyklu se pohybuje kolem 5000 let, v zóně aktivní výměny se udává 330 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Infiltrace (vsakování)</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Infiltrace je proces, při kterém voda vyskytující se na povrchu země proniká do podpovrchových půd prasklinami a póry. Infiltrovaná voda může být za nějaký čas postupně odpařena, absorbována kořeny rostlin či může prosáknout hlouběji až k podzemním vodním nádržím (perkolace)<ref name="jedenact" />. Některé takovéto nádrže jsou používány lidmi jako zásobárny vody pro studny.</p><br />
<p style="text-align: justify">Infiltraci nejvíce ovlivňují faktory jako množství a charakteristika srážek (intenzita, doba trvání, apod.), evapotranspirace, půdní vlastnosti, saturace půdy či svah země. Dále záleží na nasycenosti půdy, přičemž nasycená půda infiltraci zpomaluje. Pokud míra srážek přesahuje na určité půdní ploše rychlost infiltrace, dochází k povrchovému odtoku.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody (srážky)</li><br />
<li>Proces: infiltrace</li><br />
<li>Výstup: infiltrovaná voda do půdy</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Podpovrchový odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Podpovrchový odtok je tvořen pohybem molekul vody blízko povrchu země. Z povrchové vody se stane voda podzemní, pokud vyplní póry v zemi či ve skalách, jimiž pronikne do podpovrchového vodního stolu. Vodním stolem se nazývá místo, kde jsou veškeré půdní póry a štěrbiny zcela nasyceny vodou, tudíž žádnou další vodu nepropustí a tvoří se souvislé toky. Rychlost toku podzemní vody závisí na propustnosti půdy a tlaku vody. Rychlost prosakování jedna stopa za den je vnímána jako rychlost vysoká, neboť rychlost jedna stopa za rok či jedna stopa za deset let není žádnou výjimkou<ref name="patnact">USGS. General facts and concepts about ground water [online]. [cit. 2017-05-26]. Dostupné z: https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/html/gen_facts.html.</ref>. Podzemní voda se dostává zpět na povrch země lidskou silou pomocí pump nebo ve formě pramenů, jež na povrch prosakují.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody</li><br />
<li>Proces: nasycení půdních pórů molekulami vody</li><br />
<li>Výstup: podpovrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Podzemní vody jsou méně znečištěné než vody povrchové, proto se často využívají jako zásobárny vody. Ve Spojených státech amerických obsahují podzemní nádrže mnohem více vody než je kapacita všech vodních nádrží a jezer v USA<ref name="trinact" />. Znečištěná podzemní voda se daleko hůře čistí a její znečištění je nejvíce způsobeno nesprávnou likvidací odpadů, nadměrným hnojením či ropnými vrty. Podzemní voda tvoří přibližně 25% zásobárny sladké vody.''<br />
}}<br />
<br />
== Rovnováha hydrologického cyklu ==<br />
[[File:cycle.png|thumb|right|300px|Hydrologický cyklus]]<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu jsou všechny molekuly vody neustále v pohybu, přičemž je zde zpětnovazebný efekt, při kterém platí, že množství spadlých srážek ovlivňuje množství vody vypařené a naopak. Celkový objem vody se tak nemění. <i>Dynamická rovnováha</i> znamená, že molekuly vody nepřibývají ani neubývají, pouze mění své skupenství. Tato rovnováha může být pozorována např. na hladině oceánů, jejichž výšky zůstávají přibližně konstantní, ačkoli do nich neustále proudí jak povrchové, tak podpovrchové toky. Celková doba, kterou molekula vody stráví v hydrologickém cyklu je variabilní a záleží na mnoha faktorech jakými jsou např. druh vodního cyklu (malý, velký), rychlost veškerých procesů v závislosti na přijaté/odebrané energii ze Slunce či na charakteru půdy, jež ovlivňuje rychlost infiltrace. </p><br />
<p style="text-align: justify">Celkový čas strávený molekulou vody v jednotlivých subprocesech se odhaduje lépe. V atmosférickém cyklu se jedná o deset dní, v cyklu povrchového odtoku přibližně o dvanáct dní a v cyklu podzemního odtoku záleží na zóně výměny, zda je aktivní či pasivní. Aktivní zónou molekula vody projde za 330 let a v pasivní zóně za přibližně 5000 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
=== Hydrologická bilance === <br />
<p style="text-align: justify">Hydrologickým rokem je míněno časové období dvanácti měsíců, jež je stanovené tak, aby srážky odtekly jako povrchové či podpovrchové odtoky v témže období. Výhoda takovéhoto časové vymezení spočívá ve vyrovnání vstupů a výstupů procesu koloběhu vody, což umožňuje sestavit hydrologickou bilanci. Neboli první zimní sníh se dostane spolu s jarními odtoky do stejného bilančního období.</p>[[File:energie2.png|thumb|left|400px|Energetická rovnováha]]<br />
<p style="text-align: justify">Hydrologická bilance může být vypočítávána pro malý i velký oběh vody, stejně jako pro jednotlivá povodí či oceány. Vyjadřuje veškeré vstupy a výstupy celého systému koloběhu vody a změnu v jednotlivých rezervoárech (∆S). Vstupy zahrnují především srážky (P), které jsou souhrnem výparů, povrchového a podzemního odtoku. Výstupy jsou pak vodní pára vzniklá evapotransiprací (ET) a celkový odtok (Qc)<ref name="dvanact" />. Základní hydrologická bilance pak vypadá následovně:</p> <br />
<ol>P - ET - Qc = ∆S</ol><br />
<br />
=== Energetická rovnováha === <br />
<p style="text-align: justify">Veškeré subprocesy hydrologického cyklu zajišťující změnu skupenství molekul vody jsou doprovázené přenosem energie. V zemské atmosféře hustota kapalin a plynů klesá s narůstající teplotou, což má za důsledek, že v gravitačním poli ohřáté vrstvy kapaliny nebo plynů stoupají, zatímco ty chladnější klesají. Dochází tak ke vzniku proudění ([https://cs.wikipedia.org/wiki/Šíření_tepla_prouděním konvekci]), při kterém se přemisťují celé části kapaliny i se svou vnitřní energií. Konvekce způsobuje větry přenášející teplo, jež ovlivňují dešťové mraky nad kontinenty a oceánské proudy, které dále ovlivňují další podporcesy koloběhu vody. I zde platí, že spotřebovaná energie se rovná energii vydané.</p><br />
<br><br />
=== Model hydrologického cyklu (viz [http://www.simulace.info/index.php/Causal_Loop_Diagram/cs Diagram kauzálních smyček]) === <br />
<br><br />
[[File:cyklus4.PNG|thumb|centre|700px|Model hydrologického cyklu]]<br />
<br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Koloběh vody je skutečně velmi komplexní nekonečný systém s mnoha podprocesy. Například čím více tepla ledovec přijme, tím je sice méně zásobárny vody v pevném stavu, nicméně tím více je povrchové vody, která odteče do oceánu, tím více se vypaří vodní páry, a konečně tím více vznikne srážek, jež mohou opět dopadnout na ledovec v podobě ledových krystalků. Model by neměl být chápán ve smyslu, čím méně ledovce, tím méně povrchové vody. V ideálním případě je koloběh vody rovnovážný cyklus a "čím více ubude, tím více přibude". Zároveň všude platí reverzní vztah, což znamená, čím více ledovce, tím více povrchové vody, nicméně, čím více povrchové vody, tím méně ledovce.<br />
}}<br />
<br />
== Ovlivnění dalších dynamických systémů ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Voda a sluneční energie jsou základem fungování veškerých biogeochemických cyklů na Zemi, jež zahrnují pohyby chemických prvků mezi organismy a neživými částmi atmosféry, litosféry a hydrosféry<ref name="sest" />. Hydrologický cyklus tak ovlivňuje mnoho dalších dynamických systémů.</p> [[File:cykly2.png|border|left|300px]]<br />
<p style="text-align: justify">Jelikož je přenos vodní páry z oceánů do atmosféry doprovázen velkým množstvím tepelné energie, tento podproces hydrologického cyklu reguluje klima a počasí. Přemisťování vody pomocí nadzemních i podzemních odtoků chemicky i fyzicky eroduje zemi a utváří její reliéf. Převádí a ukládá sedimenty do řek, vytváří delty či povrch mořského dna. Pokud voda pronikne do porézních částí zemského povrchu, může rozpustit skály a utvářet tak krasové systémy. Voda dále přenáší minerály a živiny, jež jsou potravou pro sladkovodní a mořské ekosystémy. V neposlední řadě je voda největší složkou většiny biologických organismů. V lidském organismu se nachází přibližně 60% vody, v těle medúzy až 90%.</p> <br />
<br><br><br />
== Shrnutí ==<br />
<p style="text-align: justify">Základním vstupem hydrologického cyklu jsou srážky dopadající do oceánů či na pevninu. Část srážek se z pevniny odpaří (evapotranspiruje), část se transformuje na povrchový odtok a část se infiltruje na odtok podzemní či na podzemní vodu. Přímým odtokem se dočasně zvyšují hladiny řek a moří, jež jsou vyrovnávány větším množstvím transpirace. Pro koloběh molekul vody na Zemi se vypočítává hydrologická bilance, jež zahrnuje veškeré vstupy (srážky, přítoky, zásoby vody) a výstupy (výpary, odtoky, úbytky vody v rezervoárech) v celém hydrologickém cyklu.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 00:07, 1 June 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Cyklus4.PNG&diff=13388File:Cyklus4.PNG2017-06-04T14:45:01Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Vyu%C5%BEit%C3%AD_no%C4%8Dn%C3%ADho_parkovi%C5%A1t%C4%9B_(Netlogo)&diff=13387Využití nočního parkoviště (Netlogo)2017-06-04T14:21:49Z<p>Monika: /* Zhodnocení naplnění cíle */</p>
<hr />
<div>== Zadání ==<br />
<br />
<b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy 10<br />
<br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)<br />
<br><b>Autor:</b> Bc. Monika Vampolová<br />
<br><b>Typ modelu:</b> Multiagentní<br />
<br><b>Modelovací nástroj:</b> NetLogo 6.0.1<br />
<br />
== Definice problému ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace zkoumá noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy 10 v závislosti na jejich cenách. Ve zkoumané oblasti bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť v parkovacím automatu. Pokud řidič nenajde místo na parkování za určitý čas či pokud jsou místa obsazena, tuto oblast opustí.</p> <br />
<br />
<p align="justify">Obyvatelé se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Ve zkoumané oblasti se nyní nachází 153 registrovaných vlastníků aut.</p><br />
<br />
<p align="justify">Z vykonaného průzkumu vyplynulo, že zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. Aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout).</p><br />
<br />
<p align="jusify">Současně je ve zkoumané oblasti 177 parkovacích míst, z toho 67 v první zóně, 34 ve druhé, 32 ve třetí a 44 ve čtvrté parkovací zóně.</p><br />
=== <i>Cíl</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů, jež představují ceny jednotlivých zón, a počet parkujících osob, simulace zkoumá, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Dále zkoumá, zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit. V neposlední řadě se simulace zaměřuje na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež parkovací zóny pro Prahu 10 představují. Konkrétní cíl lze tedy shrnout následovně:</p><br />
<p align="center"><i>„Nastavit ceny jednotlivých zón tak, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby městská část Prahy 10 utržila co nejvíce.“</i></p><br />
<br />
== Metoda ==<br />
<p align="justify">Pro tuto simulaci se ukázalo být nejlepším programovatelným prostředím NetLogo, jež umožnuje zkoumat rozdíly jednotlivých výsledků v závislosti na přenastavení vstupních parametrů. Jelikož jednotlivé agenty pracují nezávisle na sobě, toto simulační prostředí umožňuje prozkoumat chování jednotlivých jedinců, stejně dobře jako jejich vzájemnou interakci.</p> <br />
<p align="justify">K procentuálnímu rozdělení obyvatel do kategorií zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti byly použity statistiky Českého statistického úřadu<ref>CENTRUM PRO KOMUNITNÍ PRÁCI STŘEDNÍ ČECHY, 2012. Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10 [online]. Praha [cit. 2017-06-03]. Dostupné z: http://socialniportal.praha10.cz/Portals/12/Dokumenty%20-%20kpss/oso_soc_dem_anal.pdf</ref> a Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10<ref>ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Městské části hlavního města Prahy [online]. Praha, 2016 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: https://www.czso.cz/csu/xa/mesta_a_obce.</ref><ref>ÚTVAR ROZVOJE HL. MĚSTA PRAHY. Statistické údaje 2012: Územně analytické podklady hlavního města Prahy [online]. Praha, 2012 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: http://www.iprpraha.cz/uploads/assets/soubory/data/UAP/UAP2012/priloha_statisticke_udaje_uap_2012.pdf</ref>.</p><br />
<p align="justify">Pro výši cen, jež jsou dané skupiny ochotny zaplatit za noční parkování, byl vykonán průzkum. Z každé relevantní skupiny bylo osloveno deset zástupců, jejichž názory na výši cen parkovacích míst byly zprůměrovány.</p> <br />
<p align="justify">V neposlední řadě byly ověřeny informace o rozdělení parkovacích zón na Úřadě městské části Prahy 10.</p><br />
<br />
== Model - detailní popis ==<br />
=== <i>Omezení modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Všechna auta přijíždí parkovat ve stejný čas a zůstávají na parkovišti přes noc.</li><br />
<li>Cena za parkování se platí každý večer zvlášť v parkovacím automatu – parkovací karty tato simulace nezohledňuje.</li><br />
<li>Základní model počítá se 153 registrovanými řidiči v této oblasti. V nynější době je však možné registrovat automobil i v jiné části než v místě trvalého bydliště. Počet pravidelně parkujících řidičů se tak hůře odhaduje a počet 153 (+ ostatní nepředvídatelní řidiči) nemusí být úplně přesný.</li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst (ovlivnění viditelnosti jednotlivých míst). Nejsou tak brány v potaz další možné příjezdy a odjezdy, jak je tomu ve většině případů ve skutečnosti (viz Možná rozšíření modelu).</li> <br />
<li>Auta nemají předem dané silnice , tudíž se pohybují libovolně (viz Možná rozšíření modelu).</li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Popis modelu</i> ===<br />
<p align="justify">Předmětem simulace je vymezená část Prahy 10, jež obsahuje 177 parkovacích míst. Tento počet je nastaven defaultně a nelze měnit (stejně jako v praxi není jednoduché přistavět nová parkovací místa). Místa jsou rozdělena a barevně označena do čtyř zón v závislosti na jejich cenách. Počet registrovaných řidičů této oblasti je 153, nicméně na parkovišti parkují i automobily registrované jinde, tudíž je tento vstup variabilní. [[File:Inicializace.PNG|right|thumb|400px|frame|Inicializace]]Logika simulace je značně přímočará. Auta přijíždějí z jednoho místa a hledají místo k zaparkování. Pokud je místo volné a řidiči jsou ochotni zaplatit určitý obnos, pak zaparkují. Pokud ne, hledají místo dál.</p><br />
<br />
==== <i>Inicializace</i> ==== <br />
<br />
<p> = nastavení simulace před jejím spuštěním</p><br />
<p align="justify">Před samotným spuštěním simulace se inicializují volná parkovací místa jednotlivých zón, jež jsou barevně označena. </p><br />
<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| 1. zóna || červená <br />
|-<br />
| 2. zóna || oranžová <br />
|-<br />
| 3. zóna || zelená <br />
|-<br />
| 4. zóna || modrá <br />
|}<br />
<br />
<p align="justify">Dále se inicializují čtyři šedé budovy, do nichž agenty během simulace nesmí vjet či narazit a také výjezd z této čtvrti (exit). V neposlední řadě se inicializují řidiči dle rozdělení: 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných, 30% důchodců a 13% studentů. V ukazatelích se vyplní vstupní hodnoty ohledně obsazenosti jednotlivých zón a rozvržení obyvatelstva do čtyř skupin. </p><br />
<br />
==== <i>Spuštění simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Při spuštění simulace přijíždí jednotliví řidiči do dané oblasti a hledají volná místa k zaparkování. Vždy se „zeptají“ parkovacího místa kolik stojí a tuto informaci porovnají se svou preferencí. Pokud s cenou souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují, jinak pokračují v hledání. Veškeré statistiky se průběžně zaznamenávají, čímž je uživateli umožněno sledovat vývoj výsledků.</p> <br />
<br />
==== <i>Ukončení simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Simulace končí ve třech možných variantách. První je skutečnost, že by veškerá přijíždějící auta zaparkovala. Druhou skutečností je, že za určitý čas bude zaplněno 80% parkovacích míst, nezaparkovaní řidiči přestanou hledat a oblast opustí. Třetí situace nastane, pokud sice není obsazeno 80% míst, nicméně řidiči hledají místa už moc dlouho, ztratí trpělivost a oblast opustí.</p> <br />
<br />
=== <i>Agenty a jejich vlastnosti</i> ===<br />
<p align="justify">Zde je uveden výčet agentů simulace včetně jejich vlastností. </p><br />
<br />
<b>People</b> – představují řidiče<br />
<ul><br />
<li>Headx – xsová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Heady – ypsilonová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Pace – aktuální rychlost řidiče v závislosti na tom, zda je v pohybu či je zaparkován </li><br />
</ul><br />
! u agentů <i>people</i> je důležitá jejich barva. Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev.<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center"<br />
| Yellow || Zaměstnaný <br />
|-<br />
| Violet || Nezaměstnaný <br />
|-<br />
| Gray || Důchodce <br />
|-<br />
| Lime || Student<br />
|-<br />
| Color 47 (světle žlutá) || Zaparkované auto <br />
|}<br />
<br />
<b>Parking_zones</b> – představují jednotlivé parkovací zóny <br />
<ul><li>Posx – xsová souřadnice překážky</li><br />
<li>Posy – ypsilonová souřadnice překážky</li> <br />
! u agenta <i>parking_zones</i> je velmi důležitá barva patche („dlaždice plátna“). Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev. <br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| Red || 1.zóna <br />
|-<br />
| Orange ||2.zóna <br />
|-<br />
| Green || 3.zóna <br />
|-<br />
| Blue || 4.zóna<br />
|-<br />
| Black || Okraj městské části<br />
|}<br />
<br />
<b>Buildings</b> – představují budovy, do kterých nesmí agenty během simulace narazit</p><br />
<ul><li>Buildx – xsová souřadnice budovy</li><br />
<li>Buildy – ypsilonová souřadnice budovy </li></ul> <br />
<br />
<b>Exits</b> – představují výjezdy z dané oblasti, přičemž preferovaný je výjezd na druhé straně města, neboť při poslední cestě přes město je ještě možné nějaké volné místo najít <br />
<ul><li>Doorx – xsová souřadnice výjezdu</li> <br />
[[File:Initial.png|right|thumb|frame|Vstupní parametry]]<br />
<li>Doory – ypsilonová souřadnice výjezdu </li> </ul> <br />
<br />
=== <i>Vstupní parametry modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Počet parkovacích míst – pevně stanoveno na hodnotu 177</li><br />
<li>Počet řidičů přijíždějících do oblasti – posuvníkem nastavitelná hodnota od 0 do 10</li><br />
<li>Cena 1. zóny – posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 2. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 3. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 4. Zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100 </li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Ovládání simulace</i> ===<br />
<ul><li>Setup – zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<li>Go – spustí vlastní simulaci (opětovným klikem na toto tlačítko se simulace pozastaví, pro její spuštění od začátku je však nutné znovu kliknout na „setup“ pro inicializaci nového prostředí)</li></ul><br />
<br />
=== <i>Procedury simulace</i> ===<br />
<br />
<ol><li><b>Metoda to setup</b> - zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<ul><li><b>clear-all</b> – smažou se veškerá data z předchozích simulací</li><br />
<li><b>setup-parking_zones</b> – tato metoda vytvoří zóny pro parkování podle neměnných předpokladů (stejně jako v reálném světě)</li> <br />
<li><b>setup-buildings</b> – tato metoda vytvoří domy, do kterých agenty nemohou během simulace narazit (s budovami se během simulace nedá hýbat)</li><br />
<li><b>setup-exits</b> – tato metoda vytvoří výjezdy, jež agenty využijí v případě již moc dlouhého hledání volného místa</li><br />
<li><b>setup-room</b> – tato metoda vykresluje veškeré objekty místnosti (parkovací zóny, domy a exity) včetně jejich barevného rozvržení a dále vykresluje podlahu v barvě brown + 5</li><br />
<li><b>setup-people</b> - tato metoda generuje jednotlivé řidiče do čtyř kategorií (zaměstnaný, nezaměstnaný, důchodce, student). Agenty <i>people</i> mají nejprve nepředvídatelný směr pohybu, velikost 1, tvar auta a rychlost pohybu dle náhodného normálního rozdělení. </li><br />
<pre><br />
to setup-people<br />
create-people persons<br />
<br />
ask people [<br />
<br />
set heading random xcor<br />
set heading random ycor<br />
<br />
set size 1<br />
set shape "car"<br />
set pace random-normal 1 0.2<br />
<br />
if random 100 < 50 [<br />
set color yellow<br />
set employees employees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 7 [<br />
set color violet<br />
set unemployees unemployees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 30 [<br />
set color gray<br />
set retirees retirees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 13 [<br />
set color lime<br />
set students students + 1]<br />
]<br />
<br />
end<br />
<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>adjust-prices</b> – metoda udávající cenu parkovacího místa v závislosti na barvě <i>parking_zone</i> (ceny zón jsou variabilními vstupními parametry)</li><br />
<pre><br />
to adjust-prices<br />
ask patches [<br />
if pcolor = red [<br />
set price zona1]<br />
<br />
if pcolor = orange [<br />
set price zona2]<br />
<br />
if pcolor = blue[<br />
set price zona3<br />
]<br />
<br />
if pcolor = green[<br />
set price zona4<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>reset-ticks</b> – návrat k výchozímu nastavení ticků (= počtu kroků/času)</li><br />
<p>(v této simulaci: 1 tick = 1 s)</p><br />
</ul><br />
<li><b>Metoda to go</b> – spuštění vlastní simulace</li><br />
<ul><li><b>make-step</b> – metoda zajišťující pohyb každého řidiče. Řidič se může posunout dopředu (rychlostí, jež byla definována metodou to <i>create-people</i>) pokud se před ním nikdo nenachází. Pokud je místo obsazené, podívá se, zda se nikdo nenachází o 45 stupňů vpravo nebo vlevo, anebo o 90 stupňů vpravo a posune se tam, kde je volné místo. Tato skutečnost simuluje reálné chování řidičů, jež se překážku snaží objet, jak jen se dá.</li><br />
<pre><br />
to make-step<br />
ask people [<br />
<br />
ifelse (patch-ahead pace != nobody) and ((not any? turtles-on patch-ahead pace) or<br />
((count turtles-on patch-ahead pace = 1) and<br />
(one-of turtles-on patch-ahead pace = self))) [<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-right-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 45 pace) [<br />
right 45<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 45 pace)[<br />
left 45<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 90 pace)[<br />
left 90<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
if (patch-right-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 90 pace) [<br />
right 90<br />
jump pace<br />
<br />
]]<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>park-employees, park-unemployees, park-retirees, park-students</b> – na parkoviště přijíždí řidiči různých kategorií (zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti). Vždy se zeptají <i>parking_zone</i> (parkovacího místa) na cenu, a pokud s ní souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují. Pokud ne, hledají dál.</li><br />
<pre><br />
to park-employees<br />
ask people with [color = yellow] [<br />
if ((patch-here != nobody) and ((not any? turtles-on patch-here ) or ((count turtles-on patch-here = 1) and(one-of turtles-on patch-here = self)))) [<br />
ask patch-here [<br />
if (price >= 30 and price <= 80)[<br />
ask myself[<br />
set pace 0<br />
set parked-employees parked-employees + 1<br />
set parked parked + 1<br />
set color 46<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>avoid</b> – metoda <i>to avoid</i> zajišťuje vyhnutí se budovám (pokud se řidič příliš přiblíží budově, kousek zacouvá a změní směr)</li><br />
<pre><br />
to avoid<br />
ask people [<br />
if(any? neighbors with [pcolor = grey])[<br />
back 3<br />
right 45<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>leave</b> – metoda <i>to leave</i> má na starosti řidiče, jež ztratí s parkováním trpělivost. Pokud je zaplněno více než 80% všech parkovacích míst či pokud uplyne 2000 ticků (= 2000s = 33 minut), řidič parkování vzdá a oblast opustí.</li><br />
<pre><br />
to leave<br />
if ((((parked / persons) = 1) or ((zona-1 + zona-2 + zona-3 + zona-4) / 177 > 0.80)) or (ticks > 1500))[<br />
ask people [<br />
<br />
facexy xcor 64<br />
facexy ycor 64<br />
<br />
ask patch-here [<br />
if (pcolor = brown) [<br />
ask myself [<br />
die<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>edge</b> – pokud se řidič přiblíží okraji sledované oblasti, změní směr a vrací se blíže parkovacím místům</li><br />
<li><b>count-zona1, count-zona2, count-zona3, count-zona4</b> - tyto metody počítají počet zaparkovaných aut v jednotlivých zónách. Pokud řidič zaparkuje, jeho barva se změní na barvu zaparkování (color 47), ale především se připočítá do statistik zaparkovaného auta v dané zóně.</li><br />
<pre><br />
to count-zona1<br />
ask people with [color = 46 or color = 116 or color = 6 or color = 66][<br />
ask patch-here [<br />
if(pcolor = red)[<br />
ask myself[<br />
set zona-1 zona-1 + 1<br />
set color 47<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b> if ((not any? people with [pace != 0]) or (ticks > 2500))[stop]</b> - zastavení simulace, pokud jsou všechna auta zaparkována či pokud čas hledání volného místa dosáhne 42 minut. Tato podmínka zajišťuje ukončení simulace i v případě, že by bylo nějaké auto zablokováno jiným a jejich odblokování by trvalo déle než 33 minut (viz <i>leave</i> metoda).<br />
</ul><br />
</ol><br />
<br />
=== <i>Sledované ukazatele</i> === <br />
Vývoj důležitých ukazatelů je sledován průběžně během simulace.</li> <br />
<ul><li><b>Celkem zaparkovaných</b> – celkové množství zaparkovaných aut</li><br />
<li><b>Zaparkovaní v %</b> - ukazuje kolik % z celkového počtu řidičů našlo parkovací místo</li><br />
<li><b>Zaparkovaní zaměstnaní, zaparkovaní nezaměstnaní, zaparkovaní důchodci, zaparkovaní studenti</b> – statistiky ohledně zaparkovaných aut jednotlivých kategorií + jejich procentuální vyjádření z celkového množství osob dané kategorie</li><br />
<li><b>Volná místa celkem</b> – ukazuje, kolik zbývá volných míst ze 177 možných</li><br />
<li><b>Obsazenost všech parkovacích míst</b> – ukazatel ukazující procentuální obsazenost veškerých parkovacích míst</li><br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – ukazuje kolik aut je v jednotlivých zónách zaparkováno </li><br />
<ul><br />
<li>+ jejich procentuální vyjádření k celkovému počtu dostupných míst jednotlivých zón</li><br />
<li>+ ukazatel zbývajících volných míst dané zóny</li></ul><br />
<li><b>Tržby celkem</b> – ukazatel ukazující kolik městská část utrží celkem za parkování ve všech zónách</li> <br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – kolik městská část utží za parkování v jednotlivých zónách</li><br />
<li><b>Graf</b> - ukazuje parkování v jednotlivých zónách s přibývajícím časem<li><br />
[[File:75.PNG|center|thumb|700px|frame|Sledované ukazatele]]<br />
<br />
=== <i>Grafické rozhraní simulace</i> === <br />
Níže je uvedeno grafické rozhraní simulace <i>Využití nočního parkoviště.</i> <br />
[[File:Rozhraní.PNG|center|thumb|1100px|frame|Grafické rozhraní simulace]]<br />
<br />
== Výsledky simulace ==<br />
<p align="justify">Jelikož simulace v této části Prahy předpokládá 153 vlastníků automobilů, předpokládá taktéž v této oblasti jejich parkování a přidává dalších 47 náhodných parkujících (např. ze sousedících městských částí Prahy, apod.). Celkově bylo zkoumáno jedenáct různých nastavení cen parkovacích zón pro 200 parkujících osob. Jednotlivé výsledky simulací lze nalézt mezi soubory ke stažení (viz [[#Soubory ke stažení|Soubory ke stažení]]). Dále byla simulace dvakrát spuštěna pro 300 parkujících osob, 500 osob a poté jednou pro tisíc osob. Jelikož jsou parkovací místa pevně daná a jejich kapacita je přesně 177, je evidentní, že při počtu 1000 osob budou veškerá místa obsazena, nicméně zaparkovaných lidí bude jen okolo 18%.</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulka shrnuje nejdůležitější zaznamenané výsledky.</p><br />
[[File:VR.PNG|center|900px]]<br />
<br />
<p align="justify">Z tabulky je patrné, že při příjezdu 200 řidičů není nastavení cen jednotlivých zón zcela přímočaré, nicméně nynější nastavení cen se nedá považovat za optimální. Následující tabulky ukazují detailnější výsledky nynější varianty.</p><br />
[[File:Ceny_nyní.PNG|center|800px|]]<br />
<br />
<p align="justify"> Nejvyšší procentuální počet zaparkovaných aut byl dosažen při nastavení cen č. 9, obsazenost všech míst byla taktéž nejvyšší, nicméně tržby malinko pokulhávaly. Nejvyšší tržba byla naopak při nastavení č. 10, nicméně procentuální obsazenost všech míst nebyla optimální. Pokud vezmeme v úvahu nastavení č. 4, procentuální počet zaparkovaných aut byl druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost všech míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-).</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulky ukazují podrobné výsledky čtvrté varianty nastavení cen. Graf této varianty udává, jak se měnila obsazenost jednotlivých zón s přibývajícím časem.</p><br />
[[File:4_1.png|center|800px|]]<br />
<br><br />
[[File:60.PNG|center|thumb|frame|800px|Ukazatelé čtvrté varianty nastavení cen]]<br />
<br />
== Závěr ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace měla za cíl nastínit noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy 10 v závislosti na jejich cenách a celkové tržby pro Prahu 10 z parkování v této oblasti. Jak se ukázalo, výsledné nastavení cen je velmi diskutabilní a odvíjí se od toho, jaké má městská část Prahy 10 preference (výše tržeb, spokojenost řidičů či celková obsazenost parkovacích míst). Pokud by městská část tolik nehleděla na své tržby, pak by se optimálním řešením jevilo nastavení cen č. 9.</p><br />
<p align="justify">Z mého pohledu si ovšem myslím, že nejoptimálnějším řešením je čtvrté nastavení cen. Rozdíl oproti deváté variantě není v obsazenosti míst a počtu zaparkovaných řidičů tak velký, nicméně v tržbách je značně viditelný. Ze čtyř zón by se vytvořily pouze dvě, jež by se lišily deseti korunami za noc (60,- a 50,-). Procentuální počet zaparkovaných aut byl při tomto nastavení cen druhý nejvyšší (66,50%%), obsazenost míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), úplně stejně jako tržby (7230,-). Celkové tržby za parkování přesáhly i tržby při nastavení nejvyšších možných cen všech zón, jež jsou jednotlivé kategorie řidičů ochotny za parkování zaplatit.</p><br />
<br />
=== <i>Možná rozšíření modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Simulace by mohla zohledňovat parkovací karty residentů dané oblasti a sledovat vývoj tržeb v závislosti na počtu a ceně takovýchto karet.</li> <br />
<li>Simulace nezohledňuje, zda řidiči tuto oblast znají či nikoli. Jistá znalost parkovacích míst by zajisté ovlivnila rychlost, ale taktéž zaplněnost jednotlivých zón, neboť by řidiči hledali místa k zaparkování pravděpodobně kratší dobu.</li> <br />
<li>Auta nemají předepsané silnice, po kterých se mohou pohybovat. Rozšířením by bylo nastavení silnic (včetně jednosměrek, zákazu otáčení, apod.). </li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst, což ovlivňuje viditelnost jednotlivých parkovacích míst. Rozšířením by mohlo být více vjezdů do dané oblasti, jako je tomu v reálném světě.</li></ul><br />
<br />
=== <i>Zhodnocení naplnění cíle</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Cílem této simulace bylo pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů zjistit, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit a v neposlední řadě na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež parkovací zóny pro Prahu 10 představují. </p><br />
<p align="justify">Provedením simulace byla nalezena odpověď na otázku: <i>„Jak by měly být ceny nastaveny, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce?“</i>. Odpovědi jsou dvě, přičemž záleží na preferencích městské části Prahy 10. Pokud je preference této městské části spokojenost obyvatel a využití co nejvíce parkovacích míst, poté se nejoptimálnější variantou jeví nastavení č. 9. Pokud se do preferencí řadí ještě tržby za parkování, pak je optimálním řešením nastavení cen čtvrté.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
== Soubory ke stažení ==<br />
<br />
[[File:Parkoviste.nlogo]] | Vlastní simulace v programu NetLogo 6.0.1<br />
[[File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx]] | Pomocný soubor se všemi výsledky (excel)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Vyu%C5%BEit%C3%AD_no%C4%8Dn%C3%ADho_parkovi%C5%A1t%C4%9B_(Netlogo)&diff=13386Využití nočního parkoviště (Netlogo)2017-06-04T14:21:33Z<p>Monika: /* Možná rozšíření modelu */</p>
<hr />
<div>== Zadání ==<br />
<br />
<b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy 10<br />
<br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)<br />
<br><b>Autor:</b> Bc. Monika Vampolová<br />
<br><b>Typ modelu:</b> Multiagentní<br />
<br><b>Modelovací nástroj:</b> NetLogo 6.0.1<br />
<br />
== Definice problému ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace zkoumá noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy 10 v závislosti na jejich cenách. Ve zkoumané oblasti bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť v parkovacím automatu. Pokud řidič nenajde místo na parkování za určitý čas či pokud jsou místa obsazena, tuto oblast opustí.</p> <br />
<br />
<p align="justify">Obyvatelé se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Ve zkoumané oblasti se nyní nachází 153 registrovaných vlastníků aut.</p><br />
<br />
<p align="justify">Z vykonaného průzkumu vyplynulo, že zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. Aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout).</p><br />
<br />
<p align="jusify">Současně je ve zkoumané oblasti 177 parkovacích míst, z toho 67 v první zóně, 34 ve druhé, 32 ve třetí a 44 ve čtvrté parkovací zóně.</p><br />
=== <i>Cíl</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů, jež představují ceny jednotlivých zón, a počet parkujících osob, simulace zkoumá, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Dále zkoumá, zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit. V neposlední řadě se simulace zaměřuje na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež parkovací zóny pro Prahu 10 představují. Konkrétní cíl lze tedy shrnout následovně:</p><br />
<p align="center"><i>„Nastavit ceny jednotlivých zón tak, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby městská část Prahy 10 utržila co nejvíce.“</i></p><br />
<br />
== Metoda ==<br />
<p align="justify">Pro tuto simulaci se ukázalo být nejlepším programovatelným prostředím NetLogo, jež umožnuje zkoumat rozdíly jednotlivých výsledků v závislosti na přenastavení vstupních parametrů. Jelikož jednotlivé agenty pracují nezávisle na sobě, toto simulační prostředí umožňuje prozkoumat chování jednotlivých jedinců, stejně dobře jako jejich vzájemnou interakci.</p> <br />
<p align="justify">K procentuálnímu rozdělení obyvatel do kategorií zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti byly použity statistiky Českého statistického úřadu<ref>CENTRUM PRO KOMUNITNÍ PRÁCI STŘEDNÍ ČECHY, 2012. Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10 [online]. Praha [cit. 2017-06-03]. Dostupné z: http://socialniportal.praha10.cz/Portals/12/Dokumenty%20-%20kpss/oso_soc_dem_anal.pdf</ref> a Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10<ref>ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Městské části hlavního města Prahy [online]. Praha, 2016 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: https://www.czso.cz/csu/xa/mesta_a_obce.</ref><ref>ÚTVAR ROZVOJE HL. MĚSTA PRAHY. Statistické údaje 2012: Územně analytické podklady hlavního města Prahy [online]. Praha, 2012 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: http://www.iprpraha.cz/uploads/assets/soubory/data/UAP/UAP2012/priloha_statisticke_udaje_uap_2012.pdf</ref>.</p><br />
<p align="justify">Pro výši cen, jež jsou dané skupiny ochotny zaplatit za noční parkování, byl vykonán průzkum. Z každé relevantní skupiny bylo osloveno deset zástupců, jejichž názory na výši cen parkovacích míst byly zprůměrovány.</p> <br />
<p align="justify">V neposlední řadě byly ověřeny informace o rozdělení parkovacích zón na Úřadě městské části Prahy 10.</p><br />
<br />
== Model - detailní popis ==<br />
=== <i>Omezení modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Všechna auta přijíždí parkovat ve stejný čas a zůstávají na parkovišti přes noc.</li><br />
<li>Cena za parkování se platí každý večer zvlášť v parkovacím automatu – parkovací karty tato simulace nezohledňuje.</li><br />
<li>Základní model počítá se 153 registrovanými řidiči v této oblasti. V nynější době je však možné registrovat automobil i v jiné části než v místě trvalého bydliště. Počet pravidelně parkujících řidičů se tak hůře odhaduje a počet 153 (+ ostatní nepředvídatelní řidiči) nemusí být úplně přesný.</li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst (ovlivnění viditelnosti jednotlivých míst). Nejsou tak brány v potaz další možné příjezdy a odjezdy, jak je tomu ve většině případů ve skutečnosti (viz Možná rozšíření modelu).</li> <br />
<li>Auta nemají předem dané silnice , tudíž se pohybují libovolně (viz Možná rozšíření modelu).</li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Popis modelu</i> ===<br />
<p align="justify">Předmětem simulace je vymezená část Prahy 10, jež obsahuje 177 parkovacích míst. Tento počet je nastaven defaultně a nelze měnit (stejně jako v praxi není jednoduché přistavět nová parkovací místa). Místa jsou rozdělena a barevně označena do čtyř zón v závislosti na jejich cenách. Počet registrovaných řidičů této oblasti je 153, nicméně na parkovišti parkují i automobily registrované jinde, tudíž je tento vstup variabilní. [[File:Inicializace.PNG|right|thumb|400px|frame|Inicializace]]Logika simulace je značně přímočará. Auta přijíždějí z jednoho místa a hledají místo k zaparkování. Pokud je místo volné a řidiči jsou ochotni zaplatit určitý obnos, pak zaparkují. Pokud ne, hledají místo dál.</p><br />
<br />
==== <i>Inicializace</i> ==== <br />
<br />
<p> = nastavení simulace před jejím spuštěním</p><br />
<p align="justify">Před samotným spuštěním simulace se inicializují volná parkovací místa jednotlivých zón, jež jsou barevně označena. </p><br />
<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| 1. zóna || červená <br />
|-<br />
| 2. zóna || oranžová <br />
|-<br />
| 3. zóna || zelená <br />
|-<br />
| 4. zóna || modrá <br />
|}<br />
<br />
<p align="justify">Dále se inicializují čtyři šedé budovy, do nichž agenty během simulace nesmí vjet či narazit a také výjezd z této čtvrti (exit). V neposlední řadě se inicializují řidiči dle rozdělení: 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných, 30% důchodců a 13% studentů. V ukazatelích se vyplní vstupní hodnoty ohledně obsazenosti jednotlivých zón a rozvržení obyvatelstva do čtyř skupin. </p><br />
<br />
==== <i>Spuštění simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Při spuštění simulace přijíždí jednotliví řidiči do dané oblasti a hledají volná místa k zaparkování. Vždy se „zeptají“ parkovacího místa kolik stojí a tuto informaci porovnají se svou preferencí. Pokud s cenou souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují, jinak pokračují v hledání. Veškeré statistiky se průběžně zaznamenávají, čímž je uživateli umožněno sledovat vývoj výsledků.</p> <br />
<br />
==== <i>Ukončení simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Simulace končí ve třech možných variantách. První je skutečnost, že by veškerá přijíždějící auta zaparkovala. Druhou skutečností je, že za určitý čas bude zaplněno 80% parkovacích míst, nezaparkovaní řidiči přestanou hledat a oblast opustí. Třetí situace nastane, pokud sice není obsazeno 80% míst, nicméně řidiči hledají místa už moc dlouho, ztratí trpělivost a oblast opustí.</p> <br />
<br />
=== <i>Agenty a jejich vlastnosti</i> ===<br />
<p align="justify">Zde je uveden výčet agentů simulace včetně jejich vlastností. </p><br />
<br />
<b>People</b> – představují řidiče<br />
<ul><br />
<li>Headx – xsová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Heady – ypsilonová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Pace – aktuální rychlost řidiče v závislosti na tom, zda je v pohybu či je zaparkován </li><br />
</ul><br />
! u agentů <i>people</i> je důležitá jejich barva. Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev.<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center"<br />
| Yellow || Zaměstnaný <br />
|-<br />
| Violet || Nezaměstnaný <br />
|-<br />
| Gray || Důchodce <br />
|-<br />
| Lime || Student<br />
|-<br />
| Color 47 (světle žlutá) || Zaparkované auto <br />
|}<br />
<br />
<b>Parking_zones</b> – představují jednotlivé parkovací zóny <br />
<ul><li>Posx – xsová souřadnice překážky</li><br />
<li>Posy – ypsilonová souřadnice překážky</li> <br />
! u agenta <i>parking_zones</i> je velmi důležitá barva patche („dlaždice plátna“). Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev. <br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| Red || 1.zóna <br />
|-<br />
| Orange ||2.zóna <br />
|-<br />
| Green || 3.zóna <br />
|-<br />
| Blue || 4.zóna<br />
|-<br />
| Black || Okraj městské části<br />
|}<br />
<br />
<b>Buildings</b> – představují budovy, do kterých nesmí agenty během simulace narazit</p><br />
<ul><li>Buildx – xsová souřadnice budovy</li><br />
<li>Buildy – ypsilonová souřadnice budovy </li></ul> <br />
<br />
<b>Exits</b> – představují výjezdy z dané oblasti, přičemž preferovaný je výjezd na druhé straně města, neboť při poslední cestě přes město je ještě možné nějaké volné místo najít <br />
<ul><li>Doorx – xsová souřadnice výjezdu</li> <br />
[[File:Initial.png|right|thumb|frame|Vstupní parametry]]<br />
<li>Doory – ypsilonová souřadnice výjezdu </li> </ul> <br />
<br />
=== <i>Vstupní parametry modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Počet parkovacích míst – pevně stanoveno na hodnotu 177</li><br />
<li>Počet řidičů přijíždějících do oblasti – posuvníkem nastavitelná hodnota od 0 do 10</li><br />
<li>Cena 1. zóny – posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 2. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 3. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 4. Zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100 </li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Ovládání simulace</i> ===<br />
<ul><li>Setup – zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<li>Go – spustí vlastní simulaci (opětovným klikem na toto tlačítko se simulace pozastaví, pro její spuštění od začátku je však nutné znovu kliknout na „setup“ pro inicializaci nového prostředí)</li></ul><br />
<br />
=== <i>Procedury simulace</i> ===<br />
<br />
<ol><li><b>Metoda to setup</b> - zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<ul><li><b>clear-all</b> – smažou se veškerá data z předchozích simulací</li><br />
<li><b>setup-parking_zones</b> – tato metoda vytvoří zóny pro parkování podle neměnných předpokladů (stejně jako v reálném světě)</li> <br />
<li><b>setup-buildings</b> – tato metoda vytvoří domy, do kterých agenty nemohou během simulace narazit (s budovami se během simulace nedá hýbat)</li><br />
<li><b>setup-exits</b> – tato metoda vytvoří výjezdy, jež agenty využijí v případě již moc dlouhého hledání volného místa</li><br />
<li><b>setup-room</b> – tato metoda vykresluje veškeré objekty místnosti (parkovací zóny, domy a exity) včetně jejich barevného rozvržení a dále vykresluje podlahu v barvě brown + 5</li><br />
<li><b>setup-people</b> - tato metoda generuje jednotlivé řidiče do čtyř kategorií (zaměstnaný, nezaměstnaný, důchodce, student). Agenty <i>people</i> mají nejprve nepředvídatelný směr pohybu, velikost 1, tvar auta a rychlost pohybu dle náhodného normálního rozdělení. </li><br />
<pre><br />
to setup-people<br />
create-people persons<br />
<br />
ask people [<br />
<br />
set heading random xcor<br />
set heading random ycor<br />
<br />
set size 1<br />
set shape "car"<br />
set pace random-normal 1 0.2<br />
<br />
if random 100 < 50 [<br />
set color yellow<br />
set employees employees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 7 [<br />
set color violet<br />
set unemployees unemployees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 30 [<br />
set color gray<br />
set retirees retirees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 13 [<br />
set color lime<br />
set students students + 1]<br />
]<br />
<br />
end<br />
<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>adjust-prices</b> – metoda udávající cenu parkovacího místa v závislosti na barvě <i>parking_zone</i> (ceny zón jsou variabilními vstupními parametry)</li><br />
<pre><br />
to adjust-prices<br />
ask patches [<br />
if pcolor = red [<br />
set price zona1]<br />
<br />
if pcolor = orange [<br />
set price zona2]<br />
<br />
if pcolor = blue[<br />
set price zona3<br />
]<br />
<br />
if pcolor = green[<br />
set price zona4<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>reset-ticks</b> – návrat k výchozímu nastavení ticků (= počtu kroků/času)</li><br />
<p>(v této simulaci: 1 tick = 1 s)</p><br />
</ul><br />
<li><b>Metoda to go</b> – spuštění vlastní simulace</li><br />
<ul><li><b>make-step</b> – metoda zajišťující pohyb každého řidiče. Řidič se může posunout dopředu (rychlostí, jež byla definována metodou to <i>create-people</i>) pokud se před ním nikdo nenachází. Pokud je místo obsazené, podívá se, zda se nikdo nenachází o 45 stupňů vpravo nebo vlevo, anebo o 90 stupňů vpravo a posune se tam, kde je volné místo. Tato skutečnost simuluje reálné chování řidičů, jež se překážku snaží objet, jak jen se dá.</li><br />
<pre><br />
to make-step<br />
ask people [<br />
<br />
ifelse (patch-ahead pace != nobody) and ((not any? turtles-on patch-ahead pace) or<br />
((count turtles-on patch-ahead pace = 1) and<br />
(one-of turtles-on patch-ahead pace = self))) [<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-right-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 45 pace) [<br />
right 45<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 45 pace)[<br />
left 45<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 90 pace)[<br />
left 90<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
if (patch-right-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 90 pace) [<br />
right 90<br />
jump pace<br />
<br />
]]<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>park-employees, park-unemployees, park-retirees, park-students</b> – na parkoviště přijíždí řidiči různých kategorií (zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti). Vždy se zeptají <i>parking_zone</i> (parkovacího místa) na cenu, a pokud s ní souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují. Pokud ne, hledají dál.</li><br />
<pre><br />
to park-employees<br />
ask people with [color = yellow] [<br />
if ((patch-here != nobody) and ((not any? turtles-on patch-here ) or ((count turtles-on patch-here = 1) and(one-of turtles-on patch-here = self)))) [<br />
ask patch-here [<br />
if (price >= 30 and price <= 80)[<br />
ask myself[<br />
set pace 0<br />
set parked-employees parked-employees + 1<br />
set parked parked + 1<br />
set color 46<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>avoid</b> – metoda <i>to avoid</i> zajišťuje vyhnutí se budovám (pokud se řidič příliš přiblíží budově, kousek zacouvá a změní směr)</li><br />
<pre><br />
to avoid<br />
ask people [<br />
if(any? neighbors with [pcolor = grey])[<br />
back 3<br />
right 45<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>leave</b> – metoda <i>to leave</i> má na starosti řidiče, jež ztratí s parkováním trpělivost. Pokud je zaplněno více než 80% všech parkovacích míst či pokud uplyne 2000 ticků (= 2000s = 33 minut), řidič parkování vzdá a oblast opustí.</li><br />
<pre><br />
to leave<br />
if ((((parked / persons) = 1) or ((zona-1 + zona-2 + zona-3 + zona-4) / 177 > 0.80)) or (ticks > 1500))[<br />
ask people [<br />
<br />
facexy xcor 64<br />
facexy ycor 64<br />
<br />
ask patch-here [<br />
if (pcolor = brown) [<br />
ask myself [<br />
die<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>edge</b> – pokud se řidič přiblíží okraji sledované oblasti, změní směr a vrací se blíže parkovacím místům</li><br />
<li><b>count-zona1, count-zona2, count-zona3, count-zona4</b> - tyto metody počítají počet zaparkovaných aut v jednotlivých zónách. Pokud řidič zaparkuje, jeho barva se změní na barvu zaparkování (color 47), ale především se připočítá do statistik zaparkovaného auta v dané zóně.</li><br />
<pre><br />
to count-zona1<br />
ask people with [color = 46 or color = 116 or color = 6 or color = 66][<br />
ask patch-here [<br />
if(pcolor = red)[<br />
ask myself[<br />
set zona-1 zona-1 + 1<br />
set color 47<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b> if ((not any? people with [pace != 0]) or (ticks > 2500))[stop]</b> - zastavení simulace, pokud jsou všechna auta zaparkována či pokud čas hledání volného místa dosáhne 42 minut. Tato podmínka zajišťuje ukončení simulace i v případě, že by bylo nějaké auto zablokováno jiným a jejich odblokování by trvalo déle než 33 minut (viz <i>leave</i> metoda).<br />
</ul><br />
</ol><br />
<br />
=== <i>Sledované ukazatele</i> === <br />
Vývoj důležitých ukazatelů je sledován průběžně během simulace.</li> <br />
<ul><li><b>Celkem zaparkovaných</b> – celkové množství zaparkovaných aut</li><br />
<li><b>Zaparkovaní v %</b> - ukazuje kolik % z celkového počtu řidičů našlo parkovací místo</li><br />
<li><b>Zaparkovaní zaměstnaní, zaparkovaní nezaměstnaní, zaparkovaní důchodci, zaparkovaní studenti</b> – statistiky ohledně zaparkovaných aut jednotlivých kategorií + jejich procentuální vyjádření z celkového množství osob dané kategorie</li><br />
<li><b>Volná místa celkem</b> – ukazuje, kolik zbývá volných míst ze 177 možných</li><br />
<li><b>Obsazenost všech parkovacích míst</b> – ukazatel ukazující procentuální obsazenost veškerých parkovacích míst</li><br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – ukazuje kolik aut je v jednotlivých zónách zaparkováno </li><br />
<ul><br />
<li>+ jejich procentuální vyjádření k celkovému počtu dostupných míst jednotlivých zón</li><br />
<li>+ ukazatel zbývajících volných míst dané zóny</li></ul><br />
<li><b>Tržby celkem</b> – ukazatel ukazující kolik městská část utrží celkem za parkování ve všech zónách</li> <br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – kolik městská část utží za parkování v jednotlivých zónách</li><br />
<li><b>Graf</b> - ukazuje parkování v jednotlivých zónách s přibývajícím časem<li><br />
[[File:75.PNG|center|thumb|700px|frame|Sledované ukazatele]]<br />
<br />
=== <i>Grafické rozhraní simulace</i> === <br />
Níže je uvedeno grafické rozhraní simulace <i>Využití nočního parkoviště.</i> <br />
[[File:Rozhraní.PNG|center|thumb|1100px|frame|Grafické rozhraní simulace]]<br />
<br />
== Výsledky simulace ==<br />
<p align="justify">Jelikož simulace v této části Prahy předpokládá 153 vlastníků automobilů, předpokládá taktéž v této oblasti jejich parkování a přidává dalších 47 náhodných parkujících (např. ze sousedících městských částí Prahy, apod.). Celkově bylo zkoumáno jedenáct různých nastavení cen parkovacích zón pro 200 parkujících osob. Jednotlivé výsledky simulací lze nalézt mezi soubory ke stažení (viz [[#Soubory ke stažení|Soubory ke stažení]]). Dále byla simulace dvakrát spuštěna pro 300 parkujících osob, 500 osob a poté jednou pro tisíc osob. Jelikož jsou parkovací místa pevně daná a jejich kapacita je přesně 177, je evidentní, že při počtu 1000 osob budou veškerá místa obsazena, nicméně zaparkovaných lidí bude jen okolo 18%.</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulka shrnuje nejdůležitější zaznamenané výsledky.</p><br />
[[File:VR.PNG|center|900px]]<br />
<br />
<p align="justify">Z tabulky je patrné, že při příjezdu 200 řidičů není nastavení cen jednotlivých zón zcela přímočaré, nicméně nynější nastavení cen se nedá považovat za optimální. Následující tabulky ukazují detailnější výsledky nynější varianty.</p><br />
[[File:Ceny_nyní.PNG|center|800px|]]<br />
<br />
<p align="justify"> Nejvyšší procentuální počet zaparkovaných aut byl dosažen při nastavení cen č. 9, obsazenost všech míst byla taktéž nejvyšší, nicméně tržby malinko pokulhávaly. Nejvyšší tržba byla naopak při nastavení č. 10, nicméně procentuální obsazenost všech míst nebyla optimální. Pokud vezmeme v úvahu nastavení č. 4, procentuální počet zaparkovaných aut byl druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost všech míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-).</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulky ukazují podrobné výsledky čtvrté varianty nastavení cen. Graf této varianty udává, jak se měnila obsazenost jednotlivých zón s přibývajícím časem.</p><br />
[[File:4_1.png|center|800px|]]<br />
<br><br />
[[File:60.PNG|center|thumb|frame|800px|Ukazatelé čtvrté varianty nastavení cen]]<br />
<br />
== Závěr ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace měla za cíl nastínit noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy 10 v závislosti na jejich cenách a celkové tržby pro Prahu 10 z parkování v této oblasti. Jak se ukázalo, výsledné nastavení cen je velmi diskutabilní a odvíjí se od toho, jaké má městská část Prahy 10 preference (výše tržeb, spokojenost řidičů či celková obsazenost parkovacích míst). Pokud by městská část tolik nehleděla na své tržby, pak by se optimálním řešením jevilo nastavení cen č. 9.</p><br />
<p align="justify">Z mého pohledu si ovšem myslím, že nejoptimálnějším řešením je čtvrté nastavení cen. Rozdíl oproti deváté variantě není v obsazenosti míst a počtu zaparkovaných řidičů tak velký, nicméně v tržbách je značně viditelný. Ze čtyř zón by se vytvořily pouze dvě, jež by se lišily deseti korunami za noc (60,- a 50,-). Procentuální počet zaparkovaných aut byl při tomto nastavení cen druhý nejvyšší (66,50%%), obsazenost míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), úplně stejně jako tržby (7230,-). Celkové tržby za parkování přesáhly i tržby při nastavení nejvyšších možných cen všech zón, jež jsou jednotlivé kategorie řidičů ochotny za parkování zaplatit.</p><br />
<br />
=== <i>Možná rozšíření modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Simulace by mohla zohledňovat parkovací karty residentů dané oblasti a sledovat vývoj tržeb v závislosti na počtu a ceně takovýchto karet.</li> <br />
<li>Simulace nezohledňuje, zda řidiči tuto oblast znají či nikoli. Jistá znalost parkovacích míst by zajisté ovlivnila rychlost, ale taktéž zaplněnost jednotlivých zón, neboť by řidiči hledali místa k zaparkování pravděpodobně kratší dobu.</li> <br />
<li>Auta nemají předepsané silnice, po kterých se mohou pohybovat. Rozšířením by bylo nastavení silnic (včetně jednosměrek, zákazu otáčení, apod.). </li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst, což ovlivňuje viditelnost jednotlivých parkovacích míst. Rozšířením by mohlo být více vjezdů do dané oblasti, jako je tomu v reálném světě.</li></ul><br />
<br />
=== Zhodnocení naplnění cíle ===<br />
<br />
<p align="justify">Cílem této simulace bylo pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů zjistit, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit a v neposlední řadě na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež parkovací zóny pro Prahu 10 představují. </p><br />
<p align="justify">Provedením simulace byla nalezena odpověď na otázku: <i>„Jak by měly být ceny nastaveny, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce?“</i>. Odpovědi jsou dvě, přičemž záleží na preferencích městské části Prahy 10. Pokud je preference této městské části spokojenost obyvatel a využití co nejvíce parkovacích míst, poté se nejoptimálnější variantou jeví nastavení č. 9. Pokud se do preferencí řadí ještě tržby za parkování, pak je optimálním řešením nastavení cen čtvrté.</p> <br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
== Soubory ke stažení ==<br />
<br />
[[File:Parkoviste.nlogo]] | Vlastní simulace v programu NetLogo 6.0.1<br />
[[File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx]] | Pomocný soubor se všemi výsledky (excel)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Vyu%C5%BEit%C3%AD_no%C4%8Dn%C3%ADho_parkovi%C5%A1t%C4%9B_(Netlogo)&diff=13385Využití nočního parkoviště (Netlogo)2017-06-04T14:19:30Z<p>Monika: Created page with "== Zadání == <b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy 10 <br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017) <br><b>Autor..."</p>
<hr />
<div>== Zadání ==<br />
<br />
<b>Název simulace:</b> Využití nočního parkoviště městské části Prahy 10<br />
<br><b>Předmět:</b> 4IT495 Simulace systémů (LS 2016/2017)<br />
<br><b>Autor:</b> Bc. Monika Vampolová<br />
<br><b>Typ modelu:</b> Multiagentní<br />
<br><b>Modelovací nástroj:</b> NetLogo 6.0.1<br />
<br />
== Definice problému ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace zkoumá noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy 10 v závislosti na jejich cenách. Ve zkoumané oblasti bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť v parkovacím automatu. Pokud řidič nenajde místo na parkování za určitý čas či pokud jsou místa obsazena, tuto oblast opustí.</p> <br />
<br />
<p align="justify">Obyvatelé se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Ve zkoumané oblasti se nyní nachází 153 registrovaných vlastníků aut.</p><br />
<br />
<p align="justify">Z vykonaného průzkumu vyplynulo, že zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. Aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout).</p><br />
<br />
<p align="jusify">Současně je ve zkoumané oblasti 177 parkovacích míst, z toho 67 v první zóně, 34 ve druhé, 32 ve třetí a 44 ve čtvrté parkovací zóně.</p><br />
=== <i>Cíl</i> ===<br />
<br />
<p align="justify">Pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů, jež představují ceny jednotlivých zón, a počet parkujících osob, simulace zkoumá, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Dále zkoumá, zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit. V neposlední řadě se simulace zaměřuje na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež parkovací zóny pro Prahu 10 představují. Konkrétní cíl lze tedy shrnout následovně:</p><br />
<p align="center"><i>„Nastavit ceny jednotlivých zón tak, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby městská část Prahy 10 utržila co nejvíce.“</i></p><br />
<br />
== Metoda ==<br />
<p align="justify">Pro tuto simulaci se ukázalo být nejlepším programovatelným prostředím NetLogo, jež umožnuje zkoumat rozdíly jednotlivých výsledků v závislosti na přenastavení vstupních parametrů. Jelikož jednotlivé agenty pracují nezávisle na sobě, toto simulační prostředí umožňuje prozkoumat chování jednotlivých jedinců, stejně dobře jako jejich vzájemnou interakci.</p> <br />
<p align="justify">K procentuálnímu rozdělení obyvatel do kategorií zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti byly použity statistiky Českého statistického úřadu<ref>CENTRUM PRO KOMUNITNÍ PRÁCI STŘEDNÍ ČECHY, 2012. Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10 [online]. Praha [cit. 2017-06-03]. Dostupné z: http://socialniportal.praha10.cz/Portals/12/Dokumenty%20-%20kpss/oso_soc_dem_anal.pdf</ref> a Sociálně demografická analýza městské části Prahy 10<ref>ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Městské části hlavního města Prahy [online]. Praha, 2016 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: https://www.czso.cz/csu/xa/mesta_a_obce.</ref><ref>ÚTVAR ROZVOJE HL. MĚSTA PRAHY. Statistické údaje 2012: Územně analytické podklady hlavního města Prahy [online]. Praha, 2012 [cit. 2017-06-02]. Dostupné z: http://www.iprpraha.cz/uploads/assets/soubory/data/UAP/UAP2012/priloha_statisticke_udaje_uap_2012.pdf</ref>.</p><br />
<p align="justify">Pro výši cen, jež jsou dané skupiny ochotny zaplatit za noční parkování, byl vykonán průzkum. Z každé relevantní skupiny bylo osloveno deset zástupců, jejichž názory na výši cen parkovacích míst byly zprůměrovány.</p> <br />
<p align="justify">V neposlední řadě byly ověřeny informace o rozdělení parkovacích zón na Úřadě městské části Prahy 10.</p><br />
<br />
== Model - detailní popis ==<br />
=== <i>Omezení modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Všechna auta přijíždí parkovat ve stejný čas a zůstávají na parkovišti přes noc.</li><br />
<li>Cena za parkování se platí každý večer zvlášť v parkovacím automatu – parkovací karty tato simulace nezohledňuje.</li><br />
<li>Základní model počítá se 153 registrovanými řidiči v této oblasti. V nynější době je však možné registrovat automobil i v jiné části než v místě trvalého bydliště. Počet pravidelně parkujících řidičů se tak hůře odhaduje a počet 153 (+ ostatní nepředvídatelní řidiči) nemusí být úplně přesný.</li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst (ovlivnění viditelnosti jednotlivých míst). Nejsou tak brány v potaz další možné příjezdy a odjezdy, jak je tomu ve většině případů ve skutečnosti (viz Možná rozšíření modelu).</li> <br />
<li>Auta nemají předem dané silnice , tudíž se pohybují libovolně (viz Možná rozšíření modelu).</li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Popis modelu</i> ===<br />
<p align="justify">Předmětem simulace je vymezená část Prahy 10, jež obsahuje 177 parkovacích míst. Tento počet je nastaven defaultně a nelze měnit (stejně jako v praxi není jednoduché přistavět nová parkovací místa). Místa jsou rozdělena a barevně označena do čtyř zón v závislosti na jejich cenách. Počet registrovaných řidičů této oblasti je 153, nicméně na parkovišti parkují i automobily registrované jinde, tudíž je tento vstup variabilní. [[File:Inicializace.PNG|right|thumb|400px|frame|Inicializace]]Logika simulace je značně přímočará. Auta přijíždějí z jednoho místa a hledají místo k zaparkování. Pokud je místo volné a řidiči jsou ochotni zaplatit určitý obnos, pak zaparkují. Pokud ne, hledají místo dál.</p><br />
<br />
==== <i>Inicializace</i> ==== <br />
<br />
<p> = nastavení simulace před jejím spuštěním</p><br />
<p align="justify">Před samotným spuštěním simulace se inicializují volná parkovací místa jednotlivých zón, jež jsou barevně označena. </p><br />
<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| 1. zóna || červená <br />
|-<br />
| 2. zóna || oranžová <br />
|-<br />
| 3. zóna || zelená <br />
|-<br />
| 4. zóna || modrá <br />
|}<br />
<br />
<p align="justify">Dále se inicializují čtyři šedé budovy, do nichž agenty během simulace nesmí vjet či narazit a také výjezd z této čtvrti (exit). V neposlední řadě se inicializují řidiči dle rozdělení: 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných, 30% důchodců a 13% studentů. V ukazatelích se vyplní vstupní hodnoty ohledně obsazenosti jednotlivých zón a rozvržení obyvatelstva do čtyř skupin. </p><br />
<br />
==== <i>Spuštění simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Při spuštění simulace přijíždí jednotliví řidiči do dané oblasti a hledají volná místa k zaparkování. Vždy se „zeptají“ parkovacího místa kolik stojí a tuto informaci porovnají se svou preferencí. Pokud s cenou souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují, jinak pokračují v hledání. Veškeré statistiky se průběžně zaznamenávají, čímž je uživateli umožněno sledovat vývoj výsledků.</p> <br />
<br />
==== <i>Ukončení simulace</i> ==== <br />
<br />
<p align="justify">Simulace končí ve třech možných variantách. První je skutečnost, že by veškerá přijíždějící auta zaparkovala. Druhou skutečností je, že za určitý čas bude zaplněno 80% parkovacích míst, nezaparkovaní řidiči přestanou hledat a oblast opustí. Třetí situace nastane, pokud sice není obsazeno 80% míst, nicméně řidiči hledají místa už moc dlouho, ztratí trpělivost a oblast opustí.</p> <br />
<br />
=== <i>Agenty a jejich vlastnosti</i> ===<br />
<p align="justify">Zde je uveden výčet agentů simulace včetně jejich vlastností. </p><br />
<br />
<b>People</b> – představují řidiče<br />
<ul><br />
<li>Headx – xsová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Heady – ypsilonová souřadnice místa, kam řidič míří</li><br />
<li>Pace – aktuální rychlost řidiče v závislosti na tom, zda je v pohybu či je zaparkován </li><br />
</ul><br />
! u agentů <i>people</i> je důležitá jejich barva. Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev.<br />
{|class="wikitable" style="text-align: center"<br />
| Yellow || Zaměstnaný <br />
|-<br />
| Violet || Nezaměstnaný <br />
|-<br />
| Gray || Důchodce <br />
|-<br />
| Lime || Student<br />
|-<br />
| Color 47 (světle žlutá) || Zaparkované auto <br />
|}<br />
<br />
<b>Parking_zones</b> – představují jednotlivé parkovací zóny <br />
<ul><li>Posx – xsová souřadnice překážky</li><br />
<li>Posy – ypsilonová souřadnice překážky</li> <br />
! u agenta <i>parking_zones</i> je velmi důležitá barva patche („dlaždice plátna“). Následující tabulka udává vysvětlení jednotlivých barev. <br />
{|class="wikitable" style="text-align: center;"<br />
| Red || 1.zóna <br />
|-<br />
| Orange ||2.zóna <br />
|-<br />
| Green || 3.zóna <br />
|-<br />
| Blue || 4.zóna<br />
|-<br />
| Black || Okraj městské části<br />
|}<br />
<br />
<b>Buildings</b> – představují budovy, do kterých nesmí agenty během simulace narazit</p><br />
<ul><li>Buildx – xsová souřadnice budovy</li><br />
<li>Buildy – ypsilonová souřadnice budovy </li></ul> <br />
<br />
<b>Exits</b> – představují výjezdy z dané oblasti, přičemž preferovaný je výjezd na druhé straně města, neboť při poslední cestě přes město je ještě možné nějaké volné místo najít <br />
<ul><li>Doorx – xsová souřadnice výjezdu</li> <br />
[[File:Initial.png|right|thumb|frame|Vstupní parametry]]<br />
<li>Doory – ypsilonová souřadnice výjezdu </li> </ul> <br />
<br />
=== <i>Vstupní parametry modelu</i> ===<br />
<ul><br />
<li>Počet parkovacích míst – pevně stanoveno na hodnotu 177</li><br />
<li>Počet řidičů přijíždějících do oblasti – posuvníkem nastavitelná hodnota od 0 do 10</li><br />
<li>Cena 1. zóny – posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 2. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 3. zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100</li><br />
<li>Cena 4. Zóny - posuvníkem nastavitelná hodnota od 30 do 100 </li><br />
</ul><br />
<br />
=== <i>Ovládání simulace</i> ===<br />
<ul><li>Setup – zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<li>Go – spustí vlastní simulaci (opětovným klikem na toto tlačítko se simulace pozastaví, pro její spuštění od začátku je však nutné znovu kliknout na „setup“ pro inicializaci nového prostředí)</li></ul><br />
<br />
=== <i>Procedury simulace</i> ===<br />
<br />
<ol><li><b>Metoda to setup</b> - zahájí inicializaci simulace na základě vstupních parametrů</li><br />
<ul><li><b>clear-all</b> – smažou se veškerá data z předchozích simulací</li><br />
<li><b>setup-parking_zones</b> – tato metoda vytvoří zóny pro parkování podle neměnných předpokladů (stejně jako v reálném světě)</li> <br />
<li><b>setup-buildings</b> – tato metoda vytvoří domy, do kterých agenty nemohou během simulace narazit (s budovami se během simulace nedá hýbat)</li><br />
<li><b>setup-exits</b> – tato metoda vytvoří výjezdy, jež agenty využijí v případě již moc dlouhého hledání volného místa</li><br />
<li><b>setup-room</b> – tato metoda vykresluje veškeré objekty místnosti (parkovací zóny, domy a exity) včetně jejich barevného rozvržení a dále vykresluje podlahu v barvě brown + 5</li><br />
<li><b>setup-people</b> - tato metoda generuje jednotlivé řidiče do čtyř kategorií (zaměstnaný, nezaměstnaný, důchodce, student). Agenty <i>people</i> mají nejprve nepředvídatelný směr pohybu, velikost 1, tvar auta a rychlost pohybu dle náhodného normálního rozdělení. </li><br />
<pre><br />
to setup-people<br />
create-people persons<br />
<br />
ask people [<br />
<br />
set heading random xcor<br />
set heading random ycor<br />
<br />
set size 1<br />
set shape "car"<br />
set pace random-normal 1 0.2<br />
<br />
if random 100 < 50 [<br />
set color yellow<br />
set employees employees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 7 [<br />
set color violet<br />
set unemployees unemployees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 30 [<br />
set color gray<br />
set retirees retirees + 1]<br />
<br />
if random 100 < 13 [<br />
set color lime<br />
set students students + 1]<br />
]<br />
<br />
end<br />
<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>adjust-prices</b> – metoda udávající cenu parkovacího místa v závislosti na barvě <i>parking_zone</i> (ceny zón jsou variabilními vstupními parametry)</li><br />
<pre><br />
to adjust-prices<br />
ask patches [<br />
if pcolor = red [<br />
set price zona1]<br />
<br />
if pcolor = orange [<br />
set price zona2]<br />
<br />
if pcolor = blue[<br />
set price zona3<br />
]<br />
<br />
if pcolor = green[<br />
set price zona4<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>reset-ticks</b> – návrat k výchozímu nastavení ticků (= počtu kroků/času)</li><br />
<p>(v této simulaci: 1 tick = 1 s)</p><br />
</ul><br />
<li><b>Metoda to go</b> – spuštění vlastní simulace</li><br />
<ul><li><b>make-step</b> – metoda zajišťující pohyb každého řidiče. Řidič se může posunout dopředu (rychlostí, jež byla definována metodou to <i>create-people</i>) pokud se před ním nikdo nenachází. Pokud je místo obsazené, podívá se, zda se nikdo nenachází o 45 stupňů vpravo nebo vlevo, anebo o 90 stupňů vpravo a posune se tam, kde je volné místo. Tato skutečnost simuluje reálné chování řidičů, jež se překážku snaží objet, jak jen se dá.</li><br />
<pre><br />
to make-step<br />
ask people [<br />
<br />
ifelse (patch-ahead pace != nobody) and ((not any? turtles-on patch-ahead pace) or<br />
((count turtles-on patch-ahead pace = 1) and<br />
(one-of turtles-on patch-ahead pace = self))) [<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-right-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 45 pace) [<br />
right 45<br />
jump pace<br />
] [<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 45 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 45 pace)[<br />
left 45<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
ifelse (patch-left-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-left-and-ahead 90 pace)[<br />
left 90<br />
jump pace<br />
][<br />
<br />
if (patch-right-and-ahead 90 pace != nobody) and (not any? turtles-on patch-right-and-ahead 90 pace) [<br />
right 90<br />
jump pace<br />
<br />
]]<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>park-employees, park-unemployees, park-retirees, park-students</b> – na parkoviště přijíždí řidiči různých kategorií (zaměstnaní, nezaměstnaní, důchodci a studenti). Vždy se zeptají <i>parking_zone</i> (parkovacího místa) na cenu, a pokud s ní souhlasí a pokud je místo volné, zaparkují. Pokud ne, hledají dál.</li><br />
<pre><br />
to park-employees<br />
ask people with [color = yellow] [<br />
if ((patch-here != nobody) and ((not any? turtles-on patch-here ) or ((count turtles-on patch-here = 1) and(one-of turtles-on patch-here = self)))) [<br />
ask patch-here [<br />
if (price >= 30 and price <= 80)[<br />
ask myself[<br />
set pace 0<br />
set parked-employees parked-employees + 1<br />
set parked parked + 1<br />
set color 46<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>avoid</b> – metoda <i>to avoid</i> zajišťuje vyhnutí se budovám (pokud se řidič příliš přiblíží budově, kousek zacouvá a změní směr)</li><br />
<pre><br />
to avoid<br />
ask people [<br />
if(any? neighbors with [pcolor = grey])[<br />
back 3<br />
right 45<br />
]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b>leave</b> – metoda <i>to leave</i> má na starosti řidiče, jež ztratí s parkováním trpělivost. Pokud je zaplněno více než 80% všech parkovacích míst či pokud uplyne 2000 ticků (= 2000s = 33 minut), řidič parkování vzdá a oblast opustí.</li><br />
<pre><br />
to leave<br />
if ((((parked / persons) = 1) or ((zona-1 + zona-2 + zona-3 + zona-4) / 177 > 0.80)) or (ticks > 1500))[<br />
ask people [<br />
<br />
facexy xcor 64<br />
facexy ycor 64<br />
<br />
ask patch-here [<br />
if (pcolor = brown) [<br />
ask myself [<br />
die<br />
]]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<br />
<li><b>edge</b> – pokud se řidič přiblíží okraji sledované oblasti, změní směr a vrací se blíže parkovacím místům</li><br />
<li><b>count-zona1, count-zona2, count-zona3, count-zona4</b> - tyto metody počítají počet zaparkovaných aut v jednotlivých zónách. Pokud řidič zaparkuje, jeho barva se změní na barvu zaparkování (color 47), ale především se připočítá do statistik zaparkovaného auta v dané zóně.</li><br />
<pre><br />
to count-zona1<br />
ask people with [color = 46 or color = 116 or color = 6 or color = 66][<br />
ask patch-here [<br />
if(pcolor = red)[<br />
ask myself[<br />
set zona-1 zona-1 + 1<br />
set color 47<br />
]]]]<br />
end<br />
</pre><br />
<li><b> if ((not any? people with [pace != 0]) or (ticks > 2500))[stop]</b> - zastavení simulace, pokud jsou všechna auta zaparkována či pokud čas hledání volného místa dosáhne 42 minut. Tato podmínka zajišťuje ukončení simulace i v případě, že by bylo nějaké auto zablokováno jiným a jejich odblokování by trvalo déle než 33 minut (viz <i>leave</i> metoda).<br />
</ul><br />
</ol><br />
<br />
=== <i>Sledované ukazatele</i> === <br />
Vývoj důležitých ukazatelů je sledován průběžně během simulace.</li> <br />
<ul><li><b>Celkem zaparkovaných</b> – celkové množství zaparkovaných aut</li><br />
<li><b>Zaparkovaní v %</b> - ukazuje kolik % z celkového počtu řidičů našlo parkovací místo</li><br />
<li><b>Zaparkovaní zaměstnaní, zaparkovaní nezaměstnaní, zaparkovaní důchodci, zaparkovaní studenti</b> – statistiky ohledně zaparkovaných aut jednotlivých kategorií + jejich procentuální vyjádření z celkového množství osob dané kategorie</li><br />
<li><b>Volná místa celkem</b> – ukazuje, kolik zbývá volných míst ze 177 možných</li><br />
<li><b>Obsazenost všech parkovacích míst</b> – ukazatel ukazující procentuální obsazenost veškerých parkovacích míst</li><br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – ukazuje kolik aut je v jednotlivých zónách zaparkováno </li><br />
<ul><br />
<li>+ jejich procentuální vyjádření k celkovému počtu dostupných míst jednotlivých zón</li><br />
<li>+ ukazatel zbývajících volných míst dané zóny</li></ul><br />
<li><b>Tržby celkem</b> – ukazatel ukazující kolik městská část utrží celkem za parkování ve všech zónách</li> <br />
<li><b>Zona-1, zona-2, zona-3, zona-4</b> – kolik městská část utží za parkování v jednotlivých zónách</li><br />
<li><b>Graf</b> - ukazuje parkování v jednotlivých zónách s přibývajícím časem<li><br />
[[File:75.PNG|center|thumb|700px|frame|Sledované ukazatele]]<br />
<br />
=== <i>Grafické rozhraní simulace</i> === <br />
Níže je uvedeno grafické rozhraní simulace <i>Využití nočního parkoviště.</i> <br />
[[File:Rozhraní.PNG|center|thumb|1100px|frame|Grafické rozhraní simulace]]<br />
<br />
== Výsledky simulace ==<br />
<p align="justify">Jelikož simulace v této části Prahy předpokládá 153 vlastníků automobilů, předpokládá taktéž v této oblasti jejich parkování a přidává dalších 47 náhodných parkujících (např. ze sousedících městských částí Prahy, apod.). Celkově bylo zkoumáno jedenáct různých nastavení cen parkovacích zón pro 200 parkujících osob. Jednotlivé výsledky simulací lze nalézt mezi soubory ke stažení (viz [[#Soubory ke stažení|Soubory ke stažení]]). Dále byla simulace dvakrát spuštěna pro 300 parkujících osob, 500 osob a poté jednou pro tisíc osob. Jelikož jsou parkovací místa pevně daná a jejich kapacita je přesně 177, je evidentní, že při počtu 1000 osob budou veškerá místa obsazena, nicméně zaparkovaných lidí bude jen okolo 18%.</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulka shrnuje nejdůležitější zaznamenané výsledky.</p><br />
[[File:VR.PNG|center|900px]]<br />
<br />
<p align="justify">Z tabulky je patrné, že při příjezdu 200 řidičů není nastavení cen jednotlivých zón zcela přímočaré, nicméně nynější nastavení cen se nedá považovat za optimální. Následující tabulky ukazují detailnější výsledky nynější varianty.</p><br />
[[File:Ceny_nyní.PNG|center|800px|]]<br />
<br />
<p align="justify"> Nejvyšší procentuální počet zaparkovaných aut byl dosažen při nastavení cen č. 9, obsazenost všech míst byla taktéž nejvyšší, nicméně tržby malinko pokulhávaly. Nejvyšší tržba byla naopak při nastavení č. 10, nicméně procentuální obsazenost všech míst nebyla optimální. Pokud vezmeme v úvahu nastavení č. 4, procentuální počet zaparkovaných aut byl druhý nejvyšší (66,50%), obsazenost všech míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), stejně jako tržby (7230,-).</p> <br />
<p align="justify">Následující tabulky ukazují podrobné výsledky čtvrté varianty nastavení cen. Graf této varianty udává, jak se měnila obsazenost jednotlivých zón s přibývajícím časem.</p><br />
[[File:4_1.png|center|800px|]]<br />
<br><br />
[[File:60.PNG|center|thumb|frame|800px|Ukazatelé čtvrté varianty nastavení cen]]<br />
<br />
== Závěr ==<br />
<br />
<p align="justify">Simulace měla za cíl nastínit noční využitelnost parkovacích míst městské části Prahy 10 v závislosti na jejich cenách a celkové tržby pro Prahu 10 z parkování v této oblasti. Jak se ukázalo, výsledné nastavení cen je velmi diskutabilní a odvíjí se od toho, jaké má městská část Prahy 10 preference (výše tržeb, spokojenost řidičů či celková obsazenost parkovacích míst). Pokud by městská část tolik nehleděla na své tržby, pak by se optimálním řešením jevilo nastavení cen č. 9.</p><br />
<p align="justify">Z mého pohledu si ovšem myslím, že nejoptimálnějším řešením je čtvrté nastavení cen. Rozdíl oproti deváté variantě není v obsazenosti míst a počtu zaparkovaných řidičů tak velký, nicméně v tržbách je značně viditelný. Ze čtyř zón by se vytvořily pouze dvě, jež by se lišily deseti korunami za noc (60,- a 50,-). Procentuální počet zaparkovaných aut byl při tomto nastavení cen druhý nejvyšší (66,50%%), obsazenost míst byla taktéž druhá nejvyšší (75,14%), úplně stejně jako tržby (7230,-). Celkové tržby za parkování přesáhly i tržby při nastavení nejvyšších možných cen všech zón, jež jsou jednotlivé kategorie řidičů ochotny za parkování zaplatit.</p><br />
<br />
=== Možná rozšíření modelu ===<br />
<ul><br />
<li>Simulace by mohla zohledňovat parkovací karty residentů dané oblasti a sledovat vývoj tržeb v závislosti na počtu a ceně takovýchto karet.</li> <br />
<li>Simulace nezohledňuje, zda řidiči tuto oblast znají či nikoli. Jistá znalost parkovacích míst by zajisté ovlivnila rychlost, ale taktéž zaplněnost jednotlivých zón, neboť by řidiči hledali místa k zaparkování pravděpodobně kratší dobu.</li> <br />
<li>Auta nemají předepsané silnice, po kterých se mohou pohybovat. Rozšířením by bylo nastavení silnic (včetně jednosměrek, zákazu otáčení, apod.). </li> <br />
<li>Auta přijíždějí a odjíždějí z daných míst, což ovlivňuje viditelnost jednotlivých parkovacích míst. Rozšířením by mohlo být více vjezdů do dané oblasti, jako je tomu v reálném světě.</li></ul> <br />
<br />
=== Zhodnocení naplnění cíle ===<br />
<br />
<p align="justify">Cílem této simulace bylo pomocí variabilního nastavení vstupních parametrů zjistit, zda se v této městské části nachází dostatek cenově dostupných parkovacích míst. Zda jsou ceny jednotlivých zón adekvátně nastaveny v závislosti na ochotě řidičů tyto sumy zaplatit a v neposlední řadě na přehodnocení cen jednotlivých zón v závislosti na výnosech, jež parkovací zóny pro Prahu 10 představují. </p><br />
<p align="justify">Provedením simulace byla nalezena odpověď na otázku: <i>„Jak by měly být ceny nastaveny, aby byla parkovací místa co nejvíce využita a současně aby tato městská část Prahy utržila co nejvíce?“</i>. Odpovědi jsou dvě, přičemž záleží na preferencích městské části Prahy 10. Pokud je preference této městské části spokojenost obyvatel a využití co nejvíce parkovacích míst, poté se nejoptimálnější variantou jeví nastavení č. 9. Pokud se do preferencí řadí ještě tržby za parkování, pak je optimálním řešením nastavení cen čtvrté.</p> <br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
<br />
== Soubory ke stažení ==<br />
<br />
[[File:Parkoviste.nlogo]] | Vlastní simulace v programu NetLogo 6.0.1<br />
[[File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx]] | Pomocný soubor se všemi výsledky (excel)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Parkoviste.nlogo&diff=13384File:Parkoviste.nlogo2017-06-04T14:12:15Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Vysledky_parkoviste_excel.xlsx&diff=13383File:Vysledky parkoviste excel.xlsx2017-06-04T14:09:36Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:VR.PNG&diff=13382File:VR.PNG2017-06-04T13:36:12Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:60.PNG&diff=13380File:60.PNG2017-06-04T13:24:18Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:4_1.png&diff=13379File:4 1.png2017-06-04T13:22:36Z<p>Monika: Monika uploaded a new version of File:4 1.png</p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:4_1.png&diff=13378File:4 1.png2017-06-04T13:22:01Z<p>Monika: Monika uploaded a new version of File:4 1.png</p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:4_1.png&diff=13377File:4 1.png2017-06-04T13:20:59Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Ceny_nyn%C3%AD.PNG&diff=13376File:Ceny nyní.PNG2017-06-04T13:15:07Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Results.PNG&diff=13375File:Results.PNG2017-06-04T13:13:02Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Rozhran%C3%AD.PNG&diff=13374File:Rozhraní.PNG2017-06-04T13:07:49Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:75.PNG&diff=13373File:75.PNG2017-06-04T13:03:44Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Initial.png&diff=13372File:Initial.png2017-06-04T11:54:46Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Inicializace.PNG&diff=13371File:Inicializace.PNG2017-06-04T11:12:39Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=SS_2016/2017/cs&diff=13370SS 2016/2017/cs2017-06-04T10:08:08Z<p>Monika: /* Vypracovaná témata LS 2016/2017 */</p>
<hr />
<div>{{DISPLAYTITLE:LS 2016/2017}}<br />
<br />
Semestrální práce (simulace) z letního semestru 2016/2017. Sem přidejte odkaz na stránku s Vaší prací. Nejprve je třeba nechat schválit [[Assignment_SS_2016/2017/cs|zadání práce]].<br />
<br />
= Vypracovaná témata LS 2016/2017 =<br />
*[[Šíření Eboly (Netlogo)]] - Hana Nápravníková, xnaph00<br />
*[[Tobacco_burn_simulation/cs|Spalování tabáku v dýmce (Vensim)]] - Daniel Šrám, srad01<br />
*[[Využití nočního parkoviště (Netlogo)]] - Monika Vampolová, xvamm01</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Water_cycle/cs&diff=13248Water cycle/cs2017-05-31T22:18:46Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div><br />
== Koloběh vody ==<br />
<br />
[[File:rozdeleni_vody.png|thumb|right|400px|Rozdělení zásob vody na Zemi]]<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komplexní systém výměny vodních molekul ve všech jejich skupenstvích mezi litosférou, hydrosférou, atmosférou a biosférou. <i>Cyklus nemá začátek ani konec</i>, neboť se jedná o nekonečnou a nepřetržitou interakci mnoha subprocesů látkové výměny. Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat mezi světovými oceány a pevninou, přičemž hlavní hnací silou celého koloběhu je energie ze Slunce a gravitace. Koloběh vody tak lze vnímat jako přírodní způsob doplňování, přerozdělení a čištění přírodních vodních zdrojů na světě<ref>WILLIAMS D. W., 2001. Lakes and Reservoirs, the Watershed: Water from the Mountains into the Sea [online]. Volume: 2, United Nations Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics. [cit. 2017-05-25] Dostupné z: http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs- 2/2.ASP.</ref>.</p><br />
<p style="text-align: justify">V rámci hydrologického cyklu se voda nachází v různých nádržích (rezervoárech), přičemž oceány obsahují přibližně 96,5% veškeré vody na planetě, ledovce a podzemní vodní nádrže 2,5% a řeky, jezera, půdní vlhkost a atmosférická vodní pára, včetně vody v živých buňkách, 1%<ref>CHAHINE, MOUSTAFA T., 1992. The Hydrologic Cycle and Its Influence on Climate, Review Article, Nature 359: 373 – 380.</ref>.</p><br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Hydrologický cyklus je <i>uzavřený systém</i>, což znamená, že se celkové množství vody na planetě nemění. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a mění pouze svou formu, nikoli množství. Hmotnost vody zůstává konstantní, nicméně její rozdělení do jednotlivých nádrží je závislé na mnoha klimatických proměnných<ref name="trojka">Hydrologic Cycle (Water Science) [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://what-when-how.com/water-science/hydrologic-cycle-water-science/.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
== Popis systému ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Koloběh vody se skládá z několika interagujících subsystémů přenášející molekuly vody z jedné nádrže do druhé za pomoci subprocesů, mezi které se řadí odpařování, transpirace, srážení či proudění vody. Ke všem procesům je zapotřebí energie ze Slunce a gravitační síla<ref> MACLEAN, N. Global Energy Transfer, Atmosphere and Ocean Circulation, Climate: A River Runs Through It [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.indiana.edu/~geol105/1425chap4.htm.</ref>. Veškerá voda z oceánu je pomocí odpařování zvedána do atmosféry (stejně jako led a sníh, jež mohou sublimovat přímo do vodní páry). V atmosféře molekuly vody kondenzují a vrací se za pomoci gravitace zpět na Zem v podobě deště, sněhu či krupobití. [[File:obeh.png|thumb|left|Malý a velký koloběh vody]]Voda dopadá buď rovnou do oceánů, nebo na zem, kde proudí jako povrchový či podpovrchový odtok. Odtok, jenž vstupuje do řek, se vrací zpět do oceánů. Naopak odtok, jenž proniká do porézních částí zemského povrchu, se stává vodou podzemní a nazývá se bezodtokovou oblastí<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>. Voda z ledovců se díky gravitaci přemisťuje opět buď přímo do oceánů, nebo do kontinentálního povrchového odtoku. <i>Vždy se však všechna voda dostane vypařováním zpět do atmosféry a koloběh se opakuje.</i></p><br />
<p style="text-align: justify">Hydrologický cyklus se rozděluje na malý a velký. O malém koloběhu vody se hovoří, pokud dochází k výměně vodních molekul pouze mezi pevninou a atmosférou či oceánem a atmosférou. Velký koloběh vody bere v úvahu opakující se procesy mezi pevninou, oceánem a atmosférou, k nimž patří odpařování (evaporace), transpirace, sublimace, kondenzace, konvekce, mrznutí a tání, plošný a soustředěný odtok, tok podzemní vody, infiltrace, podpovrchový tok či perkolace<ref name="sest">ALAVIAN V., QADDUMI H., M., 2009. Water and climate change: understanding the risks andmaking climate-smart investment decisions. The World Bank, Washington, DC [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://documents.worldbank.org/curated/en/362051468328208633/Water-and-climate-change-understanding-the-risks-and-making-climate-smart-investment-decisions.</ref> <ref>NARASIMHAN, T.,N., 2009. Hydrological cycle and water budgets. In: Likens GE (ed) Encyclopedia of inland waters. Elsevier, Oxford, pp 714–720. doi:10.1016/B978-012370626-3.00010-7.</ref>.</p><br />
<br />
<br />
=== Atmosférický cyklus ===<br />
----<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
===== <i>Evaporace (odpařování)</i> =====<br />
[[File:evaporace.png|thumb|right|Ukázka evaporace]]<p style="text-align: justify">Evaporace je základním subsystémem hydrologického cyklu, díky němuž se voda navrací zpět do atmosféry jako vodní pára. Nejedná se o vypařování z celého objemu, jako je tomu v případě varu, ale dochází k odpařování molekul vody, jež se nachází blízko povrchu kapaliny a jež mají dostatečnou energii k překonání [https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm kohezních sil]. Energie přijatá ze Slunce rozbíjí vazby mezi molekulami vody, které se tak mohou začít pohybovat směrem k povrchu kapaliny. Jednotlivé molekuly pak mohou projít povrchovou vrstvou kapky a kapalinu opustit<ref>TECHNMIST. Evaporace [online]. [cit. 2017-05-24]. Dostupné z: http://www.technomist.cz/funkce-vodni-mlhy/evaporace.</ref>. Jelikož molekuly vody sluneční energii (teplo) spotřebovávají, při procesu odpařování dochází k ochlazování prostředí, což je důvod, proč např. pot pokožku ochlazuje.</p><br />
<p style="text-align: justify">Zatímco k varu je zapotřebí 100ºC, evaporace probíhá při jakékoliv teplotě, přičemž některé kapaliny se odpařují rychleji než jiné. Rychlost odpařování závisí mimo jiné na ploše kapaliny (čím větší, tím rychlejší), vlhkosti okolí (čím vyšší, tím pomalejší), přítomnosti větru (čím silnější, tím rychlejší odpařování) či teplotě (čím vyšší, tím rychlejší odpařování). Předpokládá se, že asi 90% vlhkosti v atmosféře pochází z oceánů, moří a jezer<ref name="devitka">ESCHOOLTODAY. What is the Water Cycle (Hydrolic cycle)? [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.eschooltoday.com/water-cycle/what-is-evaporation-of-water.htm. </ref>.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: evaporace (odpařování)</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Transpirace (biologické výpary)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Transpirace znamená odpařování vodní páry z listů rostlin, jež pro svůj růst využívají pouze malé množství vody. 97-99,5% vody projde procesem transpirace zpět do atmosféry<ref>SINHA, R.K., 2004. Modern plant physiology. Pangbourne: Alpha science international. ISBN 9780849317149.</ref>, což má mimo jiné za následek větší vlhkost v místech s velkým vegetačním pokrytím<ref name="devitka" />. Voda je pomocí kořenů nasávána a přenášena do listů rostlin. Na spodních stranách listů se nacházejí průduchy (stomata), jimiž jsou molekuly vody uvolňovány do ovzduší. </p><br />
[[File:evapotranspirace.png|thumb|right|Ukázka evapotranspirace]]<p style="text-align: justify">Celý proces transpirace ovlivňuje mnoho faktorů. Vyšší teplota způsobuje důkladnější a rychlejší otevření průduchů, naopak chladnější teploty póry uzavírají. V sušším prostředí dochází k odpařování rychleji než v prostředí nasyceném, tudíž také vlhkost vzduchu hraje svou roli. Dále dostupnost a intenzita slunečního svitu, stejně jako vítr kolem rostliny, zajišťuje odpařování rychlejší.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: transpirace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Termínem <i><u>evapotranspirace</u></i> je míněno spojení subsystémů předcházejících, tedy evaporace a transpirace. Tento proces nastává, pokud dochází zároveň k odpařování vlhkosti z půdy a odpařování skrz průduchy rostlin<ref name="devitka" />. Evapotranspirace představuje přibližně 10% par v atmosféře<ref name="jedenact">USGS Water Science School, 2016. The Water Cycle [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://water.usgs.gov/edu/watercycleevaporation.html.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
===== <i>Sublimace</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu vstupuje velmi malé množství vodní páry do atmosféry prostřednictvím sublimace, procesem, při kterém se voda mění z pevného skupenství (led nebo sníh) na plyn, čímž obchází kapalnou fázi. K rychlejší sublimaci dochází při nízké relativní vlhkosti vzduchu, suchém větru či vyšší nadmořské výšce, kde je tlak vzduchu menší než v nižších polohách. Suchý vzduch mění sníh přímo na vodní páru, což má za důsledek rychlé zmizení sněhu v suchém klimatu<ref name="dvanact">NETOPIL, R. a kol. Fyzická geografie, 1. vydání. Praha: SPN, 1984. 272 s.</ref>. V neposlední řadě je k tomuto procesu zapotřebí energie v podobě intenzivního slunečního světla<ref name="trinact">Boreyko, J., B,. Hansen, R., R., 2016. Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns [online]. Scientific Reports. 6. doi:10.1038/srep19131. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/srep19131.</ref>. Opačný proces sublimace se nazývá desublimace (ukládání), při němž se vodní pára mění přímo na led (např. na sněhové vločky či mráz).</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody v tuhém stavu (led, sníh)</li><br />
<li>Proces: sublimace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Kondenzace (srážky)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">U kondenzace dochází, na rozdíl od procesu odpařování, k přeměně plynu na kapalinu. Vodní pára se dostává do atmosféry, kde je vzduch mnohem chladnější. Pokud teplota vzduchu klesne bod rosný bod, teplotu maximálního nasycení vzduchu vodními parami, pohyb molekul se zpomalí a začnou se shlukovat v oblaka. Při navázání dostatečného množství molekul vznikne dešťová kapka, která dopadá na zemský povrch v podobě deště. Kondenzace je pro hydrologický cyklus velmi důležitým procesem, neboť navrací vodu zpět na pevninu či do oceánu v podobě srážek<ref name="trojka" />. Obecně vzduch s relativně vysokou vlhkostí přichází do styku s chladnějším povrchem, čímž se ochlazuje na rosný bod, což vede ke kondenzaci a tvorbě mraků (zamlžení). Tento proces je též zodpovědný za přízemní mlhu, kterou lze pozorovat např. při zamlžení okének v automobilu, kdy lidé vydechují teplý vzduch, jež naráží na studená okénka.</p> <br />
<p style="text-align: justify">Jakékoliv změny všech skupenství vody jsou spojeny se změnou uspořádání molekul. Při kondenzaci dochází ke zkapalnění vodní páry, kde jsou molekuly vody uspořádávány do mnohem náhodnějších struktur než v kapalině. Celý proces je doprovázen uvolňováním tepla, jež se vrací zpět k povrchu Země.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: vodní pára</li><br />
<li>Proces: kondenzace</li><br />
<li>Výstupy: molekuly vody, teplo</li><br />
</ul><br />
<br />
==== <u>Rovnovážný stav atmosférického cyklu</u> ====<br />
<p style="text-align: justify">Pokud by se rychlost evaporace rovnala rychlosti kondenzace, došlo by k rovnovážnému stavu nasycení, při kterém by byla 100% vlhkost vzduchu<ref name="jedenact" />. Jelikož je ve vlhkých tropech a deštných pralesích dostatek vegetace, dochází nad touto oblastí k nadměrné evaporaci, zvýšené tvorbě mraků a tím pádem k vyššímu úhrnu srážek. Délka trvání jedné molekuly vody v atmosférickém cyklu se odhaduje na cca 10 dní<ref name="petka" />.</p>[[File:AT3.PNG|thumb|center|600px|Model atmosférického cyklu]]<br />
<br />
=== Cyklus povrchového odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">V cyklu povrchového odtoku se voda nejčastěji pohybuje mezi oceánem, atmosférou, pevninou, povrchovým odtokem a opět oceánem. Povrchový odtok je tvořen srážkami, jež se nevypařily, ani nevsákly (neinfiltrovaly) do země a pohybují se zpět k oceánu<ref name="ctrnact">STRAHLER, A., STRAHLER, A., 2006. Introducing Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, Inc. 684 s.</ref>. Na množství odtoku má vliv topografie půdy, neboť v kopcovitých krajinách nemá voda dostatek času na vsakování se do země, tudíž stéká ze svahů dolů, kde vytváří proudící toky. Naopak v rovinaté krajině voda nikam nestéká, a tak dochází spíše k infiltraci (vsakování vody do půdy). Celkově se odhaduje, že 35% veškerých srážek končí v moři nebo oceánu, zbylých 65% se infiltruje do půdy. Dále má na odtok vliv charakter půdy, přičemž oblasti s měkkými pórovitými půdami pohlcují vody více<ref name="jedenact" />. V neposlední řadě odtok (infiltraci) ovlivňuje, zda prší nárazově či delší dobu kontinuálně. Při nárazovém dešti je půda rychle nasycena a vsakuje srážek mnohem méně. Voda se v cyklu povrchového odtoku vyskytuje přibližně dvanáct dní<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Plošný a soustředěný odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Plošný odtok neboli ron představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu<ref name="jedenact" />. Sklon reliéfu udává, kam voda stéká a kde se z ní tvoří proudící tok či jezero. [[File:eroze.jpg|thumb|right|Eroze]]Nekoordinovaným stékáním vzniká plošný splach, jenž s sebou odnáší částice půdy po povrchu terénu. K tomuto odnosu půdních částic ([[Erozi půdy]]) dochází, pokud je síla vodního toku větší než síly udržující částice na povrchu země.</p><br />
<p style="text-align: justify">Naopak soustředěnými toky jsou míněny stružky a následně hluboké erozní rýhy (koryta), jimiž voda odtéká trvale nebo alespoň po většinu roku. Spojené erozní rýhy vytváří údolí, kterými protéká voda trvale i během sušších období.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: srážky</li><br />
<li>Proces: plošný/soustředěný odtok</li><br />
<li>Výstupy: povrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Mrznutí a tání</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Při procesu mrznutí dochází k přeměně molekul vody na ledové krystalky v oblacích, které se vrací zpátky na zem v podobě sněhových vloček. Srážky z chladného období se ukládají do horských sněhových polí či ledovců, jež v teplejším počasí představují zásobárnu vody. Ve Spojených státech amerických pochází až 75% zásob vody právě ze sněhu<ref name="ctrnact" />. I když se voda v ledovcích nehýbe, má na hydrologický cyklus podstatný vliv. Jelikož bílá barva odráží sluneční světlo (a tím i teplo), velké ledovcové plochy mohou výrazně ovlivňovat počasí. Objemné zasněžování má také své nevýhody, jako např. nebezpečí sesuvu půdy nebo záplav v teplejších měsících.</p><br />
<br />
<p style="text-align: justify">Opačným procesem je tání, jež v chladnějších klimatech představuje většinu jarního odtoku a proudění v řekách. K tomuto procesu dochází, pokud led či sníh přijme určité množství tepla od Slunce.</p> <br />
<br />
{| <br />
| <ul><li>Vstup procesu mrznutí: srážky</li></ul><br />
| <ul><li>Vstupy procesu tání: ledovce/sníh, energie ze Slunce</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Proces: mrznutí</li></ul><br />
| <ul><li>Proces: tání</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Výstupy procesu mrznutí: molekuly vody v tuhém stavu (ledové krystalky), teplo</li></ul><br />
| <ul><li>Výstup procesu tání: molekuly vody</li></ul><br />
|}<br />
<br />
<br />
=== Cyklus podzemního odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">Při cyklu podzemního odtoku dochází k výměně vody mezi oceánem, atmosférou, pevninou, půdou a opět oceánem. Průměrný čas molekuly vody v tomto cyklu se pohybuje kolem 5000 let, v zóně aktivní výměny se udává 330 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Infiltrace (vsakování)</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Infiltrace je proces, při kterém voda vyskytující se na povrchu země proniká do podpovrchových půd prasklinami a póry. Infiltrovaná voda může být za nějaký čas postupně odpařena, absorbována kořeny rostlin či může prosáknout hlouběji až k podzemním vodním nádržím (perkolace)<ref name="jedenact" />. Některé takovéto nádrže jsou používány lidmi jako zásobárny vody pro studny.</p><br />
<p style="text-align: justify">Infiltraci nejvíce ovlivňují faktory jako množství a charakteristika srážek (intenzita, doba trvání, apod.), evapotranspirace, půdní vlastnosti, saturace půdy či svah země. Dále záleží na nasycenosti půdy, přičemž nasycená půda infiltraci zpomaluje. Pokud míra srážek přesahuje na určité půdní ploše rychlost infiltrace, dochází k povrchovému odtoku.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody (srážky)</li><br />
<li>Proces: infiltrace</li><br />
<li>Výstup: infiltrovaná voda do půdy</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Podpovrchový odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Podpovrchový odtok je tvořen pohybem molekul vody blízko povrchu země. Z povrchové vody se stane voda podzemní, pokud vyplní póry v zemi či ve skalách, jimiž pronikne do podpovrchového vodního stolu. Vodním stolem se nazývá místo, kde jsou veškeré půdní póry a štěrbiny zcela nasyceny vodou, tudíž žádnou další vodu nepropustí a tvoří se souvislé toky. Rychlost toku podzemní vody závisí na propustnosti půdy a tlaku vody. Rychlost prosakování jedna stopa za den je vnímána jako rychlost vysoká, neboť rychlost jedna stopa za rok či jedna stopa za deset let není žádnou výjimkou<ref name="patnact">USGS. General facts and concepts about ground water [online]. [cit. 2017-05-26]. Dostupné z: https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/html/gen_facts.html.</ref>. Podzemní voda se dostává zpět na povrch země lidskou silou pomocí pump nebo ve formě pramenů, jež na povrch prosakují.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody</li><br />
<li>Proces: nasycení půdních pórů molekulami vody</li><br />
<li>Výstup: podpovrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Podzemní vody jsou méně znečištěné než vody povrchové, proto se často využívají jako zásobárny vody. Ve Spojených státech amerických obsahují podzemní nádrže mnohem více vody než je kapacita všech vodních nádrží a jezer v USA<ref name="trinact" />. Znečištěná podzemní voda se daleko hůře čistí a její znečištění je nejvíce způsobeno nesprávnou likvidací odpadů, nadměrným hnojením či ropnými vrty. Podzemní voda tvoří přibližně 25% zásobárny sladké vody.''<br />
}}<br />
<br />
== Rovnováha hydrologického cyklu ==<br />
[[File:cycle.png|thumb|right|300px|Hydrologický cyklus]]<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu jsou všechny molekuly vody neustále v pohybu, přičemž je zde zpětnovazebný efekt, při kterém platí, že množství spadlých srážek ovlivňuje množství vody vypařené a naopak. Celkový objem vody se tak nemění. <i>Dynamická rovnováha</i> znamená, že molekuly vody nepřibývají ani neubývají, pouze mění své skupenství. Tato rovnováha může být pozorována např. na hladině oceánů, jejichž výšky zůstávají přibližně konstantní, ačkoli do nich neustále proudí jak povrchové, tak podpovrchové toky. Celková doba, kterou molekula vody stráví v hydrologickém cyklu je variabilní a záleží na mnoha faktorech jakými jsou např. druh vodního cyklu (malý, velký), rychlost veškerých procesů v závislosti na přijaté/odebrané energii ze Slunce či na charakteru půdy, jež ovlivňuje rychlost infiltrace. </p><br />
<p style="text-align: justify">Celkový čas strávený molekulou vody v jednotlivých subprocesech se odhaduje lépe. V atmosférickém cyklu se jedná o deset dní, v cyklu povrchového odtoku přibližně o dvanáct dní a v cyklu podzemního odtoku záleží na zóně výměny, zda je aktivní či pasivní. Aktivní zónou molekula vody projde za 330 let a v pasivní zóně za přibližně 5000 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
=== Hydrologická bilance === <br />
<p style="text-align: justify">Hydrologickým rokem je míněno časové období dvanácti měsíců, jež je stanovené tak, aby srážky odtekly jako povrchové či podpovrchové odtoky v témže období. Výhoda takovéhoto časové vymezení spočívá ve vyrovnání vstupů a výstupů procesu koloběhu vody, což umožňuje sestavit hydrologickou bilanci. Neboli první zimní sníh se dostane spolu s jarními odtoky do stejného bilančního období.</p>[[File:energie2.png|thumb|left|400px|Energetická rovnováha]]<br />
<p style="text-align: justify">Hydrologická bilance může být vypočítávána pro malý i velký oběh vody, stejně jako pro jednotlivá povodí či oceány. Vyjadřuje veškeré vstupy a výstupy celého systému koloběhu vody a změnu v jednotlivých rezervoárech (∆S). Vstupy zahrnují především srážky (P), které jsou souhrnem výparů, povrchového a podzemního odtoku. Výstupy jsou pak vodní pára vzniklá evapotransiprací (ET) a celkový odtok (Qc)<ref name="dvanact" />. Základní hydrologická bilance pak vypadá následovně:</p> <br />
<ol>P - ET - Qc = ∆S</ol><br />
<br />
=== Energetická rovnováha === <br />
<p style="text-align: justify">Veškeré subprocesy hydrologického cyklu zajišťující změnu skupenství molekul vody jsou doprovázené přenosem energie. V zemské atmosféře hustota kapalin a plynů klesá s narůstající teplotou, což má za důsledek, že v gravitačním poli ohřáté vrstvy kapaliny nebo plynů stoupají, zatímco ty chladnější klesají. Dochází tak ke vzniku proudění ([https://cs.wikipedia.org/wiki/Šíření_tepla_prouděním konvekci]), při kterém se přemisťují celé části kapaliny i se svou vnitřní energií. Konvekce způsobuje větry přenášející teplo, jež ovlivňují dešťové mraky nad kontinenty a oceánské proudy, které dále ovlivňují další podporcesy koloběhu vody. I zde platí, že spotřebovaná energie se rovná energii vydané.</p><br />
<br><br />
=== Model hydrologického cyklu (viz [http://www.simulace.info/index.php/Causal_Loop_Diagram/cs Diagram kauzálních smyček]) === <br />
<br><br />
[[File:hydro5.PNG|thumb|centre|700px|Model hydrologického cyklu]]<br />
<br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Koloběh vody je velmi komplexní nekonečný systém s mnoha podprocesy. Například čím více tepla ledovec přijme, tím je sice méně zásobárny vody v pevném stavu, nicméně tím více je povrchové vody, která odteče do oceánu, tím více se vypaří vodní páry, a konečně tím více vznikne srážek, jež mohou opět dopadnout na ledovec v podobě ledových krystalků. Model by neměl být chápán ve smyslu, čím méně ledovce, tím méně povrchové vody. V ideálním případě je koloběh vody rovnovážný cyklus a "čím více ubude, tím více přibude".''<br />
}}<br />
<br />
== Ovlivnění dalších dynamických systémů ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Voda a sluneční energie jsou základem fungování veškerých biogeochemických cyklů na Zemi, jež zahrnují pohyby chemických prvků mezi organismy a neživými částmi atmosféry, litosféry a hydrosféry<ref name="sest" />. Hydrologický cyklus tak ovlivňuje mnoho dalších dynamických systémů.</p> [[File:cykly2.png|border|left|300px]]<br />
<p style="text-align: justify">Jelikož je přenos vodní páry z oceánů do atmosféry doprovázen velkým množstvím tepelné energie, tento podproces hydrologického cyklu reguluje klima a počasí. Přemisťování vody pomocí nadzemních i podzemních odtoků chemicky i fyzicky eroduje zemi a utváří její reliéf. Převádí a ukládá sedimenty do řek, vytváří delty či povrch mořského dna. Pokud voda pronikne do porézních částí zemského povrchu, může rozpustit skály a utvářet tak krasové systémy. Voda dále přenáší minerály a živiny, jež jsou potravou pro sladkovodní a mořské ekosystémy. V neposlední řadě je voda největší složkou většiny biologických organismů. V lidském organismu se nachází přibližně 60% vody, v těle medúzy až 90%.</p> <br />
<br><br><br />
== Shrnutí ==<br />
<p style="text-align: justify">Základním vstupem hydrologického cyklu jsou srážky dopadající do oceánů či na pevninu. Část srážek se z pevniny odpaří (evapotranspiruje), část se transformuje na povrchový odtok a část se infiltruje na odtok podzemní či na podzemní vodu. Přímým odtokem se dočasně zvyšují hladiny řek a moří, jež jsou vyrovnávány větším množstvím transpirace. Pro koloběh molekul vody na Zemi se vypočítává hydrologická bilance, jež zahrnuje veškeré vstupy (srážky, přítoky, zásoby vody) a výstupy (výpary, odtoky, úbytky vody v rezervoárech) v celém hydrologickém cyklu.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 00:07, 1 June 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Water_cycle/cs&diff=13247Water cycle/cs2017-05-31T22:17:33Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div><br />
== Koloběh vody ==<br />
<br />
[[File:rozdeleni_vody.png|thumb|right|400px|Rozdělení zásob vody na Zemi]]<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komplexní systém výměny vodních molekul ve všech jejich skupenstvích mezi litosférou, hydrosférou, atmosférou a biosférou. <i>Cyklus nemá začátek ani konec</i>, neboť se jedná o nekonečnou a nepřetržitou interakci mnoha subprocesů látkové výměny. Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat mezi světovými oceány a pevninou, přičemž hlavní hnací silou celého koloběhu je energie ze Slunce a gravitace. Koloběh vody tak lze vnímat jako přírodní způsob doplňování, přerozdělení a čištění přírodních vodních zdrojů na světě<ref>WILLIAMS D. W., 2001. Lakes and Reservoirs, the Watershed: Water from the Mountains into the Sea [online]. Volume: 2, United Nations Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics. [cit. 2017-05-25] Dostupné z: http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs- 2/2.ASP.</ref>.</p><br />
<p style="text-align: justify">V rámci hydrologického cyklu se voda nachází v různých nádržích (rezervoárech), přičemž oceány obsahují přibližně 96,5% veškeré vody na planetě, ledovce a podzemní vodní nádrže 2,5% a řeky, jezera, půdní vlhkost a atmosférická vodní pára, včetně vody v živých buňkách, 1%<ref>CHAHINE, MOUSTAFA T., 1992. The Hydrologic Cycle and Its Influence on Climate, Review Article, Nature 359: 373 – 380.</ref>.</p><br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Hydrologický cyklus je <i>uzavřený systém</i>, což znamená, že se celkové množství vody na planetě nemění. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a mění pouze svou formu, nikoli množství. Hmotnost vody zůstává konstantní, nicméně její rozdělení do jednotlivých nádrží je závislé na mnoha klimatických proměnných<ref name="trojka">Hydrologic Cycle (Water Science) [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://what-when-how.com/water-science/hydrologic-cycle-water-science/.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
== Popis systému ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Koloběh vody se skládá z několika interagujících subsystémů přenášející molekuly vody z jedné nádrže do druhé za pomoci subprocesů, mezi které se řadí odpařování, transpirace, srážení či proudění vody. Ke všem procesům je zapotřebí energie ze Slunce a gravitační síla<ref> MACLEAN, N. Global Energy Transfer, Atmosphere and Ocean Circulation, Climate: A River Runs Through It [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.indiana.edu/~geol105/1425chap4.htm.</ref>. Veškerá voda z oceánu je pomocí odpařování zvedána do atmosféry (stejně jako led a sníh, jež mohou sublimovat přímo do vodní páry). V atmosféře molekuly vody kondenzují a vrací se za pomoci gravitace zpět na Zem v podobě deště, sněhu či krupobití. [[File:obeh.png|thumb|left|Malý a velký koloběh vody]]Voda dopadá buď rovnou do oceánů, nebo na zem, kde proudí jako povrchový či podpovrchový odtok. Odtok, jenž vstupuje do řek, se vrací zpět do oceánů. Naopak odtok, jenž proniká do porézních částí zemského povrchu, se stává vodou podzemní a nazývá se bezodtokovou oblastí<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>. Voda z ledovců se díky gravitaci přemisťuje opět buď přímo do oceánů, nebo do kontinentálního povrchového odtoku. <i>Vždy se však všechna voda dostane vypařováním zpět do atmosféry a koloběh se opakuje.</i></p><br />
<p style="text-align: justify">Hydrologický cyklus se rozděluje na malý a velký. O malém koloběhu vody se hovoří, pokud dochází k výměně vodních molekul pouze mezi pevninou a atmosférou či oceánem a atmosférou. Velký koloběh vody bere v úvahu opakující se procesy mezi pevninou, oceánem a atmosférou, k nimž patří odpařování (evaporace), transpirace, sublimace, kondenzace, konvekce, mrznutí a tání, plošný a soustředěný odtok, tok podzemní vody, infiltrace, podpovrchový tok či perkolace<ref name="sest">ALAVIAN V., QADDUMI H., M., 2009. Water and climate change: understanding the risks andmaking climate-smart investment decisions. The World Bank, Washington, DC [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://documents.worldbank.org/curated/en/362051468328208633/Water-and-climate-change-understanding-the-risks-and-making-climate-smart-investment-decisions.</ref> <ref>NARASIMHAN, T.,N., 2009. Hydrological cycle and water budgets. In: Likens GE (ed) Encyclopedia of inland waters. Elsevier, Oxford, pp 714–720. doi:10.1016/B978-012370626-3.00010-7.</ref>.</p><br />
<br />
<br />
=== Atmosférický cyklus ===<br />
----<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
===== <i>Evaporace (odpařování)</i> =====<br />
[[File:evaporace.png|thumb|right|Ukázka evaporace]]<p style="text-align: justify">Evaporace je základním subsystémem hydrologického cyklu, díky němuž se voda navrací zpět do atmosféry jako vodní pára. Nejedná se o vypařování z celého objemu, jako je tomu v případě varu, ale dochází k odpařování molekul vody, jež se nachází blízko povrchu kapaliny a jež mají dostatečnou energii k překonání [https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm kohezních sil]. Energie přijatá ze Slunce rozbíjí vazby mezi molekulami vody, které se tak mohou začít pohybovat směrem k povrchu kapaliny. Jednotlivé molekuly pak mohou projít povrchovou vrstvou kapky a kapalinu opustit<ref>TECHNMIST. Evaporace [online]. [cit. 2017-05-24]. Dostupné z: http://www.technomist.cz/funkce-vodni-mlhy/evaporace.</ref>. Jelikož molekuly vody sluneční energii (teplo) spotřebovávají, při procesu odpařování dochází k ochlazování prostředí, což je důvod, proč např. pot pokožku ochlazuje.</p><br />
<p style="text-align: justify">Zatímco k varu je zapotřebí 100ºC, evaporace probíhá při jakékoliv teplotě, přičemž některé kapaliny se odpařují rychleji než jiné. Rychlost odpařování závisí mimo jiné na ploše kapaliny (čím větší, tím rychlejší), vlhkosti okolí (čím vyšší, tím pomalejší), přítomnosti větru (čím silnější, tím rychlejší odpařování) či teplotě (čím vyšší, tím rychlejší odpařování). Předpokládá se, že asi 90% vlhkosti v atmosféře pochází z oceánů, moří a jezer<ref name="devitka">ESCHOOLTODAY. What is the Water Cycle (Hydrolic cycle)? [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.eschooltoday.com/water-cycle/what-is-evaporation-of-water.htm. </ref>.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: evaporace (odpařování)</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Transpirace (biologické výpary)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Transpirace znamená odpařování vodní páry z listů rostlin, jež pro svůj růst využívají pouze malé množství vody. 97-99,5% vody projde procesem transpirace zpět do atmosféry<ref>SINHA, R.K., 2004. Modern plant physiology. Pangbourne: Alpha science international. ISBN 9780849317149.</ref>, což má mimo jiné za následek větší vlhkost v místech s velkým vegetačním pokrytím<ref name="devitka" />. Voda je pomocí kořenů nasávána a přenášena do listů rostlin. Na spodních stranách listů se nacházejí průduchy (stomata), jimiž jsou molekuly vody uvolňovány do ovzduší. </p><br />
[[File:evapotranspirace.png|thumb|right|Ukázka evapotranspirace]]<p style="text-align: justify">Celý proces transpirace ovlivňuje mnoho faktorů. Vyšší teplota způsobuje důkladnější a rychlejší otevření průduchů, naopak chladnější teploty póry uzavírají. V sušším prostředí dochází k odpařování rychleji než v prostředí nasyceném, tudíž také vlhkost vzduchu hraje svou roli. Dále dostupnost a intenzita slunečního svitu, stejně jako vítr kolem rostliny, zajišťuje odpařování rychlejší.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: transpirace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Termínem <i><u>evapotranspirace</u></i> je míněno spojení subsystémů předcházejících, tedy evaporace a transpirace. Tento proces nastává, pokud dochází zároveň k odpařování vlhkosti z půdy a odpařování skrz průduchy rostlin<ref name="devitka" />. Evapotranspirace představuje přibližně 10% par v atmosféře<ref name="jedenact">USGS Water Science School, 2016. The Water Cycle [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://water.usgs.gov/edu/watercycleevaporation.html.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
===== <i>Sublimace</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu vstupuje velmi malé množství vodní páry do atmosféry prostřednictvím sublimace, procesem, při kterém se voda mění z pevného skupenství (led nebo sníh) na plyn, čímž obchází kapalnou fázi. K rychlejší sublimaci dochází při nízké relativní vlhkosti vzduchu, suchém větru či vyšší nadmořské výšce, kde je tlak vzduchu menší než v nižších polohách. Suchý vzduch mění sníh přímo na vodní páru, což má za důsledek rychlé zmizení sněhu v suchém klimatu<ref name="dvanact">NETOPIL, R. a kol. Fyzická geografie, 1. vydání. Praha: SPN, 1984. 272 s.</ref>. V neposlední řadě je k tomuto procesu zapotřebí energie v podobě intenzivního slunečního světla<ref name="trinact">Boreyko, J., B,. Hansen, R., R., 2016. Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns [online]. Scientific Reports. 6. doi:10.1038/srep19131. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/srep19131.</ref>. Opačný proces sublimace se nazývá desublimace (ukládání), při němž se vodní pára mění přímo na led (např. na sněhové vločky či mráz).</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody v tuhém stavu (led, sníh)</li><br />
<li>Proces: sublimace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Kondenzace (srážky)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">U kondenzace dochází, na rozdíl od procesu odpařování, k přeměně plynu na kapalinu. Vodní pára se dostává do atmosféry, kde je vzduch mnohem chladnější. Pokud teplota vzduchu klesne bod rosný bod, teplotu maximálního nasycení vzduchu vodními parami, pohyb molekul se zpomalí a začnou se shlukovat v oblaka. Při navázání dostatečného množství molekul vznikne dešťová kapka, která dopadá na zemský povrch v podobě deště. Kondenzace je pro hydrologický cyklus velmi důležitým procesem, neboť navrací vodu zpět na pevninu či do oceánu v podobě srážek<ref name="trojka" />. Obecně vzduch s relativně vysokou vlhkostí přichází do styku s chladnějším povrchem, čímž se ochlazuje na rosný bod, což vede ke kondenzaci a tvorbě mraků (zamlžení). Tento proces je též zodpovědný za přízemní mlhu, kterou lze pozorovat např. při zamlžení okének v automobilu, kdy lidé vydechují teplý vzduch, jež naráží na studená okénka.</p> <br />
<p style="text-align: justify">Jakékoliv změny všech skupenství vody jsou spojeny se změnou uspořádání molekul. Při kondenzaci dochází ke zkapalnění vodní páry, kde jsou molekuly vody uspořádávány do mnohem náhodnějších struktur než v kapalině. Celý proces je doprovázen uvolňováním tepla, jež se vrací zpět k povrchu Země.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: vodní pára</li><br />
<li>Proces: kondenzace</li><br />
<li>Výstupy: molekuly vody, teplo</li><br />
</ul><br />
<br />
==== <u>Rovnovážný stav atmosférického cyklu</u> ====<br />
<p style="text-align: justify">Pokud by se rychlost evaporace rovnala rychlosti kondenzace, došlo by k rovnovážnému stavu nasycení, při kterém by byla 100% vlhkost vzduchu<ref name="jedenact" />. Jelikož je ve vlhkých tropech a deštných pralesích dostatek vegetace, dochází nad touto oblastí k nadměrné evaporaci, zvýšené tvorbě mraků a tím pádem k vyššímu úhrnu srážek. Délka trvání jedné molekuly vody v atmosférickém cyklu se odhaduje na cca 10 dní<ref name="petka" />.</p>[[File:AT3.PNG|thumb|center|600px|Model atmosférického cyklu]]<br />
<br />
=== Cyklus povrchového odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">V cyklu povrchového odtoku se voda nejčastěji pohybuje mezi oceánem, atmosférou, pevninou, povrchovým odtokem a opět oceánem. Povrchový odtok je tvořen srážkami, jež se nevypařily, ani nevsákly (neinfiltrovaly) do země a pohybují se zpět k oceánu<ref name="ctrnact">STRAHLER, A., STRAHLER, A., 2006. Introducing Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, Inc. 684 s.</ref>. Na množství odtoku má vliv topografie půdy, neboť v kopcovitých krajinách nemá voda dostatek času na vsakování se do země, tudíž stéká ze svahů dolů, kde vytváří proudící toky. Naopak v rovinaté krajině voda nikam nestéká, a tak dochází spíše k infiltraci (vsakování vody do půdy). Celkově se odhaduje, že 35% veškerých srážek končí v moři nebo oceánu, zbylých 65% se infiltruje do půdy. Dále má na odtok vliv charakter půdy, přičemž oblasti s měkkými pórovitými půdami pohlcují vody více<ref name="jedenact" />. V neposlední řadě odtok (infiltraci) ovlivňuje, zda prší nárazově či delší dobu kontinuálně. Při nárazovém dešti je půda rychle nasycena a vsakuje srážek mnohem méně. Voda se v cyklu povrchového odtoku vyskytuje přibližně dvanáct dní<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Plošný a soustředěný odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Plošný odtok neboli ron představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu<ref name="jedenact" />. Sklon reliéfu udává, kam voda stéká a kde se z ní tvoří proudící tok či jezero. [[File:eroze.jpg|thumb|right|Eroze]]Nekoordinovaným stékáním vzniká plošný splach, jenž s sebou odnáší částice půdy po povrchu terénu. K tomuto odnosu půdních částic ([[Erozi půdy]]) dochází, pokud je síla vodního toku větší než síly udržující částice na povrchu země.</p><br />
<p style="text-align: justify">Naopak soustředěnými toky jsou míněny stružky a následně hluboké erozní rýhy (koryta), jimiž voda odtéká trvale nebo alespoň po většinu roku. Spojené erozní rýhy vytváří údolí, kterými protéká voda trvale i během sušších období.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: srážky</li><br />
<li>Proces: plošný/soustředěný odtok</li><br />
<li>Výstupy: povrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Mrznutí a tání</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Při procesu mrznutí dochází k přeměně molekul vody na ledové krystalky v oblacích, které se vrací zpátky na zem v podobě sněhových vloček. Srážky z chladného období se ukládají do horských sněhových polí či ledovců, jež v teplejším počasí představují zásobárnu vody. Ve Spojených státech amerických pochází až 75% zásob vody právě ze sněhu<ref name="ctrnact" />. I když se voda v ledovcích nehýbe, má na hydrologický cyklus podstatný vliv. Jelikož bílá barva odráží sluneční světlo (a tím i teplo), velké ledovcové plochy mohou výrazně ovlivňovat počasí. Objemné zasněžování má také své nevýhody, jako např. nebezpečí sesuvu půdy nebo záplav v teplejších měsících.</p><br />
<br />
<p style="text-align: justify">Opačným procesem je tání, jež v chladnějších klimatech představuje většinu jarního odtoku a proudění v řekách. K tomuto procesu dochází, pokud led či sníh přijme určité množství tepla od Slunce.</p> <br />
<br />
{| <br />
| <ul><li>Vstup procesu mrznutí: srážky</li></ul><br />
| <ul><li>Vstupy procesu tání: ledovce/sníh, energie ze Slunce</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Proces: mrznutí</li></ul><br />
| <ul><li>Proces: tání</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Výstupy procesu mrznutí: molekuly vody v tuhém stavu (ledové krystalky), teplo</li></ul><br />
| <ul><li>Výstup procesu tání: molekuly vody</li></ul><br />
|}<br />
<br />
<br />
=== Cyklus podzemního odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">Při cyklu podzemního odtoku dochází k výměně vody mezi oceánem, atmosférou, pevninou, půdou a opět oceánem. Průměrný čas molekuly vody v tomto cyklu se pohybuje kolem 5000 let, v zóně aktivní výměny se udává 330 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Infiltrace (vsakování)</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Infiltrace je proces, při kterém voda vyskytující se na povrchu země proniká do podpovrchových půd prasklinami a póry. Infiltrovaná voda může být za nějaký čas postupně odpařena, absorbována kořeny rostlin či může prosáknout hlouběji až k podzemním vodním nádržím (perkolace)<ref name="jedenact" />. Některé takovéto nádrže jsou používány lidmi jako zásobárny vody pro studny.</p><br />
<p style="text-align: justify">Infiltraci nejvíce ovlivňují faktory jako množství a charakteristika srážek (intenzita, doba trvání, apod.), [[#See also|evaporace]] (evapotranspirace), půdní vlastnosti, saturace půdy či svah země. Dále záleží na nasycenosti půdy, přičemž nasycená půda infiltraci zpomaluje. Pokud míra srážek přesahuje na určité půdní ploše rychlost infiltrace, dochází k povrchovému odtoku.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody (srážky)</li><br />
<li>Proces: infiltrace</li><br />
<li>Výstup: infiltrovaná voda do půdy</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Podpovrchový odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Podpovrchový odtok je tvořen pohybem molekul vody blízko povrchu země. Z povrchové vody se stane voda podzemní, pokud vyplní póry v zemi či ve skalách, jimiž pronikne do podpovrchového vodního stolu. Vodním stolem se nazývá místo, kde jsou veškeré půdní póry a štěrbiny zcela nasyceny vodou, tudíž žádnou další vodu nepropustí a tvoří se souvislé toky. Rychlost toku podzemní vody závisí na propustnosti půdy a tlaku vody. Rychlost prosakování jedna stopa za den je vnímána jako rychlost vysoká, neboť rychlost jedna stopa za rok či jedna stopa za deset let není žádnou výjimkou<ref name="patnact">USGS. General facts and concepts about ground water [online]. [cit. 2017-05-26]. Dostupné z: https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/html/gen_facts.html.</ref>. Podzemní voda se dostává zpět na povrch země lidskou silou pomocí pump nebo ve formě pramenů, jež na povrch prosakují.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody</li><br />
<li>Proces: nasycení půdních pórů molekulami vody</li><br />
<li>Výstup: podpovrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Podzemní vody jsou méně znečištěné než vody povrchové, proto se často využívají jako zásobárny vody. Ve Spojených státech amerických obsahují podzemní nádrže mnohem více vody než je kapacita všech vodních nádrží a jezer v USA<ref name="trinact" />. Znečištěná podzemní voda se daleko hůře čistí a její znečištění je nejvíce způsobeno nesprávnou likvidací odpadů, nadměrným hnojením či ropnými vrty. Podzemní voda tvoří přibližně 25% zásobárny sladké vody.''<br />
}}<br />
<br />
== Rovnováha hydrologického cyklu ==<br />
[[File:cycle.png|thumb|right|300px|Hydrologický cyklus]]<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu jsou všechny molekuly vody neustále v pohybu, přičemž je zde zpětnovazebný efekt, při kterém platí, že množství spadlých srážek ovlivňuje množství vody vypařené a naopak. Celkový objem vody se tak nemění. <i>Dynamická rovnováha</i> znamená, že molekuly vody nepřibývají ani neubývají, pouze mění své skupenství. Tato rovnováha může být pozorována např. na hladině oceánů, jejichž výšky zůstávají přibližně konstantní, ačkoli do nich neustále proudí jak povrchové, tak podpovrchové toky. Celková doba, kterou molekula vody stráví v hydrologickém cyklu je variabilní a záleží na mnoha faktorech jakými jsou např. druh vodního cyklu (malý, velký), rychlost veškerých procesů v závislosti na přijaté/odebrané energii ze Slunce či na charakteru půdy, jež ovlivňuje rychlost infiltrace. </p><br />
<p style="text-align: justify">Celkový čas strávený molekulou vody v jednotlivých subprocesech se odhaduje lépe. V atmosférickém cyklu se jedná o deset dní, v cyklu povrchového odtoku přibližně o dvanáct dní a v cyklu podzemního odtoku záleží na zóně výměny, zda je aktivní či pasivní. Aktivní zónou molekula vody projde za 330 let a v pasivní zóně za přibližně 5000 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
=== Hydrologická bilance === <br />
<p style="text-align: justify">Hydrologickým rokem je míněno časové období dvanácti měsíců, jež je stanovené tak, aby srážky odtekly jako povrchové či podpovrchové odtoky v témže období. Výhoda takovéhoto časové vymezení spočívá ve vyrovnání vstupů a výstupů procesu koloběhu vody, což umožňuje sestavit hydrologickou bilanci. Neboli první zimní sníh se dostane spolu s jarními odtoky do stejného bilančního období.</p>[[File:energie2.png|thumb|left|400px|Energetická rovnováha]]<br />
<p style="text-align: justify">Hydrologická bilance může být vypočítávána pro malý i velký oběh vody, stejně jako pro jednotlivá povodí či oceány. Vyjadřuje veškeré vstupy a výstupy celého systému koloběhu vody a změnu v jednotlivých rezervoárech (∆S). Vstupy zahrnují především srážky (P), které jsou souhrnem výparů, povrchového a podzemního odtoku. Výstupy jsou pak vodní pára vzniklá evapotransiprací (ET) a celkový odtok (Qc)<ref name="dvanact" />. Základní hydrologická bilance pak vypadá následovně:</p> <br />
<ol>P - ET - Qc = ∆S</ol><br />
<br />
=== Energetická rovnováha === <br />
<p style="text-align: justify">Veškeré subprocesy hydrologického cyklu zajišťující změnu skupenství molekul vody jsou doprovázené přenosem energie. V zemské atmosféře hustota kapalin a plynů klesá s narůstající teplotou, což má za důsledek, že v gravitačním poli ohřáté vrstvy kapaliny nebo plynů stoupají, zatímco ty chladnější klesají. Dochází tak ke vzniku proudění ([https://cs.wikipedia.org/wiki/Šíření_tepla_prouděním konvekci]), při kterém se přemisťují celé části kapaliny i se svou vnitřní energií. Konvekce způsobuje větry přenášející teplo, jež ovlivňují dešťové mraky nad kontinenty a oceánské proudy, které dále ovlivňují další podporcesy koloběhu vody. I zde platí, že spotřebovaná energie se rovná energii vydané.</p><br />
<br><br />
=== Model hydrologického cyklu (viz [http://www.simulace.info/index.php/Causal_Loop_Diagram/cs Diagram kauzálních smyček]) === <br />
<br><br />
[[File:hydro5.PNG|thumb|centre|700px|Model hydrologického cyklu]]<br />
<br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Koloběh vody je velmi komplexní nekonečný systém s mnoha podprocesy. Například čím více tepla ledovec přijme, tím je sice méně zásobárny vody v pevném stavu, nicméně tím více je povrchové vody, která odteče do oceánu, tím více se vypaří vodní páry, a konečně tím více vznikne srážek, jež mohou opět dopadnout na ledovec v podobě ledových krystalků. Model by neměl být chápán ve smyslu, čím méně ledovce, tím méně povrchové vody. V ideálním případě je koloběh vody rovnovážný cyklus a "čím více ubude, tím více přibude".''<br />
}}<br />
<br />
== Ovlivnění dalších dynamických systémů ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Voda a sluneční energie jsou základem fungování veškerých biogeochemických cyklů na Zemi, jež zahrnují pohyby chemických prvků mezi organismy a neživými částmi atmosféry, litosféry a hydrosféry<ref name="sest" />. Hydrologický cyklus tak ovlivňuje mnoho dalších dynamických systémů.</p> [[File:cykly2.png|border|left|300px]]<br />
<p style="text-align: justify">Jelikož je přenos vodní páry z oceánů do atmosféry doprovázen velkým množstvím tepelné energie, tento podproces hydrologického cyklu reguluje klima a počasí. Přemisťování vody pomocí nadzemních i podzemních odtoků chemicky i fyzicky eroduje zemi a utváří její reliéf. Převádí a ukládá sedimenty do řek, vytváří delty či povrch mořského dna. Pokud voda pronikne do porézních částí zemského povrchu, může rozpustit skály a utvářet tak krasové systémy. Voda dále přenáší minerály a živiny, jež jsou potravou pro sladkovodní a mořské ekosystémy. V neposlední řadě je voda největší složkou většiny biologických organismů. V lidském organismu se nachází přibližně 60% vody, v těle medúzy až 90%.</p> <br />
<br><br><br />
== Shrnutí ==<br />
<p style="text-align: justify">Základním vstupem hydrologického cyklu jsou srážky dopadající do oceánů či na pevninu. Část srážek se z pevniny odpaří (evapotranspiruje), část se transformuje na povrchový odtok a část se infiltruje na odtok podzemní či na podzemní vodu. Přímým odtokem se dočasně zvyšují hladiny řek a moří, jež jsou vyrovnávány větším množstvím transpirace. Pro koloběh molekul vody na Zemi se vypočítává hydrologická bilance, jež zahrnuje veškeré vstupy (srážky, přítoky, zásoby vody) a výstupy (výpary, odtoky, úbytky vody v rezervoárech) v celém hydrologickém cyklu.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 00:07, 1 June 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Water_cycle/cs&diff=13246Water cycle/cs2017-05-31T22:09:32Z<p>Monika: Created page with " == Koloběh vody == Rozdělení zásob vody na Zemi<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komp..."</p>
<hr />
<div><br />
== Koloběh vody ==<br />
<br />
[[File:rozdeleni_vody.png|thumb|right|400px|Rozdělení zásob vody na Zemi]]<p style="text-align: justify">Koloběh vody (hydrologický cyklus) je komplexní systém výměny vodních molekul ve všech jejich skupenstvích mezi litosférou, hydrosférou, atmosférou a biosférou. <i>Cyklus nemá začátek ani konec</i>, neboť se jedná o nekonečnou a nepřetržitou interakci mnoha subprocesů látkové výměny. Významnou vlastností vody je její schopnost nepřetržitě se obnovovat mezi světovými oceány a pevninou, přičemž hlavní hnací silou celého koloběhu je energie ze Slunce a gravitace. Koloběh vody tak lze vnímat jako přírodní způsob doplňování, přerozdělení a čištění přírodních vodních zdrojů na světě<ref>WILLIAMS D. W., 2001. Lakes and Reservoirs, the Watershed: Water from the Mountains into the Sea [online]. Volume: 2, United Nations Environment Programme, Division of Technology, Industry and Economics. [cit. 2017-05-25] Dostupné z: http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs- 2/2.ASP.</ref>.</p><br />
<p style="text-align: justify">V rámci hydrologického cyklu se voda nachází v různých nádržích (rezervoárech), přičemž oceány obsahují přibližně 96,5% veškeré vody na planetě, ledovce a podzemní vodní nádrže 2,5% a řeky, jezera, půdní vlhkost a atmosférická vodní pára, včetně vody v živých buňkách, 1%<ref>CHAHINE, MOUSTAFA T., 1992. The Hydrologic Cycle and Its Influence on Climate, Review Article, Nature 359: 373 – 380.</ref>.</p><br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Hydrologický cyklus je <i>uzavřený systém</i>, což znamená, že se celkové množství vody na planetě nemění. Molekuly vody jsou neustále v pohybu a mění pouze svou formu, nikoli množství. Hmotnost vody zůstává konstantní, nicméně její rozdělení do jednotlivých nádrží je závislé na mnoha klimatických proměnných<ref name="trojka">Hydrologic Cycle (Water Science) [online]. [cit. 2017-05-25]. Dostupné z: http://what-when-how.com/water-science/hydrologic-cycle-water-science/.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
== Popis systému ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Koloběh vody se skládá z několika interagujících subsystémů přenášející molekuly vody z jedné nádrže do druhé za pomoci subprocesů, mezi které se řadí odpařování, transpirace, srážení či proudění vody. Ke všem procesům je zapotřebí energie ze Slunce a gravitační síla<ref> MACLEAN, N. Global Energy Transfer, Atmosphere and Ocean Circulation, Climate: A River Runs Through It [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.indiana.edu/~geol105/1425chap4.htm.</ref>. Veškerá voda z oceánu je pomocí odpařování zvedána do atmosféry (stejně jako led a sníh, jež mohou sublimovat přímo do vodní páry). V atmosféře molekuly vody kondenzují a vrací se za pomoci gravitace zpět na Zem v podobě deště, sněhu či krupobití. [[File:obeh.png|thumb|left|Malý a velký koloběh vody]]Voda dopadá buď rovnou do oceánů, nebo na zem, kde proudí jako povrchový či podpovrchový odtok. Odtok, jenž vstupuje do řek, se vrací zpět do oceánů. Naopak odtok, jenž proniká do porézních částí zemského povrchu, se stává vodou podzemní a nazývá se bezodtokovou oblastí<ref name="petka">RUDA, A., 2014. Klimatologie a hydrografie [online]. Masarykova univerzita, Brno [cit. 2017-05-23]. Dostupné z: https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps14/fyz_geogr/web/pages/07-voda.html.</ref>. Voda z ledovců se díky gravitaci přemisťuje opět buď přímo do oceánů, nebo do kontinentálního povrchového odtoku. <i>Vždy se však všechna voda dostane vypařováním zpět do atmosféry a koloběh se opakuje.</i></p><br />
<p style="text-align: justify">Hydrologický cyklus se rozděluje na malý a velký. O malém koloběhu vody se hovoří, pokud dochází k výměně vodních molekul pouze mezi pevninou a atmosférou či oceánem a atmosférou. Velký koloběh vody bere v úvahu opakující se procesy mezi pevninou, oceánem a atmosférou, k nimž patří odpařování (evaporace), transpirace, sublimace, kondenzace, konvekce, mrznutí a tání, plošný a soustředěný odtok, tok podzemní vody, infiltrace, podpovrchový tok či perkolace<ref name="sest">ALAVIAN V., QADDUMI H., M., 2009. Water and climate change: understanding the risks andmaking climate-smart investment decisions. The World Bank, Washington, DC [online]. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://documents.worldbank.org/curated/en/362051468328208633/Water-and-climate-change-understanding-the-risks-and-making-climate-smart-investment-decisions.</ref> <ref>NARASIMHAN, T.,N., 2009. Hydrological cycle and water budgets. In: Likens GE (ed) Encyclopedia of inland waters. Elsevier, Oxford, pp 714–720. doi:10.1016/B978-012370626-3.00010-7.</ref>.</p><br />
<br />
<br />
=== Atmosférický cyklus ===<br />
----<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
===== <i>Evaporace (odpařování)</i> =====<br />
[[File:evaporace.png|thumb|right|Ukázka evaporace]]<p style="text-align: justify">Evaporace je základním subsystémem hydrologického cyklu, díky němuž se voda navrací zpět do atmosféry jako vodní pára. Nejedná se o vypařování z celého objemu, jako je tomu v případě varu, ale dochází k odpařování molekul vody, jež se nachází blízko povrchu kapaliny a jež mají dostatečnou energii k překonání [https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/mechanics/v/v2.htm kohezních sil]. Energie přijatá ze Slunce rozbíjí vazby mezi molekulami vody, které se tak mohou začít pohybovat směrem k povrchu kapaliny. Jednotlivé molekuly pak mohou projít povrchovou vrstvou kapky a kapalinu opustit<ref>TECHNMIST. Evaporace [online]. [cit. 2017-05-24]. Dostupné z: http://www.technomist.cz/funkce-vodni-mlhy/evaporace.</ref>. Jelikož molekuly vody sluneční energii (teplo) spotřebovávají, při procesu odpařování dochází k ochlazování prostředí, což je důvod, proč např. pot pokožku ochlazuje.</p><br />
<p style="text-align: justify">Zatímco k varu je zapotřebí 100ºC, evaporace probíhá při jakékoliv teplotě, přičemž některé kapaliny se odpařují rychleji než jiné. Rychlost odpařování závisí mimo jiné na ploše kapaliny (čím větší, tím rychlejší), vlhkosti okolí (čím vyšší, tím pomalejší), přítomnosti větru (čím silnější, tím rychlejší odpařování) či teplotě (čím vyšší, tím rychlejší odpařování). Předpokládá se, že asi 90% vlhkosti v atmosféře pochází z oceánů, moří a jezer<ref name="devitka">ESCHOOLTODAY. What is the Water Cycle (Hydrolic cycle)? [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: http://www.eschooltoday.com/water-cycle/what-is-evaporation-of-water.htm. </ref>.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: evaporace (odpařování)</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Transpirace (biologické výpary)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Transpirace znamená odpařování vodní páry z listů rostlin, jež pro svůj růst využívají pouze malé množství vody. 97-99,5% vody projde procesem transpirace zpět do atmosféry<ref>SINHA, R.K., 2004. Modern plant physiology. Pangbourne: Alpha science international. ISBN 9780849317149.</ref>, což má mimo jiné za následek větší vlhkost v místech s velkým vegetačním pokrytím<ref name="devitka" />. Voda je pomocí kořenů nasávána a přenášena do listů rostlin. Na spodních stranách listů se nacházejí průduchy (stomata), jimiž jsou molekuly vody uvolňovány do ovzduší. </p><br />
[[File:evapotranspirace.png|thumb|right|Ukázka evapotranspirace]]<p style="text-align: justify">Celý proces transpirace ovlivňuje mnoho faktorů. Vyšší teplota způsobuje důkladnější a rychlejší otevření průduchů, naopak chladnější teploty póry uzavírají. V sušším prostředí dochází k odpařování rychleji než v prostředí nasyceném, tudíž také vlhkost vzduchu hraje svou roli. Dále dostupnost a intenzita slunečního svitu, stejně jako vítr kolem rostliny, zajišťuje odpařování rychlejší.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody</li><br />
<li>Proces: transpirace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Termínem <i><u>evapotranspirace</u></i> je míněno spojení subsystémů předcházejících, tedy evaporace a transpirace. Tento proces nastává, pokud dochází zároveň k odpařování vlhkosti z půdy a odpařování skrz průduchy rostlin<ref name="devitka" />. Evapotranspirace představuje přibližně 10% par v atmosféře<ref name="jedenact">USGS Water Science School, 2016. The Water Cycle [online].[cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://water.usgs.gov/edu/watercycleevaporation.html.</ref>.''<br />
}}<br />
<br />
===== <i>Sublimace</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu vstupuje velmi malé množství vodní páry do atmosféry prostřednictvím sublimace, procesem, při kterém se voda mění z pevného skupenství (led nebo sníh) na plyn, čímž obchází kapalnou fázi. K rychlejší sublimaci dochází při nízké relativní vlhkosti vzduchu, suchém větru či vyšší nadmořské výšce, kde je tlak vzduchu menší než v nižších polohách. Suchý vzduch mění sníh přímo na vodní páru, což má za důsledek rychlé zmizení sněhu v suchém klimatu<ref name="dvanact">NETOPIL, R. a kol. Fyzická geografie, 1. vydání. Praha: SPN, 1984. 272 s.</ref>. V neposlední řadě je k tomuto procesu zapotřebí energie v podobě intenzivního slunečního světla<ref name="trinact">Boreyko, J., B,. Hansen, R., R., 2016. Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns [online]. Scientific Reports. 6. doi:10.1038/srep19131. [cit. 2017-05-27]. Dostupné z: https://www.nature.com/articles/srep19131.</ref>. Opačný proces sublimace se nazývá desublimace (ukládání), při němž se vodní pára mění přímo na led (např. na sněhové vločky či mráz).</p><br />
<ul><br />
<li>Vstupy: energie ze Slunce, molekuly vody v tuhém stavu (led, sníh)</li><br />
<li>Proces: sublimace</li><br />
<li>Výstup: vodní pára</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Kondenzace (srážky)</i> =====<br />
<br />
<p style="text-align: justify">U kondenzace dochází, na rozdíl od procesu odpařování, k přeměně plynu na kapalinu. Vodní pára se dostává do atmosféry, kde je vzduch mnohem chladnější. Pokud teplota vzduchu klesne bod rosný bod, teplotu maximálního nasycení vzduchu vodními parami, pohyb molekul se zpomalí a začnou se shlukovat v oblaka. Při navázání dostatečného množství molekul vznikne dešťová kapka, která dopadá na zemský povrch v podobě deště. Kondenzace je pro hydrologický cyklus velmi důležitým procesem, neboť navrací vodu zpět na pevninu či do oceánu v podobě srážek<ref name="trojka" />. Obecně vzduch s relativně vysokou vlhkostí přichází do styku s chladnějším povrchem, čímž se ochlazuje na rosný bod, což vede ke kondenzaci a tvorbě mraků (zamlžení). Tento proces je též zodpovědný za přízemní mlhu, kterou lze pozorovat např. při zamlžení okének v automobilu, kdy lidé vydechují teplý vzduch, jež naráží na studená okénka.</p> <br />
<p style="text-align: justify">Jakékoliv změny všech skupenství vody jsou spojeny se změnou uspořádání molekul. Při kondenzaci dochází ke zkapalnění vodní páry, kde jsou molekuly vody uspořádávány do mnohem náhodnějších struktur než v kapalině. Celý proces je doprovázen uvolňováním tepla, jež se vrací zpět k povrchu Země.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: vodní pára</li><br />
<li>Proces: kondenzace</li><br />
<li>Výstupy: molekuly vody, teplo</li><br />
</ul><br />
<br />
==== <u>Rovnovážný stav atmosférického cyklu</u> ====<br />
<p style="text-align: justify">Pokud by se rychlost evaporace rovnala rychlosti kondenzace, došlo by k rovnovážnému stavu nasycení, při kterém by byla 100% vlhkost vzduchu<ref name="jedenact" />. Jelikož je ve vlhkých tropech a deštných pralesích dostatek vegetace, dochází nad touto oblastí k nadměrné evaporaci, zvýšené tvorbě mraků a tím pádem k vyššímu úhrnu srážek. Délka trvání jedné molekuly vody v atmosférickém cyklu se odhaduje na cca 10 dní<ref name="petka" />.</p>[[File:AT3.PNG|thumb|center|600px|Model atmosférického cyklu]]<br />
<br />
=== Cyklus povrchového odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">V cyklu povrchového odtoku se voda nejčastěji pohybuje mezi oceánem, atmosférou, pevninou, povrchovým odtokem a opět oceánem. Povrchový odtok je tvořen srážkami, jež se nevypařily, ani nevsákly (neinfiltrovaly) do země a pohybují se zpět k oceánu<ref name="ctrnact">STRAHLER, A., STRAHLER, A., 2006. Introducing Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, Inc. 684 s.</ref>. Na množství odtoku má vliv topografie půdy, neboť v kopcovitých krajinách nemá voda dostatek času na vsakování se do země, tudíž stéká ze svahů dolů, kde vytváří proudící toky. Naopak v rovinaté krajině voda nikam nestéká, a tak dochází spíše k infiltraci (vsakování vody do půdy). Celkově se odhaduje, že 35% veškerých srážek končí v moři nebo oceánu, zbylých 65% se infiltruje do půdy. Dále má na odtok vliv charakter půdy, přičemž oblasti s měkkými pórovitými půdami pohlcují vody více<ref name="jedenact" />. V neposlední řadě odtok (infiltraci) ovlivňuje, zda prší nárazově či delší dobu kontinuálně. Při nárazovém dešti je půda rychle nasycena a vsakuje srážek mnohem méně. Voda se v cyklu povrchového odtoku vyskytuje přibližně dvanáct dní<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Plošný a soustředěný odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Plošný odtok neboli ron představuje nesoustředěné stékání vody po zemském povrchu<ref name="jedenact" />. Sklon reliéfu udává, kam voda stéká a kde se z ní tvoří proudící tok či jezero. [[File:eroze.jpg|thumb|right|Eroze]]Nekoordinovaným stékáním vzniká plošný splach, jenž s sebou odnáší částice půdy po povrchu terénu. K tomuto odnosu půdních částic ([[Erozi půdy]]) dochází, pokud je síla vodního toku větší než síly udržující částice na povrchu země.</p><br />
<p style="text-align: justify">Naopak soustředěnými toky jsou míněny stružky a následně hluboké erozní rýhy (koryta), jimiž voda odtéká trvale nebo alespoň po většinu roku. Spojené erozní rýhy vytváří údolí, kterými protéká voda trvale i během sušších období.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: srážky</li><br />
<li>Proces: plošný/soustředěný odtok</li><br />
<li>Výstupy: povrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Mrznutí a tání</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Při procesu mrznutí dochází k přeměně molekul vody na ledové krystalky v oblacích, které se vrací zpátky na zem v podobě sněhových vloček. Srážky z chladného období se ukládají do horských sněhových polí či ledovců, jež v teplejším počasí představují zásobárnu vody. Ve Spojených státech amerických pochází až 75% zásob vody právě ze sněhu<ref name="ctrnact" />. I když se voda v ledovcích nehýbe, má na hydrologický cyklus podstatný vliv. Jelikož bílá barva odráží sluneční světlo (a tím i teplo), velké ledovcové plochy mohou výrazně ovlivňovat počasí. Objemné zasněžování má také své nevýhody, jako např. nebezpečí sesuvu půdy nebo záplav v teplejších měsících.</p><br />
<br />
<p style="text-align: justify">Opačným procesem je tání, jež v chladnějších klimatech představuje většinu jarního odtoku a proudění v řekách. K tomuto procesu dochází, pokud led či sníh přijme určité množství tepla od Slunce.</p> <br />
<br />
{| <br />
| <ul><li>Vstup procesu mrznutí: srážky</li></ul><br />
| <ul><li>Vstupy procesu tání: ledovce/sníh, energie ze Slunce</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Proces: mrznutí</li></ul><br />
| <ul><li>Proces: tání</li></ul><br />
|-<br />
| <ul><li>Výstupy procesu mrznutí: molekuly vody v tuhém stavu (ledové krystalky), teplo</li></ul><br />
| <ul><li>Výstup procesu tání: molekuly vody</li></ul><br />
|}<br />
<br />
<br />
=== Cyklus podzemního odtoku ===<br />
----<br />
<p style="text-align: justify">Při cyklu podzemního odtoku dochází k výměně vody mezi oceánem, atmosférou, pevninou, půdou a opět oceánem. Průměrný čas molekuly vody v tomto cyklu se pohybuje kolem 5000 let, v zóně aktivní výměny se udává 330 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
==== <u>Procesy</u> ====<br />
<br />
===== <i>Infiltrace (vsakování)</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Infiltrace je proces, při kterém voda vyskytující se na povrchu země proniká do podpovrchových půd prasklinami a póry. Infiltrovaná voda může být za nějaký čas postupně odpařena, absorbována kořeny rostlin či může prosáknout hlouběji až k podzemním vodním nádržím (perkolace)<ref name="jedenact" />. Některé takovéto nádrže jsou používány lidmi jako zásobárny vody pro studny.</p><br />
<p style="text-align: justify">Infiltraci nejvíce ovlivňují faktory jako množství a charakteristika srážek (intenzita, doba trvání, apod.), [[#See also|evapotranspirace]], půdní vlastnosti, saturace půdy či svah země. Dále záleží na nasycenosti půdy, přičemž nasycená půda infiltraci zpomaluje. Pokud míra srážek přesahuje na určité půdní ploše rychlost infiltrace, dochází k povrchovému odtoku.</p><br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody (srážky)</li><br />
<li>Proces: infiltrace</li><br />
<li>Výstup: infiltrovaná voda do půdy</li><br />
</ul><br />
<br />
===== <i>Podpovrchový odtok</i> =====<br />
<p style="text-align: justify">Podpovrchový odtok je tvořen pohybem molekul vody blízko povrchu země. Z povrchové vody se stane voda podzemní, pokud vyplní póry v zemi či ve skalách, jimiž pronikne do podpovrchového vodního stolu. Vodním stolem se nazývá místo, kde jsou veškeré půdní póry a štěrbiny zcela nasyceny vodou, tudíž žádnou další vodu nepropustí a tvoří se souvislé toky. Rychlost toku podzemní vody závisí na propustnosti půdy a tlaku vody. Rychlost prosakování jedna stopa za den je vnímána jako rychlost vysoká, neboť rychlost jedna stopa za rok či jedna stopa za deset let není žádnou výjimkou<ref name="patnact">USGS. General facts and concepts about ground water [online]. [cit. 2017-05-26]. Dostupné z: https://pubs.usgs.gov/circ/circ1186/html/gen_facts.html.</ref>. Podzemní voda se dostává zpět na povrch země lidskou silou pomocí pump nebo ve formě pramenů, jež na povrch prosakují.</p> <br />
<ul><br />
<li>Vstup: molekuly vody</li><br />
<li>Proces: nasycení půdních pórů molekulami vody</li><br />
<li>Výstup: podpovrchový tok</li><br />
</ul><br />
<br />
{{ambox<br />
| type = notice<br />
| text = ''Podzemní vody jsou méně znečištěné než vody povrchové, proto se často využívají jako zásobárny vody. Ve Spojených státech amerických obsahují podzemní nádrže mnohem více vody než je kapacita všech vodních nádrží a jezer v USA<ref name="trinact" />. Znečištěná podzemní voda se daleko hůře čistí a její znečištění je nejvíce způsobeno nesprávnou likvidací odpadů, nadměrným hnojením či ropnými vrty. Podzemní voda tvoří přibližně 25% zásobárny sladké vody.''<br />
}}<br />
<br />
== Rovnováha hydrologického cyklu ==<br />
[[File:cycle.png|thumb|right|300px|Hydrologický cyklus]]<br />
<p style="text-align: justify">V hydrologickém cyklu jsou všechny molekuly vody neustále v pohybu, přičemž je zde zpětnovazebný efekt, při kterém platí, že množství spadlých srážek ovlivňuje množství vody vypařené a naopak. Celkový objem vody se tak nemění. <i>Dynamická rovnováha</i> znamená, že molekuly vody nepřibývají ani neubývají, pouze mění své skupenství. Tato rovnováha může být pozorována např. na hladině oceánů, jejichž výšky zůstávají přibližně konstantní, ačkoli do nich neustále proudí jak povrchové, tak podpovrchové toky. Celková doba, kterou molekula vody stráví v hydrologickém cyklu je variabilní a záleží na mnoha faktorech jakými jsou např. druh vodního cyklu (malý, velký), rychlost veškerých procesů v závislosti na přijaté/odebrané energii ze Slunce či na charakteru půdy, jež ovlivňuje rychlost infiltrace. </p><br />
<p style="text-align: justify">Celkový čas strávený molekulou vody v jednotlivých subprocesech se odhaduje lépe. V atmosférickém cyklu se jedná o deset dní, v cyklu povrchového odtoku přibližně o dvanáct dní a v cyklu podzemního odtoku záleží na zóně výměny, zda je aktivní či pasivní. Aktivní zónou molekula vody projde za 330 let a v pasivní zóně za přibližně 5000 let<ref name="petka" />.</p><br />
<br />
=== Hydrologická bilance === <br />
<p style="text-align: justify">Hydrologickým rokem je míněno časové období dvanácti měsíců, jež je stanovené tak, aby srážky odtekly jako povrchové či podpovrchové odtoky v témže období. Výhoda takovéhoto časové vymezení spočívá ve vyrovnání vstupů a výstupů procesu koloběhu vody, což umožňuje sestavit hydrologickou bilanci. Neboli první zimní sníh se dostane spolu s jarními odtoky do stejného bilančního období.</p>[[File:energie2.png|thumb|left|400px|Energetická rovnováha]]<br />
<p style="text-align: justify">Hydrologická bilance může být vypočítávána pro malý i velký oběh vody, stejně jako pro jednotlivá povodí či oceány. Vyjadřuje veškeré vstupy a výstupy celého systému koloběhu vody a změnu v jednotlivých rezervoárech (∆S). Vstupy zahrnují především srážky (P), které jsou souhrnem výparů, povrchového a podzemního odtoku. Výstupy jsou pak vodní pára vzniklá evapotransiprací (ET) a celkový odtok (Qc)<ref name="dvanact" />. Základní hydrologická bilance pak vypadá následovně:</p> <br />
<ol>P - ET - Qc = ∆S</ol><br />
<br />
=== Energetická rovnováha === <br />
<p style="text-align: justify">Veškeré subprocesy hydrologického cyklu zajišťující změnu skupenství molekul vody jsou doprovázené přenosem energie. V zemské atmosféře hustota kapalin a plynů klesá s narůstající teplotou, což má za důsledek, že v gravitačním poli ohřáté vrstvy kapaliny nebo plynů stoupají, zatímco ty chladnější klesají. Dochází tak ke vzniku proudění ([https://cs.wikipedia.org/wiki/Šíření_tepla_prouděním konvekci]), při kterém se přemisťují celé části kapaliny i se svou vnitřní energií. Konvekce způsobuje větry přenášející teplo, jež ovlivňují dešťové mraky nad kontinenty a oceánské proudy, které dále ovlivňují další podporcesy koloběhu vody. I zde platí, že spotřebovaná energie se rovná energii vydané.</p><br />
<br><br />
=== Model hydrologického cyklu (viz [http://www.simulace.info/index.php/Causal_Loop_Diagram/cs Diagram kauzálních smyček]) === <br />
<br><br />
[[File:hydro5.PNG|thumb|centre|700px|Model hydrologického cyklu]]<br />
<br />
{{ambox<br />
| type = content<br />
| text = ''Koloběh vody je velmi komplexní nekonečný systém s mnoha podprocesy. Například čím více tepla ledovec přijme, tím je sice méně zásobárny vody v pevném stavu, nicméně tím více je povrchové vody, která odteče do oceánu, tím více se vypaří vodní páry, a konečně tím více vznikne srážek, jež mohou opět dopadnout na ledovec v podobě ledových krystalků. Model by neměl být chápán ve smyslu, čím méně ledovce, tím méně povrchové vody. V ideálním případě je koloběh vody rovnovážný cyklus a "čím více ubude, tím více přibude".''<br />
}}<br />
<br />
== Ovlivnění dalších dynamických systémů ==<br />
<br />
<p style="text-align: justify">Voda a sluneční energie jsou základem fungování veškerých biogeochemických cyklů na Zemi, jež zahrnují pohyby chemických prvků mezi organismy a neživými částmi atmosféry, litosféry a hydrosféry<ref name="sest" />. Hydrologický cyklus tak ovlivňuje mnoho dalších dynamických systémů.</p> [[File:cykly2.png|border|left|300px]]<br />
<p style="text-align: justify">Jelikož je přenos vodní páry z oceánů do atmosféry doprovázen velkým množstvím tepelné energie, tento podproces hydrologického cyklu reguluje klima a počasí. Přemisťování vody pomocí nadzemních i podzemních odtoků chemicky i fyzicky eroduje zemi a utváří její reliéf. Převádí a ukládá sedimenty do řek, vytváří delty či povrch mořského dna. Pokud voda pronikne do porézních částí zemského povrchu, může rozpustit skály a utvářet tak krasové systémy. Voda dále přenáší minerály a živiny, jež jsou potravou pro sladkovodní a mořské ekosystémy. V neposlední řadě je voda největší složkou většiny biologických organismů. V lidském organismu se nachází přibližně 60% vody, v těle medúzy až 90%.</p> <br />
<br><br><br />
== Shrnutí ==<br />
<p style="text-align: justify">Základním vstupem hydrologického cyklu jsou srážky dopadající do oceánů či na pevninu. Část srážek se z pevniny odpaří (evapotranspiruje), část se transformuje na povrchový odtok a část se infiltruje na odtok podzemní či na podzemní vodu. Přímým odtokem se dočasně zvyšují hladiny řek a moří, jež jsou vyrovnávány větším množstvím transpirace. Pro koloběh molekul vody na Zemi se vypočítává hydrologická bilance, jež zahrnuje veškeré vstupy (srážky, přítoky, zásoby vody) a výstupy (výpary, odtoky, úbytky vody v rezervoárech) v celém hydrologickém cyklu.</p><br />
<br />
== Reference ==<br />
<references /><br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 00:07, 1 June 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Hydro5.PNG&diff=13245File:Hydro5.PNG2017-05-31T21:58:51Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:AT3.PNG&diff=13244File:AT3.PNG2017-05-31T21:58:42Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:AT2.PNG&diff=13243File:AT2.PNG2017-05-31T21:43:06Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Hydro4.PNG&diff=13242File:Hydro4.PNG2017-05-31T21:42:51Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Hydro1.PNG&diff=13241File:Hydro1.PNG2017-05-31T21:08:18Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Hydro.PNG&diff=13240File:Hydro.PNG2017-05-31T20:45:22Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Eroze.jpg&diff=13239File:Eroze.jpg2017-05-31T19:15:13Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Cycle3.png&diff=13238File:Cycle3.png2017-05-31T19:08:29Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Energie2.png&diff=13237File:Energie2.png2017-05-31T18:50:55Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Cykly2.png&diff=13236File:Cykly2.png2017-05-31T18:44:32Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Energie.png&diff=13235File:Energie.png2017-05-31T18:37:27Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:VensimHC.PNG&diff=13234File:VensimHC.PNG2017-05-31T18:22:46Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Cycle.png&diff=13233File:Cycle.png2017-05-31T18:19:52Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Atmosfericky_cyklus.PNG&diff=13223File:Atmosfericky cyklus.PNG2017-05-31T15:38:16Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Evapotranspirace.png&diff=13220File:Evapotranspirace.png2017-05-31T14:50:04Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Evaporace.png&diff=13216File:Evaporace.png2017-05-31T14:13:41Z<p>Monika: Monika uploaded a new version of File:Evaporace.png</p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Evaporace.png&diff=13215File:Evaporace.png2017-05-31T14:12:37Z<p>Monika: Monika uploaded a new version of File:Evaporace.png</p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Evaporace.png&diff=13214File:Evaporace.png2017-05-31T14:10:36Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Obeh.png&diff=13213File:Obeh.png2017-05-31T13:54:30Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=File:Rozdeleni_vody.png&diff=13212File:Rozdeleni vody.png2017-05-31T13:15:24Z<p>Monika: </p>
<hr />
<div></div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Assignment_SS_2016/2017/cs&diff=13071Assignment SS 2016/2017/cs2017-05-18T08:25:24Z<p>Monika: /* Využitelnost nočního parkoviště ve městě */</p>
<hr />
<div>{{DISPLAYTITLE:Zadání LS 2016/2017}}<br />
<br />
{{Ambox<br />
| text = <div><br />
Na tuto stránku vkládejte svá zadání. Nezapomeňte se podepsat. Můžete použít <nowiki>~~~~</nowiki> (čtyři tildy) k automatickému podpisu. Používejte Ukázat náhled, abyste si prohlédli Váš výsledek před konečným odesláním.<br />
</div><br />
}}<br />
<br />
{{Ambox<br />
| text = <div><br />
Prosíme, snažte se formulovat Vaše zadání pečlive. S ohledem na to, že jde o Vaši semestrální práci, očekáváme adekvátní úsilí vynaložené na zadání. Nezapomeňte, že hlavním výsledkem má být výzkumná zpráva, což znamená, že Váš simulační model musí generovat takové výsledky, které jsou konkrétní, měřitelné a ověřitelné. Pečlivě promyslete, jakým způsobem budete vyvíjet Váš model, odvoďte entity, které budete používat, nakreslete si diagram modelu, zvažte, co budete měřit. Teprve pokud máte o modelu dostatečně přesnou představu, vložte Vaše zadání. A samozřejmě, nezapomeňte si prosím přečíst [[How to deal with the simulation assignment/cs|Jak na simulace]].<br />
</div><br />
}}<br />
<br />
{{Ambox<br />
| type = content<br />
| text = <div><br />
Abychom se vyhnuli případnému budoucímu nedorozumnění, prosíme, ověřte si, že máte tučné '''schváleno''' někde v našem komentáři pod Vaším zadání. Pokud tam není '''schváleno''', znamená to, že Vaše zadání dosud schváleno nebylo.<br />
</div><br />
}}<br />
<br />
= Zadání =<br />
<br />
== Epidemie Eboly ==<br />
<br />
V afrických zemích propukla epidemie Eboly. Počet subjektů bude 1000. <br />
Lékaři vyvinuli experimentální lék, který by mohl fungovat a vydávají se s ním od Afriky. Skupina mediků obsahuje 5 lidí v ochranných oblecích, takže riziko nákazy u nich je minimální. <br />
Mezitím se nemoc šíří. Její inkubační doba je 7-10dní, přenáší se tělními tekutinami (slzy, kýchání...) nebo při kontaktu s krví (rozškrábaný strup, pořezání...). Úmrtnost je od 60 do 100%. <br />
Smrt nebo uzdravení, které závisí na fyzické kondici jedince (děti a senioři jsou nejvíce ohrožení), nastává v rozmezí 6-10 dnů. <br />
Dříve, než se Ebola potvrdí, je nakažený testován na malárii či choleru. Takže než proběhnou testy, může být na podání možné protiláky pozdě.<br />
Cílem je zjistit výši úmrtnosti, pokud se nakaženým stihne podat experimentální protilátka. <br />
Simulace v NetLogo.<br />
<br />
--[[User:Hanka|Hanka]] ([[User talk:Hanka|talk]]) 07:39, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Zajímavé, ale k ničemu. Použijte skutečnou nemoc, prostudujte prameny, reálné pravděpodobnosti šíření, atd. a zkuste úlohu předefinovat. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:17, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
Předefinováno a upraveno. --[[User:Hanka|Hanka]] ([[User talk:Hanka|talk]]) 10:17, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
==Šíření epidemie==<br />
Tématem simulace je šíření epidemie (nemoci) mezi lidmi.<br />
<br />
Lidé budou mít tři stavy: zdraví, nakažení, v inkubační době. Zdravý člověk může být s určitou pravděpodobností infikován nakaženým člověkem, ale i člověkem v inkubační době (s nižší pravděpodobností). Nemoc potřebuje na plné propuknutí určitou inkubační dobu. Pokud člověk v inkubační době dosáhne nemocnice, uzdraví se. Pokud ne, stane se nakaženým a už ho nelze vyléčit. Nakažený člověk se přesune do karantény. Zdraví lidé se budou karanténě vyhýbat. Uzdravený člověk je imunní vůči nemoci a už nemůže být nakažen (má protilátky proti nemoci).<br />
<br />
V simulaci půjde nastavit počet nemocnic, celkový počet lidí, počáteční počet nakažených lidí, pravděpodobnost přenosu nemoci a inkubační doba. Karanténa bude pouze jedna. Budou sledovány počty zdravých a nakažených lidí, lidí v inkubační době, počet uzdravených lidí a počet lidí v karanténě.<br />
Epidemie (nemoc) se přenáší blízkostí (dva lidé u sebe) s určitou pravděpodobností, která půjde nastavit (nakažlivost nemoci). Pravděpodobnost bude vyšší u nakažených lidí než u lidí v inkubační době. <br />
<br />
V simulaci budou zobrazeny nemocnice, karanténa a lidé budou barevně odlišení podle jejich stavu (zdravý, nakažený, v inkubační době, uzdravený). <br />
<br />
Cílem je ověřit, jak se bude epidemie šířit při různých nastaveních parametrů, jako je pravděpodobnost přenosu (nakažlivost), inkubační doba, počet nemocnic, počet lidí a počáteční počet nakažených. <br />
<br />
Simulace bude řešena v Netlogo.<br />
<br />
[[User:Xkrep35|Xkrep35]] ([[User talk:Xkrep35|talk]]) 07:48, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Zajímavé, ale k ničemu. Použijte skutečnou nemoc, prostudujte prameny, reálné pravděpodobnosti šíření, atd. a zkuste úlohu předefinovat. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:18, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
== Využitelnost nočního parkoviště ve městě ==<br />
Simulace zkoumá noční využitelnost parkovišť v závislosti na jejich cenách. Pro zjednodušení přijíždí všechna auta parkovat ve stejný čas (např. v 9 večer) a zůstávají na parkovišti přes noc. V této městské části Prahy bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů na sídlišti či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť (parkovací karty tato simulace nezohledňuje).<br />
<br />
Uživatelé automobilů se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Cena jednotlivých parkovacích míst je předmětem simulace, nicméně aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout). Zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. <br />
<br />
Simulace zkoumá, zda je v této městské části dostatek cenově dostupných parkovacích míst – zda by neměli dostupnost parkování upravit pomocí přenastavení cen. Pokud nějaké auto nenajde vhodné místo pro parkování, tuto oblast opustí. <br />
<br />
Prostředí: NetLogo 6.0.1.<br />
<br />
--[[User:Xvamm01|Xvamm01]] ([[User talk:Xvamm01|talk]]) 07:56, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Tohle je dobré téma, ale nerozumím, odkud berete ty maximální ceny za parkování. A ta proporce jednotlivých segmentů je odkud? Zdroj? [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:21, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
K procentuální struktuře obyvatelstva jsem použila Sociálně demografickou analýzu městské části Prahy 10 a údaje od Českého statistického úřadu. Pro výši cen, kterou jsou jednotlivé skupiny ochotny zaplatit za parkování jsem provedla průzkum, kdy jsem z každé skupiny oslovila 6-10 lidí a zeptala se jich na názor. Uvedené ceny jsou průměrem sebraných dat. Ceny jednotlivých zón mi zodpověděli na Městském úřadě Prahy 10, přičemž minimální hranice 30,- za noc se prý má brát hodně s rezervou (tato cena je skutečně pouze orientační a v praxi by to moc nefungovalo), nicméně si myslím, že pro účely této simulace, je taková informace adekvátní. <br />
<br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 10:00, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
==Zombie apokalypsa==<br />
Simulace se bude odehrávat na začátku a v průběhu post apokalyptické budoucnosti, kde se objeví první zombie a začne simulaci šíření . <br />
Simulace se zaměří na obě strany a to jak lidi, kteří budou mít možnost přežití založenou na jídle, zbraních, oblečení a lécích. Navíc každé úmrtí bude mít ke zrodu nového zombie. Lidé podléhají normálnímu životnímu cyklu, narození a přirozené úmrtí.<br />
Na druhé straně zombie potřebují k přežití lidi jako potravu a pokud bude nedostatek lidí, začnou vymírat. Zombie, v případě zničení lidstva, vyhynou. <br />
Počáteční proměnné pro nastavení:<br />
Počet lidí, množství volně dostupných zásob (jídlo, léky,…)<br />
Simulace bude řešena v programu VENSIM a cílem bude simulovat reálné přežití lidí. Pro zjištění šance přežití budou vybudované soběstačná, bezpečná místa, bunkry (počet nastavitelný) se zásoby (množství nastavitelné). Simulace by sloužila pro armádu/y, v případě nastání této hypotetické situace. <br />
<br />
--[[User:Xkutv05|Xkutv05]] ([[User talk:Xkutv05|talk]]) 10:15, 15 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* V případě systémové dynamiky jde hlavně o hledání zákonitostí a správného nastavení parametrů, tak aby uživatel simulace věděl, co má pak v praxi udělat, aby dosáhnul svého cíle - tedy kdo by byl uživatelem takovéto simulace (hypoteticky) a v čem by mu pomáhala? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 22:22, 13 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* Upravené, s detailnějším popisem. [[User:Xkutv05|Xkutv05]] ([[User talk:Xkutv05|talk]]) 10:16, 15 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* OK. '''Schváleno'''. Pozor pak na kvantifikaci vztahů, ať je to realistické/ smysluplné, tam kde to jde. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 21:30, 16 May 2017 (CEST)<br />
<br />
== Akustika místnosti ==<br />
<br />
===Co budu simulovat?===<br />
Simulovat budu akustické chování místnosti. Konkrétně bych rád nasimuloval místnost, ve které se bude nacházet několik frekvenčně a intenzivně rozdílných zvukových zdrojů. <br />
Tyto zdroje budou moci být uspořádány po místnosti a jednotlivé zvuky, které tyto zdroje budou vydávat, budou namodelovány jako vzdalující se kružnice s různými barvami, v zavilosti na intenzitě těchto zvuků.<br />
Do místnosti pak v simulaci bude možno přidávat či odebírat akustická ošetření a pozorovat tak, jaký má vliv toto akustické upravení místnosti na pohyb zvuků.<br />
<br />
===Cíle simulace===<br />
Cílem simulace je zjistit, jaký vliv má akustické ošetření na chování zvuků a celkovou akustiku v místnosti.<br />
===Prostředí, ve kterém budu simulaci realizovat===<br />
NetLogo<br />
<br />
--[[User:Xdosj28|Xdosj28]] 15:20, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
<br />
: '''Schváleno.''' [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:23, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
== Divadelní spolek ==<br />
<br />
Simulace má představovat chod divadelního spolku, který vedu. Hlavním cílem simulace je zjistit, co vše ovlivňuje potenciální návštěvníky při výběru divadelní hry a divadla, které se chystají navštívit. Ráda bych zachytila veškeré požadavky, které rozhodnutí diváka ovlivňují, co upřednostňují, co na ně působí apod. Dále bych chtěla zjistit, jak těmito požadavky ovlivňují celý chod divadelního spolku, divadla a jak zlepšením těchto požadavků a zároveň zlepšením atraktivity celého spolku a divadla docílit většího počtu diváků, vyšších příjmů a nižších nákladů. Simulace bude řešena v programu VENSIM.<br />
<br />
--[[User:xvana12|xvana12]] 11:13, 16 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* OK. '''Schváleno'''. Pozor pak na kvantifikaci vztahů - je to třeba odvodit na základě nějakých dat ať je simulace realistická/ smysluplná.<br />
<br />
==Louže prvoků==<br />
<br />
Předmětem je simulace prostředí tvořeného navzájem si soupeřícími prvoky.<br />
Na zacyklené plátno je při inicializaci simulace rozmístěno dané množství prvoků s rozdílnými počátečními vlohami ve vlastnostech jako je rychlost, velikost (~síla), senzorický dosah,… Prvoci jsou v neustálém náhodném pohybu, který korigují v reakci na své sousedy v senzorickém dosahu. Při střetu dvou prvoků silnější vstřebá slabšího. Pozřený prvok zaniká a vítězi jsou upraveny vlastnosti (nabude na velikosti, je pomalejší,…). Prvoci, kteří po určitý čas nemají potravu také zanikají (u větších a silnějších je tento čas kratší). Zaměřuji se na výsledky prvoků vzhledem k nastavení počátečních vloh a v rámci zjednodušení neuvažuji další prvky prostředí a systém rozmnožování.<br />
<br />
Cílem simulace je analyzovat, jaké počáteční vlohy jsou pro prvoky nejvýhodnější a prozkoumat dynamiku systému a vývoje vlastností v závislosti na nastavení vstupních parametrů.<br />
<br />
Simulaci budu realizovat v prostředí NetLogo.<br />
<br />
[[User:FrantišekN|FrantišekN]] ([[User talk:FrantišekN|talk]]) 16:50, 16 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Téma se mi libí, jen potřebuju vědět, jak uvedete parametry do souladu s realitou. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:25, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
==Aquapark==<br />
<br />
Předmětem simulace je zachycení provozu Aquapalace Praha a všech doprovodných služeb včetně připojeného hotelu. Hlavním cílem je zachycení všech důležitých vztahů, které mohou ovlivňovat budoucí chod aquaparku a hotelu - toho lze využít např. při rozhodování o rozšíření prostor, rozsahu nabízených služeb, nastavení cen atd. Simulace by umožňovala zadání výchozích hodnot a následné sledování všech ovlivňovaných entit jako např. Počet zákazníků, Zisk, Vytížení atd.<br />
Zdrojem dat pro simulaci je veřejná výroční zpráva aquaparku a hotelu Aquapalace Praha z roku 2016.<br />
Simulace bude realizována v prostředí Vensim.<br />
<br />
[[User:Xskom38|Xskom38]] ([[User talk:Xskom38|talk]]) 12:18, 17 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* OK. '''Schváleno'''. Pozor na kvantifikaci vztahů, ať je to realistické/ smysluplné. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 20:42, 17 May 2017 (CEST)</div>Monikahttp://www.simulace.info/index.php?title=Assignment_SS_2016/2017/cs&diff=13069Assignment SS 2016/2017/cs2017-05-18T08:00:29Z<p>Monika: /* Využitelnost nočního parkoviště ve městě */</p>
<hr />
<div>{{DISPLAYTITLE:Zadání LS 2016/2017}}<br />
<br />
{{Ambox<br />
| text = <div><br />
Na tuto stránku vkládejte svá zadání. Nezapomeňte se podepsat. Můžete použít <nowiki>~~~~</nowiki> (čtyři tildy) k automatickému podpisu. Používejte Ukázat náhled, abyste si prohlédli Váš výsledek před konečným odesláním.<br />
</div><br />
}}<br />
<br />
{{Ambox<br />
| text = <div><br />
Prosíme, snažte se formulovat Vaše zadání pečlive. S ohledem na to, že jde o Vaši semestrální práci, očekáváme adekvátní úsilí vynaložené na zadání. Nezapomeňte, že hlavním výsledkem má být výzkumná zpráva, což znamená, že Váš simulační model musí generovat takové výsledky, které jsou konkrétní, měřitelné a ověřitelné. Pečlivě promyslete, jakým způsobem budete vyvíjet Váš model, odvoďte entity, které budete používat, nakreslete si diagram modelu, zvažte, co budete měřit. Teprve pokud máte o modelu dostatečně přesnou představu, vložte Vaše zadání. A samozřejmě, nezapomeňte si prosím přečíst [[How to deal with the simulation assignment/cs|Jak na simulace]].<br />
</div><br />
}}<br />
<br />
{{Ambox<br />
| type = content<br />
| text = <div><br />
Abychom se vyhnuli případnému budoucímu nedorozumnění, prosíme, ověřte si, že máte tučné '''schváleno''' někde v našem komentáři pod Vaším zadání. Pokud tam není '''schváleno''', znamená to, že Vaše zadání dosud schváleno nebylo.<br />
</div><br />
}}<br />
<br />
= Zadání =<br />
<br />
== Neznámá epidemie ==<br />
<br />
Nová epidemie, šířící se dotykem (možná nový druh biologické zbraně, o které zatím nikdo neví) a chovající se jako angína nebo chřipka. A není na ni lék. <br />
Začne to jedním (možná max. 3) nakaženým. K simulaci bude sloužit určitý počet lidí (cca 500-1000) smíchaný s mediky (5-10). <br />
Jakmile se nakažený dotkne zdravého, nakazí ho. Když se nakažený setká s medikem, částečně se uzdraví. Když se nakažený jednou nakazí, musí do určité doby (3-5 dní) vyhledat lékaře. Když se tak nestane, umírá. Když vyhledá doktora jednou, uzdraví se a nemoc zmizí. Když se nakazí znovu, nemoc se nejdříve neprojeví, až po nějaké době(cca 2 dny) a musí znovu vyhledat doktora. Když nevyhledá, umírá do tří dnů od nakažení. <br />
Když doktora vyhledá, příznaky se zmírní, ale už se neuzdraví. Zůstává ohrožen na životě a umírá po podstatně delší dobře, než když se nakazí první (cca 7-10 dnech).<br />
Medik má imunitu omezenou - může jen 3x nebo 5x uzdravit, než se sám stane nakaženým a vyléčit se už nemůže, čímž umírá stejně jako podruhé nakažený po zmírnění příznaků. <br />
Simulace v NetLogo.<br />
<br />
--[[User:Hanka|Hanka]] ([[User talk:Hanka|talk]]) 07:39, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Zajímavé, ale k ničemu. Použijte skutečnou nemoc, prostudujte prameny, reálné pravděpodobnosti šíření, atd. a zkuste úlohu předefinovat. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:17, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
==Šíření epidemie==<br />
Tématem simulace je šíření epidemie (nemoci) mezi lidmi.<br />
<br />
Lidé budou mít tři stavy: zdraví, nakažení, v inkubační době. Zdravý člověk může být s určitou pravděpodobností infikován nakaženým člověkem, ale i člověkem v inkubační době (s nižší pravděpodobností). Nemoc potřebuje na plné propuknutí určitou inkubační dobu. Pokud člověk v inkubační době dosáhne nemocnice, uzdraví se. Pokud ne, stane se nakaženým a už ho nelze vyléčit. Nakažený člověk se přesune do karantény. Zdraví lidé se budou karanténě vyhýbat. Uzdravený člověk je imunní vůči nemoci a už nemůže být nakažen (má protilátky proti nemoci).<br />
<br />
V simulaci půjde nastavit počet nemocnic, celkový počet lidí, počáteční počet nakažených lidí, pravděpodobnost přenosu nemoci a inkubační doba. Karanténa bude pouze jedna. Budou sledovány počty zdravých a nakažených lidí, lidí v inkubační době, počet uzdravených lidí a počet lidí v karanténě.<br />
Epidemie (nemoc) se přenáší blízkostí (dva lidé u sebe) s určitou pravděpodobností, která půjde nastavit (nakažlivost nemoci). Pravděpodobnost bude vyšší u nakažených lidí než u lidí v inkubační době. <br />
<br />
V simulaci budou zobrazeny nemocnice, karanténa a lidé budou barevně odlišení podle jejich stavu (zdravý, nakažený, v inkubační době, uzdravený). <br />
<br />
Cílem je ověřit, jak se bude epidemie šířit při různých nastaveních parametrů, jako je pravděpodobnost přenosu (nakažlivost), inkubační doba, počet nemocnic, počet lidí a počáteční počet nakažených. <br />
<br />
Simulace bude řešena v Netlogo.<br />
<br />
[[User:Xkrep35|Xkrep35]] ([[User talk:Xkrep35|talk]]) 07:48, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Zajímavé, ale k ničemu. Použijte skutečnou nemoc, prostudujte prameny, reálné pravděpodobnosti šíření, atd. a zkuste úlohu předefinovat. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:18, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
== Využitelnost nočního parkoviště ve městě ==<br />
Simulace zkoumá noční využitelnost parkovišť v závislosti na jejich cenách. Pro zjednodušení přijíždí všechna auta parkovat ve stejný čas (např. v 9 večer) a zůstávají na parkovišti přes noc. V této městské části Prahy bydlí studenti, důchodci, zaměstnaní a nezaměstnaní, jež jsou ochotni platit za parkovací místa odlišné ceny. Ceny jednotlivých míst se liší podle toho, zda se místa nacházejí přímo u bytů na sídlišti či v okrajových částech. Platba za parkování se platí na každý večer zvlášť (parkovací karty tato simulace nezohledňuje).<br />
<br />
Uživatelé automobilů se v této lokalitě nachází v poměru 50% zaměstnaných, 7% nezaměstnaných (včetně matek na mateřské), 30% důchodců a 13% studentů. Cena jednotlivých parkovacích míst je předmětem simulace, nicméně aby pražská část neztrácela, minimální hranice nejlevnější části je 30Kč za večer (pod tuto částku nemůže cena za parkování nikdy klesnout). Zaměstnaní jsou ochotni zaplatit maximálně 80 Kč, nezaměstnaní 55 Kč, důchodci 50 Kč a studenti 60 Kč za jeden večer. Městská část je rozdělena do čtyř parkovacích zón, přičemž v nynější době stojí noční parkování v první zóně 75Kč, ve druhé 60Kč, ve třetí 50 Kč, a ve čtvrté 40 Kč. <br />
<br />
Simulace zkoumá, zda je v této městské části dostatek cenově dostupných parkovacích míst – zda by neměli dostupnost parkování upravit pomocí přenastavení cen. Pokud nějaké auto nenajde vhodné místo pro parkování, tuto oblast opustí. <br />
<br />
Prostředí: NetLogo 6.0.1.<br />
<br />
--[[User:Xvamm01|Xvamm01]] ([[User talk:Xvamm01|talk]]) 07:56, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Tohle je dobré téma, ale nerozumím, odkud berete ty maximální ceny za parkování. A ta proporce jednotlivých segmentů je odkud? Zdroj? [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:21, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
K procentuální struktuře obyvatelstva jsem použila Sociálně demografickou analýzu městské části Prahy 10 a údaje od Českého statistického úřadu. Pro výši cen, kterou jsou jednotlivé skupiny ochotny zaplatit za parkování jsem provedla průzkum, kdy jsem z každé skupiny oslovila 5-10 lidí a zeptala se jich na názor. Uvedené ceny jsou průměrem sebraných dat. Minimální cenu 30,- za parkování mi zodpověděli na městském úřadě. Byl to sice subjektivní odhad paní na přepážce, nicméně k účelu této simulace si myslím, že by měl být dostačující. <br />
--[[User:Monika|Monika]] ([[User talk:Monika|talk]]) 10:00, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
==Zombie apokalypsa==<br />
Simulace se bude odehrávat na začátku a v průběhu post apokalyptické budoucnosti, kde se objeví první zombie a začne simulaci šíření . <br />
Simulace se zaměří na obě strany a to jak lidi, kteří budou mít možnost přežití založenou na jídle, zbraních, oblečení a lécích. Navíc každé úmrtí bude mít ke zrodu nového zombie. Lidé podléhají normálnímu životnímu cyklu, narození a přirozené úmrtí.<br />
Na druhé straně zombie potřebují k přežití lidi jako potravu a pokud bude nedostatek lidí, začnou vymírat. Zombie, v případě zničení lidstva, vyhynou. <br />
Počáteční proměnné pro nastavení:<br />
Počet lidí, množství volně dostupných zásob (jídlo, léky,…)<br />
Simulace bude řešena v programu VENSIM a cílem bude simulovat reálné přežití lidí. Pro zjištění šance přežití budou vybudované soběstačná, bezpečná místa, bunkry (počet nastavitelný) se zásoby (množství nastavitelné). Simulace by sloužila pro armádu/y, v případě nastání této hypotetické situace. <br />
<br />
--[[User:Xkutv05|Xkutv05]] ([[User talk:Xkutv05|talk]]) 10:15, 15 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* V případě systémové dynamiky jde hlavně o hledání zákonitostí a správného nastavení parametrů, tak aby uživatel simulace věděl, co má pak v praxi udělat, aby dosáhnul svého cíle - tedy kdo by byl uživatelem takovéto simulace (hypoteticky) a v čem by mu pomáhala? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 22:22, 13 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* Upravené, s detailnějším popisem. [[User:Xkutv05|Xkutv05]] ([[User talk:Xkutv05|talk]]) 10:16, 15 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* OK. '''Schváleno'''. Pozor pak na kvantifikaci vztahů, ať je to realistické/ smysluplné, tam kde to jde. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 21:30, 16 May 2017 (CEST)<br />
<br />
== Akustika místnosti ==<br />
<br />
===Co budu simulovat?===<br />
Simulovat budu akustické chování místnosti. Konkrétně bych rád nasimuloval místnost, ve které se bude nacházet několik frekvenčně a intenzivně rozdílných zvukových zdrojů. <br />
Tyto zdroje budou moci být uspořádány po místnosti a jednotlivé zvuky, které tyto zdroje budou vydávat, budou namodelovány jako vzdalující se kružnice s různými barvami, v zavilosti na intenzitě těchto zvuků.<br />
Do místnosti pak v simulaci bude možno přidávat či odebírat akustická ošetření a pozorovat tak, jaký má vliv toto akustické upravení místnosti na pohyb zvuků.<br />
<br />
===Cíle simulace===<br />
Cílem simulace je zjistit, jaký vliv má akustické ošetření na chování zvuků a celkovou akustiku v místnosti.<br />
===Prostředí, ve kterém budu simulaci realizovat===<br />
NetLogo<br />
<br />
--[[User:Xdosj28|Xdosj28]] 15:20, 12 May 2017 (CEST)<br />
<br />
<br />
: '''Schváleno.''' [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:23, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
== Divadelní spolek ==<br />
<br />
Simulace má představovat chod divadelního spolku, který vedu. Hlavním cílem simulace je zjistit, co vše ovlivňuje potenciální návštěvníky při výběru divadelní hry a divadla, které se chystají navštívit. Ráda bych zachytila veškeré požadavky, které rozhodnutí diváka ovlivňují, co upřednostňují, co na ně působí apod. Dále bych chtěla zjistit, jak těmito požadavky ovlivňují celý chod divadelního spolku, divadla a jak zlepšením těchto požadavků a zároveň zlepšením atraktivity celého spolku a divadla docílit většího počtu diváků, vyšších příjmů a nižších nákladů. Simulace bude řešena v programu VENSIM.<br />
<br />
--[[User:xvana12|xvana12]] 11:13, 16 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* OK. '''Schváleno'''. Pozor pak na kvantifikaci vztahů - je to třeba odvodit na základě nějakých dat ať je simulace realistická/ smysluplná.<br />
<br />
==Louže prvoků==<br />
<br />
Předmětem je simulace prostředí tvořeného navzájem si soupeřícími prvoky.<br />
Na zacyklené plátno je při inicializaci simulace rozmístěno dané množství prvoků s rozdílnými počátečními vlohami ve vlastnostech jako je rychlost, velikost (~síla), senzorický dosah,… Prvoci jsou v neustálém náhodném pohybu, který korigují v reakci na své sousedy v senzorickém dosahu. Při střetu dvou prvoků silnější vstřebá slabšího. Pozřený prvok zaniká a vítězi jsou upraveny vlastnosti (nabude na velikosti, je pomalejší,…). Prvoci, kteří po určitý čas nemají potravu také zanikají (u větších a silnějších je tento čas kratší). Zaměřuji se na výsledky prvoků vzhledem k nastavení počátečních vloh a v rámci zjednodušení neuvažuji další prvky prostředí a systém rozmnožování.<br />
<br />
Cílem simulace je analyzovat, jaké počáteční vlohy jsou pro prvoky nejvýhodnější a prozkoumat dynamiku systému a vývoje vlastností v závislosti na nastavení vstupních parametrů.<br />
<br />
Simulaci budu realizovat v prostředí NetLogo.<br />
<br />
[[User:FrantišekN|FrantišekN]] ([[User talk:FrantišekN|talk]]) 16:50, 16 May 2017 (CEST)<br />
<br />
: Téma se mi libí, jen potřebuju vědět, jak uvedete parametry do souladu s realitou. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 07:25, 18 May 2017 (CEST)<br />
<br />
==Aquapark==<br />
<br />
Předmětem simulace je zachycení provozu Aquapalace Praha a všech doprovodných služeb včetně připojeného hotelu. Hlavním cílem je zachycení všech důležitých vztahů, které mohou ovlivňovat budoucí chod aquaparku a hotelu - toho lze využít např. při rozhodování o rozšíření prostor, rozsahu nabízených služeb, nastavení cen atd. Simulace by umožňovala zadání výchozích hodnot a následné sledování všech ovlivňovaných entit jako např. Počet zákazníků, Zisk, Vytížení atd.<br />
Zdrojem dat pro simulaci je veřejná výroční zpráva aquaparku a hotelu Aquapalace Praha z roku 2016.<br />
Simulace bude realizována v prostředí Vensim.<br />
<br />
[[User:Xskom38|Xskom38]] ([[User talk:Xskom38|talk]]) 12:18, 17 May 2017 (CEST)<br />
<br />
* OK. '''Schváleno'''. Pozor na kvantifikaci vztahů, ať je to realistické/ smysluplné. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 20:42, 17 May 2017 (CEST)</div>Monika