Simulace.info - User contributions [en]

User:Joho00

2021-06-13T15:31:52Z

Joho00: Přidání zdrojů

{{DISPLAYTITLE:Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb (Netlogo)}}

__TOC__

= Zadání =

Simulace bude představovat průmyslový rybolov v oceánech, který se negativně projevuje na množství a velikosti ryb, které je následně možné lovit, čímž se zmenšuje úlovek a je nutné rybařit stále intenzivněji pro udržení objemu úlovku.

Při nadměrném rybolovu nejsou schopny ryby udržovat svou populaci a postupně jich ubývá. Vlivem velikost ok v sítích se také vytváří evoluční tlak na velikost ryb, které se mezi generacemi zmenšují, jelikož pak mají větší šanci utéct ze sítí. Pokud ale rybáři zmenší velikost ok v sítích, mohou nastávat situace, že budou loveny nedospělé ryby, které ještě nestihly zplodit potomky, čímž se množství ryb v příští sezóně snižuje. Nastává zde souboj mezi velikostí a množstvím ryb proti velikosti ok a objemu úlovku rybářů

'''Autor'''
Otakar Johanis

'''Typ modelu'''
Multiagentní

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Agenti'''

* Rybářské lodě - Loví ryby v oceánech, je možné nastavit množství lodí a velikost ok sítí

* Ryby - První generace ryb má aktuální i maximální velikost náhodou a v průběhu simulace se vlivem prostředí velikost ryb přizpůsobí podmínkám, ve kterých žijí. Menší ryba poskytne rybářské lodi menší úlovek, má větší šanci rybáři utéct a nenechat se chytit, ale pomaleji se rozmnožuje a má větší šanci, že zahyne (například ji sežere nějaký predátor). Ryby v průběhu času plodí potomky, kteří přijímají velikost svého předka ovlivněnou náhodou. Menší ryby jsou ale snazší kořistí predátorů v oceánech a proto se množí pomaleji, než velké ryby.

'''Parametry modelu'''

* Množství rybářských lodí

* Velikost ok sítí

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je najít optimální limity objemu vylovených ryb a velikosti ok sítí, aby bylo rybářství z dlouhodobého pohledu udržitelné a nevedlo k devastaci rybích populací v oceánech.

= Popis problematiky =

Průmyslový rybolov je celosvětově velmi rozsáhlý a v posledních desetiletích přestává být udržitelným. Ekosystémy oceánů a moří začínají strádat a velikost ryb se začíná zmenšovat, čímž se každoročně zmenšuje úlovek rybářů. Z dlouhodobého pohledu je nutné rybaření omezit tak, aby bylo udržitelné. Udržitelnosti se dá dosáhnout vícero způsoby. <ref name="Článek BBC"> Fisheries waste costs billions. '' <nowiki>[online]</nowiki> Dostupné z: http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7660011.stm</ref> <ref name="Článek FAOUN"> The state of world fisheries and aquaculture '' <nowiki>[online]</nowiki> Dostupné z: http://www.fao.org/3/ca9229en/ca9229en.pdf</ref>
* '''Množství lodí''' které v oceánech loví ryby. Za tímto parametrem se může skrývat objem nalovených ryb, množství vydaných rybářských povolení, nebo kapacita rybářských lodí. Jde v podstatě pouze o to, jak často se ryby budou setkávat s rybářskými loděmi - větší množství rybářských lodí, delší rybářské sezóny, nebo větší úložný prostor na lodích jsou již druhotné parametry.
* '''Velikost ok sítí''' má velký dopad na populaci ryb. Nikoli však na počet ryb, ale na jejich velikost. Menší ryby totiž mají větší šanci utéct skrz velká oka, zatímco velké ryby ze sítí neutečou. To znamená, že menší ryby mají větší šanci přežít v oceánu a větší šanci zplodit potomstvo a tím předat potomkům svou menší velikost. Taková menší velikost však rybám přináší komplikace v běžném životě, jelikož jsou například snazším cílem predátorů, mohou hůře bojovat o potravu a podobně. Díky evoluci byla jejich velikost perfektní pro prostředí ve kterém žily a přinášela jim nejvíce benefitů. O tyto benefity menší ryby přichází, kvůli čemuž je jejich přirozený život těžší. Menší oka sítí tedy vytváří evoluční tlak na ryby, které se snaží přizpůsobit svou velikost, aby ze sítí dokázaly uprchnout.

= Návrh simulace =

Pomocí programu NetLogo jsem vytvořil oceán, ve kterém plavou ryby a lodě. Lodě loví ryby určité velikosti. Ryby postupně rostou a množí se. Potomek ryby se vždy narodí malý, ale dědí maximální velikost svého rodiče, do které může v průběhu života dorůst. Větší ryby se množí rychleji, ale menší ryby mohou uprchnout rybářům a navíc mají větší šanci, že samovolně zahynou (například že je sežere predátor, nebo si nedokáží obstarat dost potravy). Tento stav vytváří prostředí, kdy ryby s větší maximální velikostí mají lepší podmínky pro přežití a reprodukci, takže se na základě evolučního tlaku snaží být co největší. Druhý faktor jsou rybáři, kteří loví ryby jen určité velikosti z čehož benefitují menší ryby, takže mají tendenci zmenšovat se, aby unikly rybářským sítím.

= Popis modelu =
[[File:Joho00_model.png|thumb|600px|right|Ukázka modelu rybolovu]]
Simulace v NetLogu, kterou je možné vidět v obrázku vpravo, se skládá z několika ovládacích prvků, nastavování parametrů, grafů s výsledky a samotné grafické vyobrazení simulace.
* '''Tlačítka''' ''setup'' a ''go'' slouží k vygenerování ryb a lodí v oceánu a následnému spuštění samotné simulace, případně pozastavení simulace..
* '''Parametry''' ''number-of ships'' a ''net-size'' slouží k nastavení simulace. ''number-of-ships'' udává počet lodí, které budou v rámci simulace plout oceánem a ''net-size'' udává velikost ok rybářských sítí, čili určuje, které ryby budou lodí uloveny a které nikoli.
* '''Results''' obsahují celou řadu čísel a grafů, které slouží k vyhodnocení výsledků simulace
** Nejdůležitějším výsledkem je '''Long term catch''', který udává velikost úlovku všech rybářů po doběhnutí simulace (ta trvá 20 000 kroků, přičemž ''Long term catch'' se začíná počítat až od kroku 10 000, jelikož do té doby může stále docházet k vývoji stabilního ekosystému na základě nastavených parametrů).
** Graf '''Catch''' vyobrazuje množství úlovku. Jsou v něm vidět dva výsledky. ''Catch'' vyobrazuje celkový úlovek od prvního cyklu simulace. Zde je často vidět velký, či naopak malý úlovek na začátku simulace, dokud se ekosystém nepřizpůsobí nastaveným parametrům. Pokud simulace poběží krátkou dobu, je možné vidět, že výsledky velmi agresivního rybolovu budou velmi dobré, jelikož rybáři na začátku vyloví obrovské množství ryb a zdecimují ekosystém. Ten nebude produkovat dost ryb a z dlouhodobého pohledu bude úlovek velmi malý, nebo dokonce vůbec žádný. Od tohoto počátečního zkreslení je očištěn graf '''Long term catch''', který začíná počítat až od kroku 10 000, takže ukazuje dlouhodobý a udržitelný úlovek při nastavených parametrech.
** Grafy '''Fish population''' a '''Fish atributes''' se oba týkají populace ryb, ale kvůli zcela odlišným řádům nejsou vyobrazeny jako jeden.
*** '''Fish population''' zobrazuje parametr ''Number of fishes'', který popisuje celkový počet ryb v oceánu, zatímco parametr ''Mass of fishes'' vykresluje celkovou hmotnost všech ryb v oceánu v součtu. Pokud jsou tyto dva výsledky velmi blízko, znamená to, že ryby jsou velmi malé a průměrná velikost ryby je blízko 1. Naopak pokud jsou od sebe tyto parametry velmi vzdálené, poukazuje to na skutečnost, že ryby v oceánu jsou opravdu velké.
*** '''Fish atributes''' se zaměřuje na průměrné parametry ryb. ''Average max size'' vyobrazuje “gen” velikosti ryb. Jde totiž o maximální velikost, které mohou ryby dorůst. Tato vlastnost může být zásadně ovlivněna velikostí ok sítí, které vyvíjí evoluční tlak na zmenšování maximální velikosti ryb.
* '''Mapa''' slouží ke grafickému vyobrazení simulace a má rozměry 300x300 polí, což je poměrně vysoké číslo, ale jelikož v simulaci nepracuji se samotnými dlaždicemi, nemá to negativní dopad na výkon simulace.

== Agenti modelu ==
* '''Lodě''' reprezentují rybáře lovící v oceánu. Počet lodí, které se vygenerují, je závislý na nastavení parametru ''number-of-ships'', mají velikost 15 a generují se na náhodné pozici v oceánu s náhodnou orientací.
* '''Ryby''' se stejně jako rybářské lodě generují na náhodných pozicích a s náhodnou orientací, mají tvar ryby, modrou barvu a tři zajímavé parametry ''max-size'', který udává jejich maximální “genetickou” velikost. Jde o maximální velikost, do které může ryba dorůst a na začátku se u každé ryby generuje náhodně na základě globálních parametrů ''breed-max-size'' a ''breed-min-size'', které udávají rozsah ve kterém se může ''max-size'' vygenerovat. V našem případě se počáteční ''max-size'' může pohybovat od 1 do 10 a může nabývat i desetinných čísel. V moment, kdy je definována maximální velikost, do které může ryba dorůst, je potřeba vygenerovat její počáteční velikost. Ta se opět generuje náhodně v rozsahu mezi ''breed-min-size'' a ''max-size''. Poslední parametr, který ryby mají, je ''Reproduce-cooldown'', což je odpočet, který odpočítává za jak dlouho ryba zplodí potomka. Tento parametr se u první generace ryb generuje náhodně, aby se ryby rozmnožovaly postupně a ne po vlnách, což je důležité pro plynulost simulace.
== Parametry modelu ==
Model má celou řadu parametrů - některé z nich se nastavují při setupu v kódu a nejsou určeny k přenastavování uživatelem. Opravdu rýpavý uživatel si s nimi hrát může, ale hrozí, že po jeho zásahu nebude simulace správně fungovat, nebo bude enormně náročná na výpočetní výkon simulace. Těmito parametry jsou ''breed-max-size'', ''breed-min-size'', počet vygenerovaných ryb a ''ocean-capacity'', který slouží pouze ke snížení množství ryb v simulaci kvůli velkým výpočetním požadavkům v situaci, kdy je ryb velké množství.
Parametry, které jsou určeny pro uživatele simulace, jsou ''number-of-ships'' a ''net-size''
* '''number-of-ships''' udává množství lodí v simulaci. Může nabývat hodnot od 0 (ekosystém si žije vlastním životem) do 100. Výsledky simulace se efektivně mění do 40 lodí a dále jsou výsledky již velmi podobné. Ideální by bylo, pokud by NetLogo umožňovalo nastavit přírůstky o 1 mezi 0 až 40 a mezi 41 až 100 například po pěti. Tuto funkci bohužel NetLogo nemá a proto jsou výsledky velmi podobné ve více než půlce rozsahu tohoto parametru. Na tuto skutečnost je nutné myslet při generování výsledků.
* '''net-size''' ovlivňuje jak velké ryby budou lodí uloveny. Může nabývat hodnot v rozsahu 1 až 10. Hodnotu 0 jsem z možností vyřadil, jelikož v reálu není možné vytvořit funkční síť s nulovou velikostí ok a také kvůli tomu, že v žádném bodě simulace nemohou ryby nabývat menší velikosti než 1. Tento limit jsem se rozhodl implementovat, jelikož ryby s menší velikostí než 1 nejsou v simulaci takřka vidět (ryba má velikost jednoho pixelu). Oka v sítích mohou mít velikost sítí jen celá čísla, jelikož jemnější škála už na výsledky simulace nemá velký vliv, ale pokud by se simulací chtěl někdo experimentovat, je možné tuto škálu nastavit na libovolný počet desetinných míst.

== Metody modelu ==
* '''setup''' slouží k vygenerování počátečního stavu simulace. Vyčistí se během ní všechny hodnoty z předchozího běhu simulace, nastaví se ''breed-max-size'', ''breed-min-size'' a ''ocean-capacity''. Následně se zavolají funkce k vygenerování lodí a ryb (v našem případě 500).
** '''setup-ships''' je velmi jednoduchá metoda, která vygeneruje počet lodí na základě parametru ''number-of-ships'', nastaví jim náhodnou pozici v oceánu a velikost 15.
** '''setup-fishes''' vytvoří požadovaný počet ryb, každá z nich se vygeneruje na náhodné pozici, nastaví se jí náhodně ''max-size'' v rozsahu 1 až 10 a následně se nastaví aktuální rychlost ryby v rozsahu 1 až ''max-size''. V dalším kroku se náhodně vygeneruje ''reproduce-cooldown'' v rozsahu 0 až 500 + total-fish-mass*2. Horní limit by šel v našem případě nastavit na konkrétní číslo, ale pokud by uživatel zkoušel měnit počet ryb vygenerovaných na začátku, tak to bude v ''reproduce-cooldown'' zohledněno. Nakonec se rybám nastaví tvar “fish” a modrá barva.
* '''go''' uvádí celou simulaci do pohybu a opakuje se stále dokola. Začíná podmínkou, která simulaci zastaví v cyklu 20 000, aby bylo možné odečíst výsledky simulace vždy ve stejný čas. Počet cyklů je možné libovolně změnit, nedoporučuji ho však snižovat k hranici 10 000 a už vůbec ne pod ní, jelikož by se tím zmenšila přesnost výsledků, případně by simulace nevytvořila výsledky žádné. Po kontrole této podmínky se započíta další tick.
** '''count-average-size''', '''count-average-max-size''' a '''count-total-fish-mass''' metody slouží pouze k odečtení sledovaných parametrů. V metodě ''average-size'' se počítá průměrná velikost všech ryb, metoda ''average-max-size'' slouží k vypočtení průměrné maximální velikosti a ''total-fish-mass'' sečte hmotnost všech ryb v oceánu.
** '''move-fishes''' zajišťuje pohyb a další funkce ryb. Každá ryba si nejdříve zkontroluje, jestli nebyla snědena, poté se pokusí reprodukovat, následně kousek povyroste a nakonec se posune dopředu o vzdálenost 1.
*** '''be-eaten''' je metoda, která simuluje přirozené hynutí ryb v oceánu. Může jít o přirozenou smrt věkem, sežrání predátorem, neschopnost obstarat si potravu, uhynutí na nemoci a cokoliv dalšího. Metoda funguje na základě náhodného čísla, které když je menší než 1, tak je ryba sežrána a umírá. Toto náhodné číslo v sobě zohledňuje velikost ryby (větší ryba má menší šance, že bude sežrána), ''total-fish-mass'' (slouží k tomu, aby se ryby nepřemnožily. Pokud ryby v oceánu v součtu dosahují velké hmotnosti, je větší šance, že zahynou. Toto je snaha o implementaci nedostatku potravy), ''ocean-capacity'' (parametr, který slouží pouze k regulaci množství ryb kvůli výkonové náročnosti v situaci, kdy je v oceánu příliš mnoho ryb).
*** '''reproduce''' začíná podmínkou, kde se kontroluje, jestli už vypršel odpočet pro reprodukci. Pokud ano, musí ryba splnit ještě jednu podmínku, kdy musí být větší nebo stejně velká jako je náhodné číslo z její maximální velikosti. Tento krok je snahou o implementaci toho, aby nedospělé ryby nemohly plodit potomky a protože nechci v simulaci definovat věk ryby, kdy se může množit, udělal jsem to pomocí této náhody. Pokud ryba splní všechny tyto podmínky, tak zplodí potomka - ten se vytváří velmi podobně jako se vytvářely ryby na začátku, s výjimkou generování ''max-size''. Tento parametr totiž potomek přejímá po svém předkovi s tím, že může být až o 1 větší, nebo menší, než byl u rodiče. Pokud je však velikost větší, než ''breed-max-size'', tak se uměle zmenší na maximální hodnotu a naopak pokud je velikost menší než ''breed-min-size'', velikost se opět uměle zvětší na minimum. Tímto děděním je zajištěna velmi zjednodušená evoluce, která umožňuje selekci ryb s maximální velikostí nejvhodnější pro nastavené parametry. Aktuální velikost nově narozené ryby je desetinou její maximální velikosti a její ''reproduce-cooldown'' je náhodné číslo od nuly do minimálně jednoho tisíce + ''total-fish-mass'' krát ''ocean-capacity''. Tento složitý výpočet slouží opět k tomu, aby se nově narozené ryby množily pomaleji ve chvíli, kdy už je jejich populace přemnožená a ''ocean-capacity'' opět slouží k umělému snížení množství ryb z důvodu výpočetní náročnosti. Po narození potomka si ryba rodič opět znovu nastaví ''reproduce-cooldown'' a zahájí se nový odpočet do dalšího rozmnožování. Ten je generován náhodně od 0 do minimálně 200 + ''total-fish-mass'' krát ''ocean-capacity''. Na konci celé ''reproduce'' funkce se sníží ''reproduce-cooldown'' o aktuální velikost ryby. Opět jsou zvýhodněy ryby, které mají větší velikost, jelikož se jejich odpočet odečítá rychleji.
*** '''grow''' je velmi jednoduchá metoda, která zajišťuje pouze růst ryb. Pokud je ryba menší, než je její ''max-size'', tak povyroste o poměr její maximální velikosti ku aktuální velikosti (mladší ryby rostou rychleji, než starší ryby) a to celé se ještě vydělí 100, aby ryby nerostly příliš rychle.
** '''move-ships''' vdechuje život rybářským lodím. Každá loď se posune o vzdálenost 2 dopředu a následně u všech ryb zkontroluje, jestli jsou k lodi blíže než 5 a jestli je jejich velikost větší, než velikost ok sítí, pokud ano, ryba je chycena a umírá. Velikost ryby se přičítá k celkovému úlovku a pokud je kolo simulace větší než 10 000, tak se velikost ryby přičítá i k ''long-term-catch'', který slouží jako hlavní sledovaná metrika této simulace.
= Výsledky simulace =
Jelikož NetLogo neumí exportovat množství výsledků naráz (nebo o tom alespoň nevím), tak tvorba dat pro mou simulaci byla zdlouhavá manuální práce, nicméně výsledky jsou opravdu velmi zajímavé. Rozhodl jsem se vygenerovat data pro všechny velikosti ok sítí a mnoho variant množství lodí. Od 1 do 40 lodí jsem generoval výsledky pro každou jednu kombinaci od 40 do 50 jsem vygeneroval pět variant následně jsem se zaměřil jen na 55, 60, 70, 80, 90 a 100 lodí, jelikož výsledky v těchto vysokých počtech lodí se mění již velmi pomalu. Výsledky vykazují předvídatelný trend - pokud rybáři loví ryby příliš agresivně, škodí tím rybímu ekosystému a v dlouhodobém horizontu naloví méně ryb. K tomuto závěru dojde každý bez velkého přemýšlení, ale výsledky simulace celou problematiku hodně osvětlily a poukázaly na mnoho zajímavých skutečností.
== Strategie rybářů ==
Na situaci rybářů se dá nahlížet z několika pohledů. Prvním je snaha dosáhnout co největšího úlovku v součtu (například v situaci, kdy většina rybářských lodí patří jedné velké společnosti, která si platí velmi levnou pracovní sílu a zajímá ji jen a pouze maximalizace vyloveného množství ryb). Druhým pohledem je co největší úlovek na jednu rybářskou loď (jde o situaci, kdy rybáři rybaří sami za sebe a jde jim o maximalizaci svého vlastního úlovku).
* '''Největší celkový úlovek'''
[[File:Joho00_celkovy-ulovek.png|thumb|900px|right|Celkový úlovek všech lodí]]
Nejlepších výsledků může rybářský průmysl dosáhnout, když se bude lodí oceánem plavit poměrně málo, ale zato budou lovit i velmi malé ryby. Jde totiž o situaci, kdy rybolov není natolik intenzivní, aby se vytvářel evoluční tlak na zmenšování ryb. Ryby na rybáře naráží tak málo, že se jim absolutně nevyplatí jim přizpůsobovat svou velikost, jelikož benefity z jejich velikosti zásadně převažují benefity uprchnutí rybářům. Rybáři navíc loví všechny ryby nehledě na jejich velikost, takže i kdyby se ryby zmenšily, výhodu nad rybáři by tím nezískaly. Tato strategie malých ok funguje pokud rybářů není příliš mnoho. Pokud se jich oceánem začne plavit příliš, rybám se již může vyplatit svou velikost přizpůsobit, nebo pokud rybáři budou intenzivně lovit i velmi malé ryby, může dojít k úplnému vylovení druhu, což z dlouhodobého pohledu povede ke zcela nulovým ziskům.
Pokud jde o rybolov v chudé oblasti, kde je jedinou obživou lidí rybolov, může nastat situace, kdy je rybářů příliš mnoho, jelikož na tom záleží jejich přežití. V takovou chvíli je nutné, aby rybáři zvětšili oka v sítích, aby nezničili ekosystém. Vzniká tak paradoxní situace, kdy rybáři záměrně nachytají méně ryb, aby jich ulovili více. V tuto chvíli je rybářů příliš mnoho a mají zásadní vliv na populaci ryb, které svou velikost přizpůsobují velikosti sítí, jediné ryby, které rybáři naloví jsou ty, které “omylem” narostou do takové velikosti, že se již chytí do sítí. Pro vysvětlení předpokládejme, že jedna z deseti ryb doroste takové velikosti, aby mohla být chycena v sítích. Rybářům se vyplatí chovat se tak, aby se tento boj o jednu z deseti dostatečně velkých ryb vedl v oceánu, kde jsou sítě i ryby velké, jelikož jedna ulovená ryba rybáři přinese více masa, které může prodat.
Nejhorší možný scénář (ale bohužel ten v realitě nejpravděpodobnější) nastává, když je rybářů příliš mnoho a pro maximalizaci svého osobního užitku se snaží velikost ok zmenšovat, aby ulovili více než konkurence. To vytváří velký evoluční tlak na zmenšování ryb a může vést i k úplnému zhroucení ekosystému. V obou případech na situaci tratí nejen rybáři, ale i populace ryb a potažmo celý ekosystém oceánu.
* '''Největší úlovek jednotlivce'''
[[File:Joho00_ulovek-na-lod.png|thumb|900px|right|Celkový úlovek všech lodí]]
Maximalizace úlovku jednotlivce se na první pohledu jeví jako ten nejlepší přístup, výsledky však ukazují, že není možné se tímto přístupem řídit. Největšího výdělku na jednu loď by totiž rybáři dosáhli, pokud by se oceánem plavila pouze jedna jediná loď, která loví ryby absolutně všech velikostí. Jedna taková loď by neulovila tolik ryb, aby měla dopad na ekosystém a zároveň by se plavila nejméně vyloveným, nejzdravějším oceánem, který je plný velkých ryb. Pokud by se oceánem plavily dvě lodě, nastávaly by situace, kdy se musí o oceán dělit a ryby vylovené jedním rybářem by již nemohl ulovit druhý rybář. Je jasné, že není možné, aby bylo celé lidstvo zásobováno rybami z jedné jediné rybářské lodě a proto je tento přístup nepoužitelný. Jediný možný scénář, kdy je tento pohled aplikovatelný je v situaci, kdy jeden rybář vlastní jednu rybářskou loď a velké jezero a uvažuje, jestli dá svolení k rybolovu ve svém jezeře ještě někomu dalšímu.
== Významné jevy ==
V tabulce objemu vylovených ryb jsou vidět dvě zajímavé oblasti a jeden ostrý přechod. Jde o velmi zajímavé jevy, které v simulaci nastávají a je možné je aplikovat i na rybolov ve skutečném světě
* '''Kritická hranice'''
[[File:Joho00_kriticka-hranice.png|thumb|450px|right|Kritická hranice]]
je asi nejzajímavější z výsledků simulace. V datech je vidět ostrá hrana, kdy stačí jen drobná změna parametrů a výsledky simulace jsou radikálně odlišné. Jde o hranici, kde se populace ryb “rozhoduje” mezi strategií ''být co největší'' a strategií ''přizpůsobit se velikosti ok''. Pod/napravo od této čáry je vidět situace, kdy je rybolov natolik intenzivní, že se rybám vyplácí svou velikost přizpůsobit velikosti ok sítí a ryby se začínají zmenšovat, aby intenzivnímu rybolovu unikly. Rybolov by se měl vždy snažit být nad touto hranicí. Pokud už se ale rybáři dostanou pod tuto hranici, je nutné aby oka v jejich sítích byla velká, aby se ryby nezačaly zmenšovat do fáze, kdy bude v oceánu plavat málo ryb, které budou ještě ke všemu velmi malé, nebo aby nedošlo ke kompletnímu vyhubení druhu.
** '''Být co největší''' je strategie, kdy převládají benefity z velikosti ryb nad hrozbou rybářů. To může být z několika důvodů.
*** '''1)''' Rybáři mají malá oka, takže by se populace ryb musela zmenšit o hodně a nevýhody spojené s jejich malými rozměry převažují schopnost utéct z rybářských sítí.
*** '''2)''' Rybáři mají větší oka, ale oceánem se jich plaví málo. Rybám by se sice vyplatilo se zmenšit, aby sítěmi proplavaly, ale šance, že v oceánu narazí na loď je tak malá, že benefity z velikosti přesahují riziko ulovení.
** '''Přizpůsobit se velikosti ok''' je strategie, která se vyznačuje většími benefity z přizpůsobení své velikosti velikosti ok, jelikož rybáři představují větší hrozbu, než přirození predátoři.
*** '''1)''' Rybáři mají příliš velká oka a proto se rybám vyplatí zmenšit svou maximální velikost a tím uprchnout ze sítí za cenu mírného znevýhodnění v běžném životě.
*** '''2)''' Rybářů je příliš mnoho a ryby, které jsou větší, než oka v sítích narazí na rybáře příliš rychle a velká ryba nestihne ze své velikosti vytěžit tolik, aby se jí vyplatilo stát se obětí rybářů. Pokud by bylo rybářů málo, tak velká ryba sice bude dříve či později ulovena, ale během toho stihne zplodit dost potomků, aby se jí toto riziko vyplatilo podstoupit.
* '''Zóna udržitelnosti''' [[File:Joho00_zona-udrzitelnosti.png|thumb|450px|left|Zóna udržitelného rybolovu]]Jde o zónu, která je pro rybolov ideální. Zdravým oceánem se plaví relativně malé množství lodí, takže nemají velký vliv na ekosystém. Rybáři na těchto lodích loví velmi agresivně, díky čemuž mají velký úlovek. Celkový úlovek všech rybářů v součtu je zde uplně nejlepší. Pokud by rybářů bylo méně, či více, tak by se celkový objem vylovených ryb by se pouze snižoval. Stejného výsledku by se dosáhlo i pokud by rybáři zásadně zvětšili oka svých sítí. Jelikož nepředstavují pro ekosystém hrozbu, není nutné, aby brali ohledy na velikost lovených ryb.
* '''Ničení ekosystému''' [[File:Joho00_niceni-ekosystemu.png|thumb|450px|right|Zóna ničení ekosystému]]
Zóna v tabulce vpravo nahoře je zcela nejhorší možná situace. Jde o situaci, kdy je v oceánu málo ryb, které dorůstají malých rozměrů, a jež se snaží lovit obrovské množství zoufalých rybářů, kteří musí mít velmi malá oka v sítích, aby měli alespoň nějaký úlovek. Ryby jsou malé, takže hůře rostou, méně se množí a je jich málo, takže se jejich populace rozrůstá jen velmi pomalu. V této zóně hrozí totální vyhubení ryb a snížení úlovku na nulu.
= Ke stažení =
Zdrojový kód:[[File:Rybolov.nlogo]]

Tabulka s výslednými daty:[[File:JohanisData.xlsx]]

=Zdroje=
<references/>

SS 2020/2021/cs

2021-06-13T15:05:25Z

Joho00: Přesunutí "(Netlogo)" mimo odkaz

{{DISPLAYTITLE:LS 2020/2021}}

Semestrální práce (simulace) z letního semestru 2020/2021. Sem přidejte odkaz na stránku s Vaší prací.
Nejprve je třeba nechat schválit [[Assignment SS 2020/2021/cs|zadání práce]].

=Vypracovaná témata LS 2020/2021=
* [http://www.simulace.info/index.php/User:Pirm01 Simulácia darcovského centra (Simprocess)] - Marko Pira
* [https://cs.wikipedia.org/wiki/Real-time_simulace Real-time simulace] (Wikipedia) - Tibor vondrášek
* [https://cs.wikipedia.org/wiki/Leteck%C3%BD_simul%C3%A1tor Letecký simulátor] (Wikipedie) - Jakub Racek
* [http://www.simulace.info/index.php/Optimalizace_skladov%C3%BDch_z%C3%A1sob_inkoust%C5%AF Optimalizace skladových zásob inkoustů] (Microsoft Excel) - Iveta Kleníková
* [http://www.simulace.info/index.php/Simulace_malos%C3%A9riov%C3%A9_v%C3%BDroby_metodou_3D_tisku Simulace malosériové výroby metodou 3D tisku] (Simprocess) - Kateřina Zemánková
* [http://www.simulace.info/index.php/Simulace_elektrizacni_site Simulace elektrizační sítě v ČR] (Vensim) - Michaela Tauchmanová
* [http://www.simulace.info/index.php/Simulace_migrace_populace_do_EU Simulace migrace populace do EU] (Vensim) - Martina Riegerová
* [http://www.simulace.info/index.php/Odstranování_mechu_z_trávníku Odstranování_mechu_z_trávníku] (NetLogo) - Marek Vávra
* [http://www.simulace.info/index.php/Nalezen%C3%AD_nejide%C3%A1ln%C4%9Bj%C5%A1%C3%ADho_mno%C5%BEstv%C3%AD_n%C3%A1pojov%C3%BDch_st%C3%A1nk%C5%AF_a_TOITOI_na_hudebn%C3%ADch_festivalech Nalezení nejideálnějšího množství nápojových stánků a TOITOI na hudebních festivalech] (NetLogo) - Aneta Váňová
* [http://www.simulace.info/index.php/Simulace_pr%C5%AFb%C4%9Bhu_masov%C3%A9_st%C5%99elby Simulace průběhu masové střelby] (NetLogo) - Jiří Mareš
* [http://www.simulace.info/index.php/Simulace_v%C3%BDvoje_epidemie_Covid_19_na_v%C3%BDletn%C3%AD_lodi_Diamond_Princess Simulace vývoje epidemie Covid 19 na výletní lodi Diamond Princess] (NetLogo) - Martin Šatra
* [http://www.simulace.info/index.php/User:Joho00 Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb] - (Netlogo) Otakar Johanis

SS 2020/2021/cs

2021-06-13T15:04:51Z

Joho00: Přidání mé práce

User:Joho00

2021-06-13T15:02:28Z

Joho00: Přidání ke stažení

{{DISPLAYTITLE:Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb (Netlogo)}}

__TOC__

= Zadání =

Simulace bude představovat průmyslový rybolov v oceánech, který se negativně projevuje na množství a velikosti ryb, které je následně možné lovit, čímž se zmenšuje úlovek a je nutné rybařit stále intenzivněji pro udržení objemu úlovku.

Při nadměrném rybolovu nejsou schopny ryby udržovat svou populaci a postupně jich ubývá. Vlivem velikost ok v sítích se také vytváří evoluční tlak na velikost ryb, které se mezi generacemi zmenšují, jelikož pak mají větší šanci utéct ze sítí. Pokud ale rybáři zmenší velikost ok v sítích, mohou nastávat situace, že budou loveny nedospělé ryby, které ještě nestihly zplodit potomky, čímž se množství ryb v příští sezóně snižuje. Nastává zde souboj mezi velikostí a množstvím ryb proti velikosti ok a objemu úlovku rybářů

'''Autor'''
Otakar Johanis

'''Typ modelu'''
Multiagentní

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Agenti'''

* Rybářské lodě - Loví ryby v oceánech, je možné nastavit množství lodí a velikost ok sítí

* Ryby - První generace ryb má aktuální i maximální velikost náhodou a v průběhu simulace se vlivem prostředí velikost ryb přizpůsobí podmínkám, ve kterých žijí. Menší ryba poskytne rybářské lodi menší úlovek, má větší šanci rybáři utéct a nenechat se chytit, ale pomaleji se rozmnožuje a má větší šanci, že zahyne (například ji sežere nějaký predátor). Ryby v průběhu času plodí potomky, kteří přijímají velikost svého předka ovlivněnou náhodou. Menší ryby jsou ale snazší kořistí predátorů v oceánech a proto se množí pomaleji, než velké ryby.

'''Parametry modelu'''

* Množství rybářských lodí

* Velikost ok sítí

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je najít optimální limity objemu vylovených ryb a velikosti ok sítí, aby bylo rybářství z dlouhodobého pohledu udržitelné a nevedlo k devastaci rybích populací v oceánech.

= Popis problematiky =

Průmyslový rybolov je celosvětově velmi rozsáhlý a v posledních desetiletích přestává být udržitelným. Ekosystémy oceánů a moří začínají strádat a velikost ryb se začíná zmenšovat, čímž se každoročně zmenšuje úlovek rybářů. Z dlouhodobého pohledu je nutné rybaření omezit tak, aby bylo udržitelné. Udržitelnosti se dá dosáhnout vícero způsoby.
* '''Množství lodí''' které v oceánech loví ryby. Za tímto parametrem se může skrývat objem nalovených ryb, množství vydaných rybářských povolení, nebo kapacita rybářských lodí. Jde v podstatě pouze o to, jak často se ryby budou setkávat s rybářskými loděmi - větší množství rybářských lodí, delší rybářské sezóny, nebo větší úložný prostor na lodích jsou již druhotné parametry.
* '''Velikost ok sítí''' má velký dopad na populaci ryb. Nikoli však na počet ryb, ale na jejich velikost. Menší ryby totiž mají větší šanci utéct skrz velká oka, zatímco velké ryby ze sítí neutečou. To znamená, že menší ryby mají větší šanci přežít v oceánu a větší šanci zplodit potomstvo a tím předat potomkům svou menší velikost. Taková menší velikost však rybám přináší komplikace v běžném životě, jelikož jsou například snazším cílem predátorů, mohou hůře bojovat o potravu a podobně. Díky evoluci byla jejich velikost perfektní pro prostředí ve kterém žily a přinášela jim nejvíce benefitů. O tyto benefity menší ryby přichází, kvůli čemuž je jejich přirozený život těžší. Menší oka sítí tedy vytváří evoluční tlak na ryby, které se snaží přizpůsobit svou velikost, aby ze sítí dokázaly uprchnout.

= Návrh simulace =

Pomocí programu NetLogo jsem vytvořil oceán, ve kterém plavou ryby a lodě. Lodě loví ryby určité velikosti. Ryby postupně rostou a množí se. Potomek ryby se vždy narodí malý, ale dědí maximální velikost svého rodiče, do které může v průběhu života dorůst. Větší ryby se množí rychleji, ale menší ryby mohou uprchnout rybářům a navíc mají větší šanci, že samovolně zahynou (například že je sežere predátor, nebo si nedokáží obstarat dost potravy). Tento stav vytváří prostředí, kdy ryby s větší maximální velikostí mají lepší podmínky pro přežití a reprodukci, takže se na základě evolučního tlaku snaží být co největší. Druhý faktor jsou rybáři, kteří loví ryby jen určité velikosti z čehož benefitují menší ryby, takže mají tendenci zmenšovat se, aby unikly rybářským sítím.

= Popis modelu =
[[File:Joho00_model.png|thumb|600px|right|Ukázka modelu rybolovu]]
Simulace v NetLogu, kterou je možné vidět v obrázku vpravo, se skládá z několika ovládacích prvků, nastavování parametrů, grafů s výsledky a samotné grafické vyobrazení simulace.
* '''Tlačítka''' ''setup'' a ''go'' slouží k vygenerování ryb a lodí v oceánu a následnému spuštění samotné simulace, případně pozastavení simulace..
* '''Parametry''' ''number-of ships'' a ''net-size'' slouží k nastavení simulace. ''number-of-ships'' udává počet lodí, které budou v rámci simulace plout oceánem a ''net-size'' udává velikost ok rybářských sítí, čili určuje, které ryby budou lodí uloveny a které nikoli.
* '''Results''' obsahují celou řadu čísel a grafů, které slouží k vyhodnocení výsledků simulace
** Nejdůležitějším výsledkem je '''Long term catch''', který udává velikost úlovku všech rybářů po doběhnutí simulace (ta trvá 20 000 kroků, přičemž ''Long term catch'' se začíná počítat až od kroku 10 000, jelikož do té doby může stále docházet k vývoji stabilního ekosystému na základě nastavených parametrů).
** Graf '''Catch''' vyobrazuje množství úlovku. Jsou v něm vidět dva výsledky. ''Catch'' vyobrazuje celkový úlovek od prvního cyklu simulace. Zde je často vidět velký, či naopak malý úlovek na začátku simulace, dokud se ekosystém nepřizpůsobí nastaveným parametrům. Pokud simulace poběží krátkou dobu, je možné vidět, že výsledky velmi agresivního rybolovu budou velmi dobré, jelikož rybáři na začátku vyloví obrovské množství ryb a zdecimují ekosystém. Ten nebude produkovat dost ryb a z dlouhodobého pohledu bude úlovek velmi malý, nebo dokonce vůbec žádný. Od tohoto počátečního zkreslení je očištěn graf '''Long term catch''', který začíná počítat až od kroku 10 000, takže ukazuje dlouhodobý a udržitelný úlovek při nastavených parametrech.
** Grafy '''Fish population''' a '''Fish atributes''' se oba týkají populace ryb, ale kvůli zcela odlišným řádům nejsou vyobrazeny jako jeden.
*** '''Fish population''' zobrazuje parametr ''Number of fishes'', který popisuje celkový počet ryb v oceánu, zatímco parametr ''Mass of fishes'' vykresluje celkovou hmotnost všech ryb v oceánu v součtu. Pokud jsou tyto dva výsledky velmi blízko, znamená to, že ryby jsou velmi malé a průměrná velikost ryby je blízko 1. Naopak pokud jsou od sebe tyto parametry velmi vzdálené, poukazuje to na skutečnost, že ryby v oceánu jsou opravdu velké.
*** '''Fish atributes''' se zaměřuje na průměrné parametry ryb. ''Average max size'' vyobrazuje “gen” velikosti ryb. Jde totiž o maximální velikost, které mohou ryby dorůst. Tato vlastnost může být zásadně ovlivněna velikostí ok sítí, které vyvíjí evoluční tlak na zmenšování maximální velikosti ryb.
* '''Mapa''' slouží ke grafickému vyobrazení simulace a má rozměry 300x300 polí, což je poměrně vysoké číslo, ale jelikož v simulaci nepracuji se samotnými dlaždicemi, nemá to negativní dopad na výkon simulace.

== Agenti modelu ==
* '''Lodě''' reprezentují rybáře lovící v oceánu. Počet lodí, které se vygenerují, je závislý na nastavení parametru ''number-of-ships'', mají velikost 15 a generují se na náhodné pozici v oceánu s náhodnou orientací.
* '''Ryby''' se stejně jako rybářské lodě generují na náhodných pozicích a s náhodnou orientací, mají tvar ryby, modrou barvu a tři zajímavé parametry ''max-size'', který udává jejich maximální “genetickou” velikost. Jde o maximální velikost, do které může ryba dorůst a na začátku se u každé ryby generuje náhodně na základě globálních parametrů ''breed-max-size'' a ''breed-min-size'', které udávají rozsah ve kterém se může ''max-size'' vygenerovat. V našem případě se počáteční ''max-size'' může pohybovat od 1 do 10 a může nabývat i desetinných čísel. V moment, kdy je definována maximální velikost, do které může ryba dorůst, je potřeba vygenerovat její počáteční velikost. Ta se opět generuje náhodně v rozsahu mezi ''breed-min-size'' a ''max-size''. Poslední parametr, který ryby mají, je ''Reproduce-cooldown'', což je odpočet, který odpočítává za jak dlouho ryba zplodí potomka. Tento parametr se u první generace ryb generuje náhodně, aby se ryby rozmnožovaly postupně a ne po vlnách, což je důležité pro plynulost simulace.
== Parametry modelu ==
Model má celou řadu parametrů - některé z nich se nastavují při setupu v kódu a nejsou určeny k přenastavování uživatelem. Opravdu rýpavý uživatel si s nimi hrát může, ale hrozí, že po jeho zásahu nebude simulace správně fungovat, nebo bude enormně náročná na výpočetní výkon simulace. Těmito parametry jsou ''breed-max-size'', ''breed-min-size'', počet vygenerovaných ryb a ''ocean-capacity'', který slouží pouze ke snížení množství ryb v simulaci kvůli velkým výpočetním požadavkům v situaci, kdy je ryb velké množství.
Parametry, které jsou určeny pro uživatele simulace, jsou ''number-of-ships'' a ''net-size''
* '''number-of-ships''' udává množství lodí v simulaci. Může nabývat hodnot od 0 (ekosystém si žije vlastním životem) do 100. Výsledky simulace se efektivně mění do 40 lodí a dále jsou výsledky již velmi podobné. Ideální by bylo, pokud by NetLogo umožňovalo nastavit přírůstky o 1 mezi 0 až 40 a mezi 41 až 100 například po pěti. Tuto funkci bohužel NetLogo nemá a proto jsou výsledky velmi podobné ve více než půlce rozsahu tohoto parametru. Na tuto skutečnost je nutné myslet při generování výsledků.
* '''net-size''' ovlivňuje jak velké ryby budou lodí uloveny. Může nabývat hodnot v rozsahu 1 až 10. Hodnotu 0 jsem z možností vyřadil, jelikož v reálu není možné vytvořit funkční síť s nulovou velikostí ok a také kvůli tomu, že v žádném bodě simulace nemohou ryby nabývat menší velikosti než 1. Tento limit jsem se rozhodl implementovat, jelikož ryby s menší velikostí než 1 nejsou v simulaci takřka vidět (ryba má velikost jednoho pixelu). Oka v sítích mohou mít velikost sítí jen celá čísla, jelikož jemnější škála už na výsledky simulace nemá velký vliv, ale pokud by se simulací chtěl někdo experimentovat, je možné tuto škálu nastavit na libovolný počet desetinných míst.

== Metody modelu ==
* '''setup''' slouží k vygenerování počátečního stavu simulace. Vyčistí se během ní všechny hodnoty z předchozího běhu simulace, nastaví se ''breed-max-size'', ''breed-min-size'' a ''ocean-capacity''. Následně se zavolají funkce k vygenerování lodí a ryb (v našem případě 500).
** '''setup-ships''' je velmi jednoduchá metoda, která vygeneruje počet lodí na základě parametru ''number-of-ships'', nastaví jim náhodnou pozici v oceánu a velikost 15.
** '''setup-fishes''' vytvoří požadovaný počet ryb, každá z nich se vygeneruje na náhodné pozici, nastaví se jí náhodně ''max-size'' v rozsahu 1 až 10 a následně se nastaví aktuální rychlost ryby v rozsahu 1 až ''max-size''. V dalším kroku se náhodně vygeneruje ''reproduce-cooldown'' v rozsahu 0 až 500 + total-fish-mass*2. Horní limit by šel v našem případě nastavit na konkrétní číslo, ale pokud by uživatel zkoušel měnit počet ryb vygenerovaných na začátku, tak to bude v ''reproduce-cooldown'' zohledněno. Nakonec se rybám nastaví tvar “fish” a modrá barva.
* '''go''' uvádí celou simulaci do pohybu a opakuje se stále dokola. Začíná podmínkou, která simulaci zastaví v cyklu 20 000, aby bylo možné odečíst výsledky simulace vždy ve stejný čas. Počet cyklů je možné libovolně změnit, nedoporučuji ho však snižovat k hranici 10 000 a už vůbec ne pod ní, jelikož by se tím zmenšila přesnost výsledků, případně by simulace nevytvořila výsledky žádné. Po kontrole této podmínky se započíta další tick.
** '''count-average-size''', '''count-average-max-size''' a '''count-total-fish-mass''' metody slouží pouze k odečtení sledovaných parametrů. V metodě ''average-size'' se počítá průměrná velikost všech ryb, metoda ''average-max-size'' slouží k vypočtení průměrné maximální velikosti a ''total-fish-mass'' sečte hmotnost všech ryb v oceánu.
** '''move-fishes''' zajišťuje pohyb a další funkce ryb. Každá ryba si nejdříve zkontroluje, jestli nebyla snědena, poté se pokusí reprodukovat, následně kousek povyroste a nakonec se posune dopředu o vzdálenost 1.
*** '''be-eaten''' je metoda, která simuluje přirozené hynutí ryb v oceánu. Může jít o přirozenou smrt věkem, sežrání predátorem, neschopnost obstarat si potravu, uhynutí na nemoci a cokoliv dalšího. Metoda funguje na základě náhodného čísla, které když je menší než 1, tak je ryba sežrána a umírá. Toto náhodné číslo v sobě zohledňuje velikost ryby (větší ryba má menší šance, že bude sežrána), ''total-fish-mass'' (slouží k tomu, aby se ryby nepřemnožily. Pokud ryby v oceánu v součtu dosahují velké hmotnosti, je větší šance, že zahynou. Toto je snaha o implementaci nedostatku potravy), ''ocean-capacity'' (parametr, který slouží pouze k regulaci množství ryb kvůli výkonové náročnosti v situaci, kdy je v oceánu příliš mnoho ryb).
*** '''reproduce''' začíná podmínkou, kde se kontroluje, jestli už vypršel odpočet pro reprodukci. Pokud ano, musí ryba splnit ještě jednu podmínku, kdy musí být větší nebo stejně velká jako je náhodné číslo z její maximální velikosti. Tento krok je snahou o implementaci toho, aby nedospělé ryby nemohly plodit potomky a protože nechci v simulaci definovat věk ryby, kdy se může množit, udělal jsem to pomocí této náhody. Pokud ryba splní všechny tyto podmínky, tak zplodí potomka - ten se vytváří velmi podobně jako se vytvářely ryby na začátku, s výjimkou generování ''max-size''. Tento parametr totiž potomek přejímá po svém předkovi s tím, že může být až o 1 větší, nebo menší, než byl u rodiče. Pokud je však velikost větší, než ''breed-max-size'', tak se uměle zmenší na maximální hodnotu a naopak pokud je velikost menší než ''breed-min-size'', velikost se opět uměle zvětší na minimum. Tímto děděním je zajištěna velmi zjednodušená evoluce, která umožňuje selekci ryb s maximální velikostí nejvhodnější pro nastavené parametry. Aktuální velikost nově narozené ryby je desetinou její maximální velikosti a její ''reproduce-cooldown'' je náhodné číslo od nuly do minimálně jednoho tisíce + ''total-fish-mass'' krát ''ocean-capacity''. Tento složitý výpočet slouží opět k tomu, aby se nově narozené ryby množily pomaleji ve chvíli, kdy už je jejich populace přemnožená a ''ocean-capacity'' opět slouží k umělému snížení množství ryb z důvodu výpočetní náročnosti. Po narození potomka si ryba rodič opět znovu nastaví ''reproduce-cooldown'' a zahájí se nový odpočet do dalšího rozmnožování. Ten je generován náhodně od 0 do minimálně 200 + ''total-fish-mass'' krát ''ocean-capacity''. Na konci celé ''reproduce'' funkce se sníží ''reproduce-cooldown'' o aktuální velikost ryby. Opět jsou zvýhodněy ryby, které mají větší velikost, jelikož se jejich odpočet odečítá rychleji.
*** '''grow''' je velmi jednoduchá metoda, která zajišťuje pouze růst ryb. Pokud je ryba menší, než je její ''max-size'', tak povyroste o poměr její maximální velikosti ku aktuální velikosti (mladší ryby rostou rychleji, než starší ryby) a to celé se ještě vydělí 100, aby ryby nerostly příliš rychle.
** '''move-ships''' vdechuje život rybářským lodím. Každá loď se posune o vzdálenost 2 dopředu a následně u všech ryb zkontroluje, jestli jsou k lodi blíže než 5 a jestli je jejich velikost větší, než velikost ok sítí, pokud ano, ryba je chycena a umírá. Velikost ryby se přičítá k celkovému úlovku a pokud je kolo simulace větší než 10 000, tak se velikost ryby přičítá i k ''long-term-catch'', který slouží jako hlavní sledovaná metrika této simulace.
= Výsledky simulace =
Jelikož NetLogo neumí exportovat množství výsledků naráz (nebo o tom alespoň nevím), tak tvorba dat pro mou simulaci byla zdlouhavá manuální práce, nicméně výsledky jsou opravdu velmi zajímavé. Rozhodl jsem se vygenerovat data pro všechny velikosti ok sítí a mnoho variant množství lodí. Od 1 do 40 lodí jsem generoval výsledky pro každou jednu kombinaci od 40 do 50 jsem vygeneroval pět variant následně jsem se zaměřil jen na 55, 60, 70, 80, 90 a 100 lodí, jelikož výsledky v těchto vysokých počtech lodí se mění již velmi pomalu. Výsledky vykazují předvídatelný trend - pokud rybáři loví ryby příliš agresivně, škodí tím rybímu ekosystému a v dlouhodobém horizontu naloví méně ryb. K tomuto závěru dojde každý bez velkého přemýšlení, ale výsledky simulace celou problematiku hodně osvětlily a poukázaly na mnoho zajímavých skutečností.
== Strategie rybářů ==
Na situaci rybářů se dá nahlížet z několika pohledů. Prvním je snaha dosáhnout co největšího úlovku v součtu (například v situaci, kdy většina rybářských lodí patří jedné velké společnosti, která si platí velmi levnou pracovní sílu a zajímá ji jen a pouze maximalizace vyloveného množství ryb). Druhým pohledem je co největší úlovek na jednu rybářskou loď (jde o situaci, kdy rybáři rybaří sami za sebe a jde jim o maximalizaci svého vlastního úlovku).
* '''Největší celkový úlovek'''
[[File:Joho00_celkovy-ulovek.png|thumb|900px|right|Celkový úlovek všech lodí]]
Nejlepších výsledků může rybářský průmysl dosáhnout, když se bude lodí oceánem plavit poměrně málo, ale zato budou lovit i velmi malé ryby. Jde totiž o situaci, kdy rybolov není natolik intenzivní, aby se vytvářel evoluční tlak na zmenšování ryb. Ryby na rybáře naráží tak málo, že se jim absolutně nevyplatí jim přizpůsobovat svou velikost, jelikož benefity z jejich velikosti zásadně převažují benefity uprchnutí rybářům. Rybáři navíc loví všechny ryby nehledě na jejich velikost, takže i kdyby se ryby zmenšily, výhodu nad rybáři by tím nezískaly. Tato strategie malých ok funguje pokud rybářů není příliš mnoho. Pokud se jich oceánem začne plavit příliš, rybám se již může vyplatit svou velikost přizpůsobit, nebo pokud rybáři budou intenzivně lovit i velmi malé ryby, může dojít k úplnému vylovení druhu, což z dlouhodobého pohledu povede ke zcela nulovým ziskům.
Pokud jde o rybolov v chudé oblasti, kde je jedinou obživou lidí rybolov, může nastat situace, kdy je rybářů příliš mnoho, jelikož na tom záleží jejich přežití. V takovou chvíli je nutné, aby rybáři zvětšili oka v sítích, aby nezničili ekosystém. Vzniká tak paradoxní situace, kdy rybáři záměrně nachytají méně ryb, aby jich ulovili více. V tuto chvíli je rybářů příliš mnoho a mají zásadní vliv na populaci ryb, které svou velikost přizpůsobují velikosti sítí, jediné ryby, které rybáři naloví jsou ty, které “omylem” narostou do takové velikosti, že se již chytí do sítí. Pro vysvětlení předpokládejme, že jedna z deseti ryb doroste takové velikosti, aby mohla být chycena v sítích. Rybářům se vyplatí chovat se tak, aby se tento boj o jednu z deseti dostatečně velkých ryb vedl v oceánu, kde jsou sítě i ryby velké, jelikož jedna ulovená ryba rybáři přinese více masa, které může prodat.
Nejhorší možný scénář (ale bohužel ten v realitě nejpravděpodobnější) nastává, když je rybářů příliš mnoho a pro maximalizaci svého osobního užitku se snaží velikost ok zmenšovat, aby ulovili více než konkurence. To vytváří velký evoluční tlak na zmenšování ryb a může vést i k úplnému zhroucení ekosystému. V obou případech na situaci tratí nejen rybáři, ale i populace ryb a potažmo celý ekosystém oceánu.
* '''Největší úlovek jednotlivce'''
[[File:Joho00_ulovek-na-lod.png|thumb|900px|right|Celkový úlovek všech lodí]]
Maximalizace úlovku jednotlivce se na první pohledu jeví jako ten nejlepší přístup, výsledky však ukazují, že není možné se tímto přístupem řídit. Největšího výdělku na jednu loď by totiž rybáři dosáhli, pokud by se oceánem plavila pouze jedna jediná loď, která loví ryby absolutně všech velikostí. Jedna taková loď by neulovila tolik ryb, aby měla dopad na ekosystém a zároveň by se plavila nejméně vyloveným, nejzdravějším oceánem, který je plný velkých ryb. Pokud by se oceánem plavily dvě lodě, nastávaly by situace, kdy se musí o oceán dělit a ryby vylovené jedním rybářem by již nemohl ulovit druhý rybář. Je jasné, že není možné, aby bylo celé lidstvo zásobováno rybami z jedné jediné rybářské lodě a proto je tento přístup nepoužitelný. Jediný možný scénář, kdy je tento pohled aplikovatelný je v situaci, kdy jeden rybář vlastní jednu rybářskou loď a velké jezero a uvažuje, jestli dá svolení k rybolovu ve svém jezeře ještě někomu dalšímu.
== Významné jevy ==
V tabulce objemu vylovených ryb jsou vidět dvě zajímavé oblasti a jeden ostrý přechod. Jde o velmi zajímavé jevy, které v simulaci nastávají a je možné je aplikovat i na rybolov ve skutečném světě
* '''Kritická hranice'''
[[File:Joho00_kriticka-hranice.png|thumb|450px|right|Kritická hranice]]
je asi nejzajímavější z výsledků simulace. V datech je vidět ostrá hrana, kdy stačí jen drobná změna parametrů a výsledky simulace jsou radikálně odlišné. Jde o hranici, kde se populace ryb “rozhoduje” mezi strategií ''být co největší'' a strategií ''přizpůsobit se velikosti ok''. Pod/napravo od této čáry je vidět situace, kdy je rybolov natolik intenzivní, že se rybám vyplácí svou velikost přizpůsobit velikosti ok sítí a ryby se začínají zmenšovat, aby intenzivnímu rybolovu unikly. Rybolov by se měl vždy snažit být nad touto hranicí. Pokud už se ale rybáři dostanou pod tuto hranici, je nutné aby oka v jejich sítích byla velká, aby se ryby nezačaly zmenšovat do fáze, kdy bude v oceánu plavat málo ryb, které budou ještě ke všemu velmi malé, nebo aby nedošlo ke kompletnímu vyhubení druhu.
** '''Být co největší''' je strategie, kdy převládají benefity z velikosti ryb nad hrozbou rybářů. To může být z několika důvodů.
*** '''1)''' Rybáři mají malá oka, takže by se populace ryb musela zmenšit o hodně a nevýhody spojené s jejich malými rozměry převažují schopnost utéct z rybářských sítí.
*** '''2)''' Rybáři mají větší oka, ale oceánem se jich plaví málo. Rybám by se sice vyplatilo se zmenšit, aby sítěmi proplavaly, ale šance, že v oceánu narazí na loď je tak malá, že benefity z velikosti přesahují riziko ulovení.
** '''Přizpůsobit se velikosti ok''' je strategie, která se vyznačuje většími benefity z přizpůsobení své velikosti velikosti ok, jelikož rybáři představují větší hrozbu, než přirození predátoři.
*** '''1)''' Rybáři mají příliš velká oka a proto se rybám vyplatí zmenšit svou maximální velikost a tím uprchnout ze sítí za cenu mírného znevýhodnění v běžném životě.
*** '''2)''' Rybářů je příliš mnoho a ryby, které jsou větší, než oka v sítích narazí na rybáře příliš rychle a velká ryba nestihne ze své velikosti vytěžit tolik, aby se jí vyplatilo stát se obětí rybářů. Pokud by bylo rybářů málo, tak velká ryba sice bude dříve či později ulovena, ale během toho stihne zplodit dost potomků, aby se jí toto riziko vyplatilo podstoupit.
* '''Zóna udržitelnosti''' [[File:Joho00_zona-udrzitelnosti.png|thumb|450px|left|Zóna udržitelného rybolovu]]Jde o zónu, která je pro rybolov ideální. Zdravým oceánem se plaví relativně malé množství lodí, takže nemají velký vliv na ekosystém. Rybáři na těchto lodích loví velmi agresivně, díky čemuž mají velký úlovek. Celkový úlovek všech rybářů v součtu je zde uplně nejlepší. Pokud by rybářů bylo méně, či více, tak by se celkový objem vylovených ryb by se pouze snižoval. Stejného výsledku by se dosáhlo i pokud by rybáři zásadně zvětšili oka svých sítí. Jelikož nepředstavují pro ekosystém hrozbu, není nutné, aby brali ohledy na velikost lovených ryb.
* '''Ničení ekosystému''' [[File:Joho00_niceni-ekosystemu.png|thumb|450px|right|Zóna ničení ekosystému]]
Zóna v tabulce vpravo nahoře je zcela nejhorší možná situace. Jde o situaci, kdy je v oceánu málo ryb, které dorůstají malých rozměrů, a jež se snaží lovit obrovské množství zoufalých rybářů, kteří musí mít velmi malá oka v sítích, aby měli alespoň nějaký úlovek. Ryby jsou malé, takže hůře rostou, méně se množí a je jich málo, takže se jejich populace rozrůstá jen velmi pomalu. V této zóně hrozí totální vyhubení ryb a snížení úlovku na nulu.
= Ke stažení =
Zdrojový kód:[[File:Rybolov.nlogo]]

Tabulka s výslednými daty:[[File:JohanisData.xlsx]]

File:JohanisData.xlsx

2021-06-13T15:01:27Z

Joho00:

File:Rybolov.nlogo

2021-06-13T14:58:51Z

Joho00:

User:Joho00

2021-06-13T14:49:46Z

Joho00:

{{DISPLAYTITLE:Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb (Netlogo)}}

__TOC__

= Zadání =

Simulace bude představovat průmyslový rybolov v oceánech, který se negativně projevuje na množství a velikosti ryb, které je následně možné lovit, čímž se zmenšuje úlovek a je nutné rybařit stále intenzivněji pro udržení objemu úlovku.

Při nadměrném rybolovu nejsou schopny ryby udržovat svou populaci a postupně jich ubývá. Vlivem velikost ok v sítích se také vytváří evoluční tlak na velikost ryb, které se mezi generacemi zmenšují, jelikož pak mají větší šanci utéct ze sítí. Pokud ale rybáři zmenší velikost ok v sítích, mohou nastávat situace, že budou loveny nedospělé ryby, které ještě nestihly zplodit potomky, čímž se množství ryb v příští sezóně snižuje. Nastává zde souboj mezi velikostí a množstvím ryb proti velikosti ok a objemu úlovku rybářů

'''Autor'''
Otakar Johanis

'''Typ modelu'''
Multiagentní

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Agenti'''

* Rybářské lodě - Loví ryby v oceánech, je možné nastavit množství lodí a velikost ok sítí

* Ryby - První generace ryb má aktuální i maximální velikost náhodou a v průběhu simulace se vlivem prostředí velikost ryb přizpůsobí podmínkám, ve kterých žijí. Menší ryba poskytne rybářské lodi menší úlovek, má větší šanci rybáři utéct a nenechat se chytit, ale pomaleji se rozmnožuje a má větší šanci, že zahyne (například ji sežere nějaký predátor). Ryby v průběhu času plodí potomky, kteří přijímají velikost svého předka ovlivněnou náhodou. Menší ryby jsou ale snazší kořistí predátorů v oceánech a proto se množí pomaleji, než velké ryby.

'''Parametry modelu'''

* Množství rybářských lodí

* Velikost ok sítí

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je najít optimální limity objemu vylovených ryb a velikosti ok sítí, aby bylo rybářství z dlouhodobého pohledu udržitelné a nevedlo k devastaci rybích populací v oceánech.

= Popis problematiky =

Průmyslový rybolov je celosvětově velmi rozsáhlý a v posledních desetiletích přestává být udržitelným. Ekosystémy oceánů a moří začínají strádat a velikost ryb se začíná zmenšovat, čímž se každoročně zmenšuje úlovek rybářů. Z dlouhodobého pohledu je nutné rybaření omezit tak, aby bylo udržitelné. Udržitelnosti se dá dosáhnout vícero způsoby.
* '''Množství lodí''' které v oceánech loví ryby. Za tímto parametrem se může skrývat objem nalovených ryb, množství vydaných rybářských povolení, nebo kapacita rybářských lodí. Jde v podstatě pouze o to, jak často se ryby budou setkávat s rybářskými loděmi - větší množství rybářských lodí, delší rybářské sezóny, nebo větší úložný prostor na lodích jsou již druhotné parametry.
* '''Velikost ok sítí''' má velký dopad na populaci ryb. Nikoli však na počet ryb, ale na jejich velikost. Menší ryby totiž mají větší šanci utéct skrz velká oka, zatímco velké ryby ze sítí neutečou. To znamená, že menší ryby mají větší šanci přežít v oceánu a větší šanci zplodit potomstvo a tím předat potomkům svou menší velikost. Taková menší velikost však rybám přináší komplikace v běžném životě, jelikož jsou například snazším cílem predátorů, mohou hůře bojovat o potravu a podobně. Díky evoluci byla jejich velikost perfektní pro prostředí ve kterém žily a přinášela jim nejvíce benefitů. O tyto benefity menší ryby přichází, kvůli čemuž je jejich přirozený život těžší. Menší oka sítí tedy vytváří evoluční tlak na ryby, které se snaží přizpůsobit svou velikost, aby ze sítí dokázaly uprchnout.

= Návrh simulace =

Pomocí programu NetLogo jsem vytvořil oceán, ve kterém plavou ryby a lodě. Lodě loví ryby určité velikosti. Ryby postupně rostou a množí se. Potomek ryby se vždy narodí malý, ale dědí maximální velikost svého rodiče, do které může v průběhu života dorůst. Větší ryby se množí rychleji, ale menší ryby mohou uprchnout rybářům a navíc mají větší šanci, že samovolně zahynou (například že je sežere predátor, nebo si nedokáží obstarat dost potravy). Tento stav vytváří prostředí, kdy ryby s větší maximální velikostí mají lepší podmínky pro přežití a reprodukci, takže se na základě evolučního tlaku snaží být co největší. Druhý faktor jsou rybáři, kteří loví ryby jen určité velikosti z čehož benefitují menší ryby, takže mají tendenci zmenšovat se, aby unikly rybářským sítím.

= Popis modelu =
[[File:Joho00_model.png|thumb|600px|right|Ukázka modelu rybolovu]]
Simulace v NetLogu, kterou je možné vidět v obrázku vpravo, se skládá z několika ovládacích prvků, nastavování parametrů, grafů s výsledky a samotné grafické vyobrazení simulace.
* '''Tlačítka''' ''setup'' a ''go'' slouží k vygenerování ryb a lodí v oceánu a následnému spuštění samotné simulace, případně pozastavení simulace..
* '''Parametry''' ''number-of ships'' a ''net-size'' slouží k nastavení simulace. ''number-of-ships'' udává počet lodí, které budou v rámci simulace plout oceánem a ''net-size'' udává velikost ok rybářských sítí, čili určuje, které ryby budou lodí uloveny a které nikoli.
* '''Results''' obsahují celou řadu čísel a grafů, které slouží k vyhodnocení výsledků simulace
** Nejdůležitějším výsledkem je '''Long term catch''', který udává velikost úlovku všech rybářů po doběhnutí simulace (ta trvá 20 000 kroků, přičemž ''Long term catch'' se začíná počítat až od kroku 10 000, jelikož do té doby může stále docházet k vývoji stabilního ekosystému na základě nastavených parametrů).
** Graf '''Catch''' vyobrazuje množství úlovku. Jsou v něm vidět dva výsledky. ''Catch'' vyobrazuje celkový úlovek od prvního cyklu simulace. Zde je často vidět velký, či naopak malý úlovek na začátku simulace, dokud se ekosystém nepřizpůsobí nastaveným parametrům. Pokud simulace poběží krátkou dobu, je možné vidět, že výsledky velmi agresivního rybolovu budou velmi dobré, jelikož rybáři na začátku vyloví obrovské množství ryb a zdecimují ekosystém. Ten nebude produkovat dost ryb a z dlouhodobého pohledu bude úlovek velmi malý, nebo dokonce vůbec žádný. Od tohoto počátečního zkreslení je očištěn graf '''Long term catch''', který začíná počítat až od kroku 10 000, takže ukazuje dlouhodobý a udržitelný úlovek při nastavených parametrech.
** Grafy '''Fish population''' a '''Fish atributes''' se oba týkají populace ryb, ale kvůli zcela odlišným řádům nejsou vyobrazeny jako jeden.
*** '''Fish population''' zobrazuje parametr ''Number of fishes'', který popisuje celkový počet ryb v oceánu, zatímco parametr ''Mass of fishes'' vykresluje celkovou hmotnost všech ryb v oceánu v součtu. Pokud jsou tyto dva výsledky velmi blízko, znamená to, že ryby jsou velmi malé a průměrná velikost ryby je blízko 1. Naopak pokud jsou od sebe tyto parametry velmi vzdálené, poukazuje to na skutečnost, že ryby v oceánu jsou opravdu velké.
*** '''Fish atributes''' se zaměřuje na průměrné parametry ryb. ''Average max size'' vyobrazuje “gen” velikosti ryb. Jde totiž o maximální velikost, které mohou ryby dorůst. Tato vlastnost může být zásadně ovlivněna velikostí ok sítí, které vyvíjí evoluční tlak na zmenšování maximální velikosti ryb.
* '''Mapa''' slouží ke grafickému vyobrazení simulace a má rozměry 300x300 polí, což je poměrně vysoké číslo, ale jelikož v simulaci nepracuji se samotnými dlaždicemi, nemá to negativní dopad na výkon simulace.

== Agenti modelu ==
* '''Lodě''' reprezentují rybáře lovící v oceánu. Počet lodí, které se vygenerují, je závislý na nastavení parametru ''number-of-ships'', mají velikost 15 a generují se na náhodné pozici v oceánu s náhodnou orientací.
* '''Ryby''' se stejně jako rybářské lodě generují na náhodných pozicích a s náhodnou orientací, mají tvar ryby, modrou barvu a tři zajímavé parametry ''max-size'', který udává jejich maximální “genetickou” velikost. Jde o maximální velikost, do které může ryba dorůst a na začátku se u každé ryby generuje náhodně na základě globálních parametrů ''breed-max-size'' a ''breed-min-size'', které udávají rozsah ve kterém se může ''max-size'' vygenerovat. V našem případě se počáteční ''max-size'' může pohybovat od 1 do 10 a může nabývat i desetinných čísel. V moment, kdy je definována maximální velikost, do které může ryba dorůst, je potřeba vygenerovat její počáteční velikost. Ta se opět generuje náhodně v rozsahu mezi ''breed-min-size'' a ''max-size''. Poslední parametr, který ryby mají, je ''Reproduce-cooldown'', což je odpočet, který odpočítává za jak dlouho ryba zplodí potomka. Tento parametr se u první generace ryb generuje náhodně, aby se ryby rozmnožovaly postupně a ne po vlnách, což je důležité pro plynulost simulace.
== Parametry modelu ==
Model má celou řadu parametrů - některé z nich se nastavují při setupu v kódu a nejsou určeny k přenastavování uživatelem. Opravdu rýpavý uživatel si s nimi hrát může, ale hrozí, že po jeho zásahu nebude simulace správně fungovat, nebo bude enormně náročná na výpočetní výkon simulace. Těmito parametry jsou ''breed-max-size'', ''breed-min-size'', počet vygenerovaných ryb a ''ocean-capacity'', který slouží pouze ke snížení množství ryb v simulaci kvůli velkým výpočetním požadavkům v situaci, kdy je ryb velké množství.
Parametry, které jsou určeny pro uživatele simulace, jsou ''number-of-ships'' a ''net-size''
* '''number-of-ships''' udává množství lodí v simulaci. Může nabývat hodnot od 0 (ekosystém si žije vlastním životem) do 100. Výsledky simulace se efektivně mění do 40 lodí a dále jsou výsledky již velmi podobné. Ideální by bylo, pokud by NetLogo umožňovalo nastavit přírůstky o 1 mezi 0 až 40 a mezi 41 až 100 například po pěti. Tuto funkci bohužel NetLogo nemá a proto jsou výsledky velmi podobné ve více než půlce rozsahu tohoto parametru. Na tuto skutečnost je nutné myslet při generování výsledků.
* '''net-size''' ovlivňuje jak velké ryby budou lodí uloveny. Může nabývat hodnot v rozsahu 1 až 10. Hodnotu 0 jsem z možností vyřadil, jelikož v reálu není možné vytvořit funkční síť s nulovou velikostí ok a také kvůli tomu, že v žádném bodě simulace nemohou ryby nabývat menší velikosti než 1. Tento limit jsem se rozhodl implementovat, jelikož ryby s menší velikostí než 1 nejsou v simulaci takřka vidět (ryba má velikost jednoho pixelu). Oka v sítích mohou mít velikost sítí jen celá čísla, jelikož jemnější škála už na výsledky simulace nemá velký vliv, ale pokud by se simulací chtěl někdo experimentovat, je možné tuto škálu nastavit na libovolný počet desetinných míst.

== Metody modelu ==
* '''setup''' slouží k vygenerování počátečního stavu simulace. Vyčistí se během ní všechny hodnoty z předchozího běhu simulace, nastaví se ''breed-max-size'', ''breed-min-size'' a ''ocean-capacity''. Následně se zavolají funkce k vygenerování lodí a ryb (v našem případě 500).
** '''setup-ships''' je velmi jednoduchá metoda, která vygeneruje počet lodí na základě parametru ''number-of-ships'', nastaví jim náhodnou pozici v oceánu a velikost 15.
** '''setup-fishes''' vytvoří požadovaný počet ryb, každá z nich se vygeneruje na náhodné pozici, nastaví se jí náhodně ''max-size'' v rozsahu 1 až 10 a následně se nastaví aktuální rychlost ryby v rozsahu 1 až ''max-size''. V dalším kroku se náhodně vygeneruje ''reproduce-cooldown'' v rozsahu 0 až 500 + total-fish-mass*2. Horní limit by šel v našem případě nastavit na konkrétní číslo, ale pokud by uživatel zkoušel měnit počet ryb vygenerovaných na začátku, tak to bude v ''reproduce-cooldown'' zohledněno. Nakonec se rybám nastaví tvar “fish” a modrá barva.
* '''go''' uvádí celou simulaci do pohybu a opakuje se stále dokola. Začíná podmínkou, která simulaci zastaví v cyklu 20 000, aby bylo možné odečíst výsledky simulace vždy ve stejný čas. Počet cyklů je možné libovolně změnit, nedoporučuji ho však snižovat k hranici 10 000 a už vůbec ne pod ní, jelikož by se tím zmenšila přesnost výsledků, případně by simulace nevytvořila výsledky žádné. Po kontrole této podmínky se započíta další tick.
** '''count-average-size''', '''count-average-max-size''' a '''count-total-fish-mass''' metody slouží pouze k odečtení sledovaných parametrů. V metodě ''average-size'' se počítá průměrná velikost všech ryb, metoda ''average-max-size'' slouží k vypočtení průměrné maximální velikosti a ''total-fish-mass'' sečte hmotnost všech ryb v oceánu.
** '''move-fishes''' zajišťuje pohyb a další funkce ryb. Každá ryba si nejdříve zkontroluje, jestli nebyla snědena, poté se pokusí reprodukovat, následně kousek povyroste a nakonec se posune dopředu o vzdálenost 1.
*** '''be-eaten''' je metoda, která simuluje přirozené hynutí ryb v oceánu. Může jít o přirozenou smrt věkem, sežrání predátorem, neschopnost obstarat si potravu, uhynutí na nemoci a cokoliv dalšího. Metoda funguje na základě náhodného čísla, které když je menší než 1, tak je ryba sežrána a umírá. Toto náhodné číslo v sobě zohledňuje velikost ryby (větší ryba má menší šance, že bude sežrána), ''total-fish-mass'' (slouží k tomu, aby se ryby nepřemnožily. Pokud ryby v oceánu v součtu dosahují velké hmotnosti, je větší šance, že zahynou. Toto je snaha o implementaci nedostatku potravy), ''ocean-capacity'' (parametr, který slouží pouze k regulaci množství ryb kvůli výkonové náročnosti v situaci, kdy je v oceánu příliš mnoho ryb).
*** '''reproduce''' začíná podmínkou, kde se kontroluje, jestli už vypršel odpočet pro reprodukci. Pokud ano, musí ryba splnit ještě jednu podmínku, kdy musí být větší nebo stejně velká jako je náhodné číslo z její maximální velikosti. Tento krok je snahou o implementaci toho, aby nedospělé ryby nemohly plodit potomky a protože nechci v simulaci definovat věk ryby, kdy se může množit, udělal jsem to pomocí této náhody. Pokud ryba splní všechny tyto podmínky, tak zplodí potomka - ten se vytváří velmi podobně jako se vytvářely ryby na začátku, s výjimkou generování ''max-size''. Tento parametr totiž potomek přejímá po svém předkovi s tím, že může být až o 1 větší, nebo menší, než byl u rodiče. Pokud je však velikost větší, než ''breed-max-size'', tak se uměle zmenší na maximální hodnotu a naopak pokud je velikost menší než ''breed-min-size'', velikost se opět uměle zvětší na minimum. Tímto děděním je zajištěna velmi zjednodušená evoluce, která umožňuje selekci ryb s maximální velikostí nejvhodnější pro nastavené parametry. Aktuální velikost nově narozené ryby je desetinou její maximální velikosti a její ''reproduce-cooldown'' je náhodné číslo od nuly do minimálně jednoho tisíce + ''total-fish-mass'' krát ''ocean-capacity''. Tento složitý výpočet slouží opět k tomu, aby se nově narozené ryby množily pomaleji ve chvíli, kdy už je jejich populace přemnožená a ''ocean-capacity'' opět slouží k umělému snížení množství ryb z důvodu výpočetní náročnosti. Po narození potomka si ryba rodič opět znovu nastaví ''reproduce-cooldown'' a zahájí se nový odpočet do dalšího rozmnožování. Ten je generován náhodně od 0 do minimálně 200 + ''total-fish-mass'' krát ''ocean-capacity''. Na konci celé ''reproduce'' funkce se sníží ''reproduce-cooldown'' o aktuální velikost ryby. Opět jsou zvýhodněy ryby, které mají větší velikost, jelikož se jejich odpočet odečítá rychleji.
*** '''grow''' je velmi jednoduchá metoda, která zajišťuje pouze růst ryb. Pokud je ryba menší, než je její ''max-size'', tak povyroste o poměr její maximální velikosti ku aktuální velikosti (mladší ryby rostou rychleji, než starší ryby) a to celé se ještě vydělí 100, aby ryby nerostly příliš rychle.
** '''move-ships''' vdechuje život rybářským lodím. Každá loď se posune o vzdálenost 2 dopředu a následně u všech ryb zkontroluje, jestli jsou k lodi blíže než 5 a jestli je jejich velikost větší, než velikost ok sítí, pokud ano, ryba je chycena a umírá. Velikost ryby se přičítá k celkovému úlovku a pokud je kolo simulace větší než 10 000, tak se velikost ryby přičítá i k ''long-term-catch'', který slouží jako hlavní sledovaná metrika této simulace.
= Výsledky simulace =
Jelikož NetLogo neumí exportovat množství výsledků naráz (nebo o tom alespoň nevím), tak tvorba dat pro mou simulaci byla zdlouhavá manuální práce, nicméně výsledky jsou opravdu velmi zajímavé. Rozhodl jsem se vygenerovat data pro všechny velikosti ok sítí a mnoho variant množství lodí. Od 1 do 40 lodí jsem generoval výsledky pro každou jednu kombinaci od 40 do 50 jsem vygeneroval pět variant následně jsem se zaměřil jen na 55, 60, 70, 80, 90 a 100 lodí, jelikož výsledky v těchto vysokých počtech lodí se mění již velmi pomalu. Výsledky vykazují předvídatelný trend - pokud rybáři loví ryby příliš agresivně, škodí tím rybímu ekosystému a v dlouhodobém horizontu naloví méně ryb. K tomuto závěru dojde každý bez velkého přemýšlení, ale výsledky simulace celou problematiku hodně osvětlily a poukázaly na mnoho zajímavých skutečností.
== Strategie rybářů ==
Na situaci rybářů se dá nahlížet z několika pohledů. Prvním je snaha dosáhnout co největšího úlovku v součtu (například v situaci, kdy většina rybářských lodí patří jedné velké společnosti, která si platí velmi levnou pracovní sílu a zajímá ji jen a pouze maximalizace vyloveného množství ryb). Druhým pohledem je co největší úlovek na jednu rybářskou loď (jde o situaci, kdy rybáři rybaří sami za sebe a jde jim o maximalizaci svého vlastního úlovku).
* '''Největší celkový úlovek'''
[[File:Joho00_celkovy-ulovek.png|thumb|900px|right|Celkový úlovek všech lodí]]
Nejlepších výsledků může rybářský průmysl dosáhnout, když se bude lodí oceánem plavit poměrně málo, ale zato budou lovit i velmi malé ryby. Jde totiž o situaci, kdy rybolov není natolik intenzivní, aby se vytvářel evoluční tlak na zmenšování ryb. Ryby na rybáře naráží tak málo, že se jim absolutně nevyplatí jim přizpůsobovat svou velikost, jelikož benefity z jejich velikosti zásadně převažují benefity uprchnutí rybářům. Rybáři navíc loví všechny ryby nehledě na jejich velikost, takže i kdyby se ryby zmenšily, výhodu nad rybáři by tím nezískaly. Tato strategie malých ok funguje pokud rybářů není příliš mnoho. Pokud se jich oceánem začne plavit příliš, rybám se již může vyplatit svou velikost přizpůsobit, nebo pokud rybáři budou intenzivně lovit i velmi malé ryby, může dojít k úplnému vylovení druhu, což z dlouhodobého pohledu povede ke zcela nulovým ziskům.
Pokud jde o rybolov v chudé oblasti, kde je jedinou obživou lidí rybolov, může nastat situace, kdy je rybářů příliš mnoho, jelikož na tom záleží jejich přežití. V takovou chvíli je nutné, aby rybáři zvětšili oka v sítích, aby nezničili ekosystém. Vzniká tak paradoxní situace, kdy rybáři záměrně nachytají méně ryb, aby jich ulovili více. V tuto chvíli je rybářů příliš mnoho a mají zásadní vliv na populaci ryb, které svou velikost přizpůsobují velikosti sítí, jediné ryby, které rybáři naloví jsou ty, které “omylem” narostou do takové velikosti, že se již chytí do sítí. Pro vysvětlení předpokládejme, že jedna z deseti ryb doroste takové velikosti, aby mohla být chycena v sítích. Rybářům se vyplatí chovat se tak, aby se tento boj o jednu z deseti dostatečně velkých ryb vedl v oceánu, kde jsou sítě i ryby velké, jelikož jedna ulovená ryba rybáři přinese více masa, které může prodat.
Nejhorší možný scénář (ale bohužel ten v realitě nejpravděpodobnější) nastává, když je rybářů příliš mnoho a pro maximalizaci svého osobního užitku se snaží velikost ok zmenšovat, aby ulovili více než konkurence. To vytváří velký evoluční tlak na zmenšování ryb a může vést i k úplnému zhroucení ekosystému. V obou případech na situaci tratí nejen rybáři, ale i populace ryb a potažmo celý ekosystém oceánu.
* '''Největší úlovek jednotlivce'''
[[File:Joho00_ulovek-na-lod.png|thumb|900px|right|Celkový úlovek všech lodí]]
Maximalizace úlovku jednotlivce se na první pohledu jeví jako ten nejlepší přístup, výsledky však ukazují, že není možné se tímto přístupem řídit. Největšího výdělku na jednu loď by totiž rybáři dosáhli, pokud by se oceánem plavila pouze jedna jediná loď, která loví ryby absolutně všech velikostí. Jedna taková loď by neulovila tolik ryb, aby měla dopad na ekosystém a zároveň by se plavila nejméně vyloveným, nejzdravějším oceánem, který je plný velkých ryb. Pokud by se oceánem plavily dvě lodě, nastávaly by situace, kdy se musí o oceán dělit a ryby vylovené jedním rybářem by již nemohl ulovit druhý rybář. Je jasné, že není možné, aby bylo celé lidstvo zásobováno rybami z jedné jediné rybářské lodě a proto je tento přístup nepoužitelný. Jediný možný scénář, kdy je tento pohled aplikovatelný je v situaci, kdy jeden rybář vlastní jednu rybářskou loď a velké jezero a uvažuje, jestli dá svolení k rybolovu ve svém jezeře ještě někomu dalšímu.
== Významné jevy ==
V tabulce objemu vylovených ryb jsou vidět dvě zajímavé oblasti a jeden ostrý přechod. Jde o velmi zajímavé jevy, které v simulaci nastávají a je možné je aplikovat i na rybolov ve skutečném světě
* '''Kritická hranice'''
[[File:Joho00_kriticka-hranice.png|thumb|450px|right|Kritická hranice]]
je asi nejzajímavější z výsledků simulace. V datech je vidět ostrá hrana, kdy stačí jen drobná změna parametrů a výsledky simulace jsou radikálně odlišné. Jde o hranici, kde se populace ryb “rozhoduje” mezi strategií ''být co největší'' a strategií ''přizpůsobit se velikosti ok''. Pod/napravo od této čáry je vidět situace, kdy je rybolov natolik intenzivní, že se rybám vyplácí svou velikost přizpůsobit velikosti ok sítí a ryby se začínají zmenšovat, aby intenzivnímu rybolovu unikly. Rybolov by se měl vždy snažit být nad touto hranicí. Pokud už se ale rybáři dostanou pod tuto hranici, je nutné aby oka v jejich sítích byla velká, aby se ryby nezačaly zmenšovat do fáze, kdy bude v oceánu plavat málo ryb, které budou ještě ke všemu velmi malé, nebo aby nedošlo ke kompletnímu vyhubení druhu.
** '''Být co největší''' je strategie, kdy převládají benefity z velikosti ryb nad hrozbou rybářů. To může být z několika důvodů.
*** '''1)''' Rybáři mají malá oka, takže by se populace ryb musela zmenšit o hodně a nevýhody spojené s jejich malými rozměry převažují schopnost utéct z rybářských sítí.
*** '''2)''' Rybáři mají větší oka, ale oceánem se jich plaví málo. Rybám by se sice vyplatilo se zmenšit, aby sítěmi proplavaly, ale šance, že v oceánu narazí na loď je tak malá, že benefity z velikosti přesahují riziko ulovení.
** '''Přizpůsobit se velikosti ok''' je strategie, která se vyznačuje většími benefity z přizpůsobení své velikosti velikosti ok, jelikož rybáři představují větší hrozbu, než přirození predátoři.
*** '''1)''' Rybáři mají příliš velká oka a proto se rybám vyplatí zmenšit svou maximální velikost a tím uprchnout ze sítí za cenu mírného znevýhodnění v běžném životě.
*** '''2)''' Rybářů je příliš mnoho a ryby, které jsou větší, než oka v sítích narazí na rybáře příliš rychle a velká ryba nestihne ze své velikosti vytěžit tolik, aby se jí vyplatilo stát se obětí rybářů. Pokud by bylo rybářů málo, tak velká ryba sice bude dříve či později ulovena, ale během toho stihne zplodit dost potomků, aby se jí toto riziko vyplatilo podstoupit.
* '''Zóna udržitelnosti''' [[File:Joho00_zona-udrzitelnosti.png|thumb|450px|left|Zóna udržitelného rybolovu]]Jde o zónu, která je pro rybolov ideální. Zdravým oceánem se plaví relativně malé množství lodí, takže nemají velký vliv na ekosystém. Rybáři na těchto lodích loví velmi agresivně, díky čemuž mají velký úlovek. Celkový úlovek všech rybářů v součtu je zde uplně nejlepší. Pokud by rybářů bylo méně, či více, tak by se celkový objem vylovených ryb by se pouze snižoval. Stejného výsledku by se dosáhlo i pokud by rybáři zásadně zvětšili oka svých sítí. Jelikož nepředstavují pro ekosystém hrozbu, není nutné, aby brali ohledy na velikost lovených ryb.
* '''Ničení ekosystému''' [[File:Joho00_niceni-ekosystemu.png|thumb|450px|right|Zóna ničení ekosystému]]
Zóna v tabulce vpravo nahoře je zcela nejhorší možná situace. Jde o situaci, kdy je v oceánu málo ryb, které dorůstají malých rozměrů, a jež se snaží lovit obrovské množství zoufalých rybářů, kteří musí mít velmi malá oka v sítích, aby měli alespoň nějaký úlovek. Ryby jsou malé, takže hůře rostou, méně se množí a je jich málo, takže se jejich populace rozrůstá jen velmi pomalu. V této zóně hrozí totální vyhubení ryb a snížení úlovku na nulu.

File:Joho00 niceni-ekosystemu.png

2021-06-13T12:57:54Z

Joho00:

File:Joho00 kriticka-hranice.png

2021-06-13T12:57:46Z

Joho00:

File:Joho00 zona-udrzitelnosti.png

2021-06-13T12:51:13Z

Joho00:

File:Joho00 ulovek-na-lod.png

2021-06-13T11:40:38Z

Joho00:

File:Joho00 celkovy-ulovek.png

2021-06-13T11:37:49Z

Joho00:

File:Joho00 model.png

2021-06-12T12:14:30Z

Joho00: Joho00 načetl novou verzi File:Joho00 model.png

File:Joho00 model.png

2021-06-12T12:07:39Z

Joho00:

User:Joho00

2021-06-12T12:04:52Z

Joho00: Created page with "{{DISPLAYTITLE:Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb (Netlogo)}} __TOC__ = Zadání ="

{{DISPLAYTITLE:Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb (Netlogo)}}

__TOC__

= Zadání =

Assignment SS 2020/2021/cs

2021-05-12T15:34:01Z

Joho00:

{{DISPLAYTITLE:Zadání LS 2020/2021}}

{{Ambox
| text = <div>
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.
</div>
}}

{{Ambox
| text = <div>
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]].
</div>
}}

{{Ambox
| text = <div>
Témata na téma hazardních her, karet, vývoje cen akcií/indexů nejsou vítány.
</div>
}}

{{Ambox
| type = content
| text = <div>
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.
</div>
}}

== Simulace přenosové soustavy ==

Simulace bude postavena na reálných datech o výrobě a spotřebě elektrické energie v ČR a na datech o přitékající elektrické energii od našich sousedních států. Jejich výroba el. energie taktéž ovlivňuje i naši přenosovou síť. Z tohoto důvodu jsou na pomyslných hranicích naší přenosové soustavy PST transformáty, kde dispečeři regulují výrobu a spotřebu elektrické energie u nás. Pokud by od sítě přiteklo moc energie, mohlo by to přetížit přenosovou soustavu a tím způsobit rozsáhlé výpadky proudu. Pokud by takový výpadek nastal (z důvodu výrazné výkonové nerovnováhy) je nutné, co nejrychleji zajistit stabilitu přenosové sítě. Cílem modelu je nasimulovat přenosovou soustavu a její možnou ochranu proti blackoutům.

'''Autor'''
Michaela Tauchmanová

'''Typ modelu'''
Systémová dynamika

'''Modelovací nástroj'''
Vensim

'''Cíl simulace'''
Cílem modelu je nasimulovat přenosovou soustavu a její možnou ochranu proti blackoutům.

'''Data'''
Data o zatížení, přítoku energie atd. (ČEPS - https://www.ceps.cz/cs/data#Load)
Spotřeba a výroba za rok včetně dat o distribučních ztrátách apod. (Český statistický úřad – Energetické bilance – https://www.czso.cz/csu/czso/ene_cr)

[[User:Taum03|Taum03]] ([[User talk:Taum03|talk]]) 20:39, 6 May 2021 (CET)

:: '''Schváleno''' [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 13:03, 7 May 2021 (CET)

== Nalezení nejideálnějšího množství nápojových stánků a TOITOI na hudebních festivalech ==

'''Název:''' Nalezení nejideálnějšího množství TOITOI na festivalech

'''Autor:''' vana06, Aneta Váňová

'''Nástroj:''' NetLogo

'''Typ modelu:''' Multiagentní

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

'''Grafy''' budou znázorňovat:
* Počet čekajících návštěvníků u nápojových stánků v průběhu konání festivalu
* Počet čekajících u TOITOI v průběhu konání festivalu
* Průměrná doba čekání na nápoj
* Průměrná doba čekání na TOITOI
* Počet návštěvníků, kteří z důvodu dlouhého čekání obešli pravidla festivalu a vykonali svou potřebu za TOITOI
* Počet nespokojených zákazníků (měřeno na základě doby čekání na nápoj a nutnosti vykonat potřebu mimo TOITOI)

'''Agenti:'''
* '''Muži'''
** Potřeba pití nápojů je jednou za 30 minut (na základě [https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.1990.tb00504.x Zdroj 1]) (určeno náhodným rozdělením)
** Na WC potřebují v případě, že kapacita močového měchýře byla naplněna 300–400 ml (určeno náhodně v rámci daného rozmezí) [https://books.google.cz/books?id=GspuCwAAQBAJ&dq=tvorba+mo%C4%8Di&hl=cs&source=gbs_navlinks_s Zdroj 2]
** Pravděpodobnost, že bude postupovat podle těchto čísel je 50% (rozhodování na základě aktuálních dat v procesu)
* '''Ženy'''
** Potřeba nového pití je jednou za 45 minut (na základě [https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.1990.tb00504.x Zdroj 1]) (určeno náhodným rozdělením)
** Na WC potřebují v případě, že kapacita močového měchýře byla naplněna 150–250 ml (určeno náhodně v rámci daného rozmezí) [https://books.google.cz/books?id=GspuCwAAQBAJ&dq=tvorba+mo%C4%8Di&hl=cs&source=gbs_navlinks_s Zdroj 2]
** Pravděpodobnost, že budou postupovat podle těchto čísel je 50% (rozhodování na základě aktuálních dat v procesu)

'''Parametry modelu:'''
* Počet návštěvníků jednotlivých pohlaví (rozděleno vždy 50:50 z celkového množství)
* Počet stánků s nápoji
* Počet TOI TOI

'''Možná rozšíření:'''
* Simulaci by bylo možné rozšířit i o stánky s občerstvením (jídlem)
* Rozšíření o vliv počasí (teploty) a s tím spojenou větší konzumaci nápojů
* Rozšíření o pauzy v programu, kde větší množství návštěvníků zvažuje zakoupení nového nápoje nebo navštívení TOITOI, i když to není potřeba

'''Cíl simulace:''' Na základě očekávané návštěvnosti bude možné predikovat takové množství nápojových stánků a TOITOI tak, aby bylo optimální, a tudíž aby nedocházelo k obcházení pravidel a aby návštěvníci byli spokojeni.

'''Poznámka:''' Pro simulaci je čerpáno z dat, která jsou k dispozici k velikosti močového měchýře a množství pití, avšak množství dat k tomuto tématu je omezenější.

[[User:Vana06|Vana06]] ([[User talk:Vana06|talk]]) 22:28, 6 May 2021 (CET)

: Kapacita močového měchýře je brutální metrika. :-) To jsem opravdu zvědav. '''Schváleno'''. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 01:54, 11 May 2021 (CET)

== Simulácia darcovského centra ==

Simulácia bude zobrazovať popis procesu odberu krvnej plazmy v dárcovskom centre. Bude pozostávať z registrácie na odber, konzultácie s lekárom, čakaním na odber, odberu samotného, odpočinkom a odchodom z centra.

Darcovia sa môžu objednávať na odber v 30 minutových intervaloch, pričom simulácia bude brať v potaz „high peaks“, kedy je množstvo darcov vzhľadom na kapacitu lôžok hraničné a bude sa snažiť optimalizovať ako počet lôžok, tak i kapacitu darcov v daných „high peaks“

Simulácia by pozostávala z 3 modelov:

*1. Simulácia štandarného provozu
*2. Optimalizácia procesu za účelom lepšej efektivity času vzhľadom na darcu - v momentálnej situácií v „high peaku“ darci čakajú i desiatky minút navyše voči objednanému času
*3. Simulácia letného provozu - v lete je štandardne počet darcov voči zbytku roku menší - v rámci letného provozu by teda bolo možné vymyslieť optimálnu stratégiu či už napríklad v rámci zníženie personálov/lekárov a podobne.

'''Autor'''
Marko Pira

'''Typ modelu'''
Diskrétní simulace

'''Modelovací nástroj'''
SimProcess

'''Entity'''
Darca

'''Zdroje'''
*Lékar
*Personál
*Skrinka
*(Odberové) lôžko
*(Tuba) plazmy - v rámci simulácie zistíme, koľko tub plazmy denne centrum zvládne odobrať

'''Cíl simulace'''
Cieľom je nasimulovať štandardný stav centra a následne proces optimalizovať pomocou zdrojov. Ďalším cieľom je simulácia letného provozu centra a stratégie optimalizácie zdrojov, aby nedochádzalo k ich nevyužitiu

'''Data'''
Data budú získané od anonymizovaného dárcovského centra v Prahe

[[User:Pirm01|Pirm01]] ([[User talk:Pirm01|talk]]) 08:53, 7 May 2021 (CET)
: Ten samotný model je poměrně jednoduchý. Dejte si opravdu záležet s těmi daty. '''Schváleno'''. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 01:55, 11 May 2021 (CET)

== Simulace migrace lidí do Evropy ==

Migrace lidí do Evropy je velmi časté téma dnešní doby. Faktory migrace mohou být ekonomické, věk, podnebí, současná situace v zemi, atd. V oblastech konfliktů, společenských (včetně politických) nebo ekonomických rozdílů migrace představují závažný socioekonomický problém. Migrace mohou být dobrovolné, za prací či za příbuznými, či nucené (jejichž příčinou je zpravidla silné zhoršení životních podmínek, válečný stav, diktatury atd.).
Migrace probíhá přes tři hlavní migrační trasy do EU - východní, centrální a západní středomořské trasy.
V sociologii je migrace spolu s porodností a úmrtností klíčovým prvkem v procesu populačního vývoje a výrazně ovlivňuje společenské a kulturní změny obyvatel na všech úrovních. S ekonomickým rozvojem se intenzita migrace dále zvyšuje.

'''Autor'''
Martina Riegerová

'''Typ modelu'''
Systémová dynamika

'''Modelovací nástroj'''
Vensim

'''Cíl simulace'''
Simulace by predikovala vnější migraci, kde by na následující období 10ti let dle daných faktorů predikovala počty nových příchozích migrantů do Evropy.

'''Data'''
Data o migracích - https://www.unhcr.org/cz/ , https://www.mvcr.cz/migrace/aktualni-zpravodajstvi.aspx , https://www.unhcr.org/environment-disasters-and-climate-change.html

[[User:Riem00|riem00]] ([[User talk:Riem00|talk]]) 10:31, 7 May 2021 (CET)

:: Tématicky by to šlo - co všechno by ta vaše simulace zahrnovala (simulovala)? - všechno to, co máte v tom úvodním odstavci? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 13:09, 7 May 2021 (CET)

::: Všechno určitě ne, chtěla bych se zaměřit na klima, vzdělání, a pokusím se i o válečné konflikty. [[User:Riem00|riem00]] ([[User talk:Riem00|talk]]) 19:38, 11 May 2021 (CET)

:::: OK, pro to zadání to potřebujeme nějak přesněji vydefinovat, ať je jasné, co všechno by ta simulace měla obsahovat. Za mě by to mělo určitě obsahovat ty trasy a s nimy svázané státy(odkud prodí migranti) ať to má nějaký reálný rozměr. "Produkce migrantů" těchto státu by měla záviset na výše uváděných faktorech, které jsou dvojího druhu - faktory, které vytvářejí migrační potencionál(věkové rozvrstvení společnosti, výše HDP na hlavu,...) a které migraci iniciují (války, změna klima,...). Jelikož se jedná o dynamický systém (bez toho to systémovou dynamikou modelovat nelze) je potřeba zachytit i néjaké zpětné vazby z cílových států a migračních tras, které mají významný dopad na migraci - hraniční kontroly, přísnost anti-migrační politiky(počty navrácených migrantů), cena převaděčům za převod,... Tak nějak by to zadání mělo vypadat - co Vy na to? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 11:38, 12 May 2021 (CET)

::::: Souhlasím, pokusím se to takhle udělat. [[User:Riem00|riem00]] ([[User talk:Riem00|talk]]) 12:55, 12 May 2021 (CET)

== Simulace vytváření kytic ==

'''Autor:''' Martin Šatra (satm03)

'''Typ modelu:''' Multiagentní

'''Nástroj:''' NetLogo

'''Popis modelu:'''

Při dobývání dívčího srdce je možné využívat mnoho způsobů. Jedním z nich je zasypat svou milou květinami. Obecně pak platí, že čím více květin dívka obdrží, tím více pookřeje. Právě sběr květin a vytváření kytic z nich je hlavním námětem vytvářeného modelu.

V modelu je prostředí definováno jako louka, na které rostou květiny a vyskytují se překážky (skalky). Vybranou louku si pak vyhlídla za účelem vytváření kytic pro své milé čtveřice chlapců. Všichni vědí, že počet květin, které poberou bez toho aniž by je poničili, není nekonečný. Z tohoto důvodu si každý vybudoval své stinné stanoviště, kam si bude shromažďovat své květiny, případně již celé kytice. Skutečnost, že se jedná o uzavřenou louku s omezeným počtem květin činí z chlapců vzájemné soupeře. Každý chlapec si tedy vytvořil svojí strategii, se kterou bude při sbírání květin a vytváření kytic postupovat. (Popisy jednotlivých strategií chlapců jsou v části Agenti.)

Je také dobré podotknout to, že aby byla kytice shledána dostatečně atraktivní, měla by být složena více květin rozličných barev. Za účely tohoto modelu pak definujeme, že kytice se musí vytvořit z květin o 3 různých barvách (bílá, modrá, žlutá).

Chlapci mohou unést až 9 květin (popřípadě 3 kytice) bez toho aniž by je poničili. Proto se v případě, kdy již natrhali 9 květin, musí vrátit na své stanoviště, kde tyto květiny (popřípadě vytvořené kytice) uloží. V případě, že chlapci již nemohou plnit své strategie z důvodů vyčerpání potřebných zdrojů (květin), vrátí se každý na své stanoviště.

'''Agenti:'''
*Jára - Postupuje tak, že chce vytvořit kytice co nejdříve. Při trhání květin tedy postupuje tak, že nejprve utrhne nejbližší květinu jednoho druhu, poté nejbližší květinu druhého druhu, a nakonec nejbližší květinu třetího druhu. Když má vše potřebné (3 druhy květin), pak ihned vytvoří kytici. Poté, co má plné ruce kytic, je jde zanést na své stanoviště.
*Jiří - Má podobnou filozofii jako Jára, tedy trhat květiny po jednotlivém druhu tak, aby měl co nejdříve vše potřebné pro vytvoření nové kytice. Nechce však kytice vytvářet při sbírání, ale až po návratu na své stanoviště.
*Zdeněk - Zdeněk ví, že dokáže unést maximálně 9 květin. Vypočítal si, že z tohoto množství lze vytvořit maximálně 3 kytice. Z tohoto důvodu nejprve trhá nejbližší 3 květiny jednoho druhu, poté nejbližší 3 květiny druhého druhu a nakonec nejblíže se nacházející 3 květiny třetího druhu. Když má plné ruce, odejde na své stanoviště a vytvoří z natrhaných květin kytice.
*Vladislav - Vladislav nechce při trhání květin moc přemýšlet, a tak trhá ty nejbližší co mu přijdou pod ruku. Když má plné ruce jde na své stanoviště a vytvoří tolik kytic, co je jen možné, nevyužité květiny, z nichž již nešlo vytvořit kytice, zůstanou na jeho stanovišti a mohou být využity při další Vladislavově donášce.

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je pozorovat efektivnost jednotlivých strategií chlapců a na základě nabytých poznatků rozhodnout, která strategie je za daných parametrů nejoptimálnější.

'''Parametry:'''
*Počet bílých květin
*Počet modrých květin
*Počet žlutých květin
*Počet překážek na louce
*Doba pro vytvoření kytice
*Rychlost chlapce

'''Výstupy:'''
*Graf znázorňující množství vytvořených kytic pro jednotlivé hráče v čase
*Aktuální počet kytic vytvořených každým hráčem
*Aktuální počet květin (z nichž ještě nejsou, nebo dokonce nikdy nebudou kytice) v držení každého hráče
*Průměrná doba pro vytvoření kytice za každého hráče (celkový čas od počátku simulace po konečný návrat chlapce na stanoviště ku množství chlapcem vytvořených kytic)

'''Možná rozšíření:'''
Model je dosti jednostranně zaměřený, avšak mohl by být stále více přibližován reálné situaci. Agenti, chlapci, by mohly mít další atributy jako je například výdrž. Květiny by mohly mít určenou dobu, za kterou po utržení uschnou. Do hry by mohly vstupovat také parametry počasí, které by měly vliv, jak na výdrž chlapce, tak na odolnost květiny. Na louce by se mohly objevit i jiné objekty, či dokonce na hráče číhající nebezpečí.

'''Poznámka:'''
Jsem si vědom, že podobný námět s poměřováním strategií již existuje (Simulácia zberu jahôd (Netlogo) - Juraj Bačovčin), avšak myslím, že simulace popsána výše se dosti odlišuje, co se jejího vytvoření týče.

[[User:Satm03|Satm03]] ([[User talk:Satm03|talk]]) 12:09, 7 May 2021 (CET)

:Je sympatické, že to máte promyšlené dopodrobna, ale ten model je poněkud samoúčelný. Tím pádem ani nelze testovat výsledky. Přemýšlím, zda by se to aspoň dalo napasovat na jiné téma, ale nenapadá mě nic. Zkuste prosím asi vymyslet něco jiného. [[User:Tomáš|Tomáš]] ([[User talk:Tomáš|talk]]) 01:55, 11 May 2021 (CET)
::Bylo vyprácováno nové zadání - viz zadání 14. [[User:Satm03|Satm03]] ([[User talk:Satm03|talk]]) 22:00, 11 May 2021 (CET)

== Optimalizace skladových zásob inkoustů ==
'''Autor:''' Iveta Kleníková (klei00)

'''Typ modelu:''' Monte Carlo

'''Nástroj:''' Microsoft Excel

'''Popis modelu:'''
Společnost B je českým dodavatelem ekosolventních inkoustů a dalšího spotřebního materiálu do velkoformátových tiskáren. Inkousty se prodávají v jednolitrových lahvích ve čtyřech barvách (CMYK).<br>
Každý inkoust má z výroby roční expiraci. Ovšem na sklad se inkousty dostávají ve valné většině případů už cca 3 měsíce staré. Ideální je prodat inkoust v prvních třech měsících (tj. 4-6 měsíců staré), jelikož starší inkousty už zákazníci nechtějí kupovat z důvodu, že by je nestihli do data expirace vypotřebovat. Inkousty staré 7 měsíců se ještě dají prodat, ovšem pouze s určitou slevou. Starší inkousty se již neprodají a je potřeba je za určitý poplatek ekologicky zlikvidovat. Inkousty se prodávají metodou FIFO (časovou jednotkou je měsíc).<br>
Při objednávání inkoustů na sklad tu hraje roli spodní a horní limit skladových zásob. V případě snížení skladových zásob pod spodní limit dochází k objednání inkoustů až do výše horního limitu. Inkousty se objednávají vždy po celých baleních po 10 kusech.

'''Vstupní parametry:'''
* Poptávka po jednotlivých barvách inkoustu v jednotlivých měsících
* Fixní náklady (mzda skladníka, nájem skladu, energie)
* Nákupní cena jednotlivých barev inkoustu (zahrnuje i rozpočítanou dopravu)
* Prodejní cena jednotlivých barev inkoustu
* Cena za likvidaci jednoho litru inkoustu
* Stáří naskladněného inkoustu

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je nalézt optimální limity skladových zásob tak, aby firma zbytečně nenaskladňovala velké množství inkoustů, které se nakonec neprodají a budou muset být zlikvidovány. Zároveň je vhodné, aby poptávka byla ideálně plně uspokojena.

'''Data:'''
Jako podklad simulace budou použita reálná interní data o prodejích, nákupních cenách a expiracích inkoustů dané společnosti.

[[User:Klei00|Klei00]] ([[User talk:Klei00|talk]]) 14:26, 7 May 2021 (CET)

:: Spíš než jako simulace to zatím vypadá jako kalkulace a rozhodně to není dynamický systém (tedy vhodné pro Vensim). Na druhou stranu, pokud máte interní data dané společnosti, ze kterých by šlo odvodit 1) měsíční poptávku po inkoustech (pravděpodobnostní rozdělení pro jednotlivé měsíce roku - určitě tam bude nějaká sezonalita a celé to zprůměrovat by nedávalo smysl), 2) průměrné stáří naskladňovaného inkoustu (pravděpodobnostní rozdělení), tak už by toto téma, tak jak je, šlo překlopit do simulace Monte Carlo a bylo by to OK. Co Vy na to? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 14:28, 7 May 2021 (CET)

:::: Data pro měsíční poptávku a průměrné stáří inkoustů mám k dispozici. S překlopením do simulace Monte Carlo souhlasím. [[User:Klei00|Klei00]] ([[User talk:Klei00|talk]]) 15:16, 7 May 2021 (CET)
::::: '''Schváleno'''. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 21:19, 9 May 2021 (CET)

== Energetická náročnost těžby VSEcoinu ==

S rostoucí oblibou blockchainových technologií se objevují i některá z jejich
úskalí. Zvýšená bezpečnost se neobjeví “jen tak” a je třeba ji nějakým způsobem zajistit. Jedním ze
způsobů je tzv. koncept Proof of Work, kde je bezpečnost zajištěna komputací výkonnostně
náročných operací. Tento výkon je provázen energetickou náročností a v druhé řadě tento výkon
někde chybí. V rámci této simulace bychom chtěli vytvořit síť, která by simulovala těžaře těžící
virtuální měnu VSEcoin (neparametrické hodnoty simulace budou vycházet z implementace
Bitcoinu) a umožňovala nastavení volných parametrů: cena, výše odměny za PoW, náročnost
PoW. (cena bude v této simulaci nastavitelný parametr, protože v simulaci jde o vztah energetické náročnosti na vlastnostech z ceny odvozených a nejde nám o predikci ceny v žádném ohledu). U sítě Bitcoin je náročnost měněna automaticky tak, aby byl jeden validovaný block přidáván každých 10 minut. Tato hodnota byla při implementaci ''zvolena'' a my bychom chtěli ověřit, zda je tato hodnota optimální.

Těžaři - agenti, rozhodující se, zda
* budou těžit (schvalovat transakce do bloků)
* budou podvádět
* Nice to Have - vstoupí do těžebního clusteru (pro zvýšení šance na odměnu, ale snížení
hodnoty odměny)

Transakce - reálné a chybné (náhodné chyby i podvody)

'''Autor'''
Petr Hoza

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Cíl simulace'''
Cílem simulace je zjistit, jakým stylem je provázána náročnost operací (bezpečnost,
energetická náročnost), cena (výše odměny).
Primárně, zda existuje nějaké optimum nastavené odměny pro zachování dostatečné bezpečnosti za
minimální energetické ceny.

[[User:Petr Hoza|Petr Hoza]] ([[User talk:Petr Hoza|talk]]) 14:36, 7 May 2021 (CET)

==Simulace dostavby pražského letiště==
'''Autor:''' Jaroslav Mareš (marj37)

'''Typ modelu:''' diskrétní simulace

'''Nástroj:''' SimProcess

'''Popis modelu:''' Pražské letiště již několik let uvažuje o rozšíření terminálů a přístavbu druhé přistávací dráhy. Dle plánů by mělo nejprve dojít k rozšíření o 5 nástupních prostor (dostavba terminálu 2) a následně o přístavbu nového "prstu" s cca 10 dalšími nástupními prostory. Projekty na rozšíření letiště již byly schváleny. Pro jednoduchost by model počítal s jedním typem letadla, jehož kroky přípravy pro vzlet by trvaly pokaždé stejnou dobu, bez ohledu na to, do jaké destinace letí.

'''Vstupní parametry:'''
* počet letových operací
* počet možných stání pro letadla u "prstů" a mimo ně
* počet strojů pro přípravu letadla
* doba kroků přípravy letadla na vzlet (výstup pasažérů, úklid letadla, doplnění pohonných hmot, nástup pasažérů, atd.)- hodnoty z pravděpodobnostních rozdělení

'''Cíl simulace:''' Cílem simulace je zjistit zda bude možné obsloužit letadla pomocí dostavených prostor, když se zdvojnásobí počet letových operací, v důsledku přístavby druhé ranveje.

'''Data:''' https://www.prg.aero/planespotting, https://www.prg.aero/ministerstvo-financi-schvalilo-investici-do-rozsireni-terminalu-2-na-letisti-vaclava-havla-praha

[[User:Marj37|Marj37]] ([[User talk:Marj37|talk]]) 20:38, 11 May 2021 (CET)

== Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb ==

Simulace bude představovat průmyslový rybolov v oceánech, který se negativně projevuje namnožství a velikosti ryb, které je následně možné lovit, čímž se zmenšuje úlovek a je nutné rybařit stále intenzivněji pro udržení objemu úlovku.

Při nadměrném rybolovu nejsou schopny ryby udržovat svou populaci a postupně jich ubývá, vlivem velikostí ok v sítích se také vytváří evoluční tlak na velikost ryb, které se mezi generacemi zmenšují, jelikož pak mají větší šanci utéct ze sítí. Pokud ale rybáři zmenší velikost ok v sítích, mohou nastávat situace, že budou loveny nedospělé ryby, které ještě nestihli zplodit potomky, čímž se množství ryb v příští sezóně snižuje. Nastává zde souboj mezi velikostí a množstvím ryb proti velikostí ok a požadovaného objemu úlovku rybářů

'''Autor'''
Otakar Johanis

'''Typ modelu'''
Multiagentní

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Agenti'''

* Rybářské lodě - Loví ryby v oceánech a mají požadovaný objem úlovku a velikost ok sítí

* Ryby - Mají velikost určenou normálním rozdělením. Menší ryba poskytne rybářské lodi větší úlovek, ale má větší šanci rybáři utéct a nenechat se chytit. Ryby v průběhu času plodí potomky, kteří přijímají velikost svého předka ovlivněnou náhodou. Menší ryby jsou ale snazší kořistí predátorů v oceánech a proto se množí pomaleji, než velké ryby.

'''Parametry modelu'''

* Množství rybářských lodí

* Velikost ok sítí

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je najít optimální limity objemu vylovených ryb a velikosti ok sítí, aby bylo rybářství z dlouhodobého pohledu udržitelné a nevedlo k devastaci ryb v oceánech.

[[User:Joho00|Joho00]] ([[User talk:Joho00|talk]]) 16:33, 12 May 2021 (CET)

== Odstranování mechu z trávníku ==

Simulace se bude zabývat bežně používanými činnostmi vedoucími k odstranění mechu z trávníku a jejich vlivem na výskyt mechu a trávníku na zahradě.

Mech je večný problém lidí se zahradou a existuje několik různých metod, jak se pokusit o jeho odstranění. Tyto metody provádí člověk a do různé míry poškozují i okolní biom, který je žádoucí, nejčastěji trávník. Simulace tedy bude ukazovat, jak dojde k renegeraci trávníku a mechu po zásahu danou metodou.

'''Autor''':
Marek Vávra

'''Typ modelu''':
Multiagentní

'''Modelovací nástroj''':
Netlogo

'''Agenti''':

* Mech - Šíří se náhodně, rychleji pokud je kolem volno, pomaleji pokud je kolem trávník či jiný mech
* Trávník - Šíří se náhodně, rychleji pokud je kolem volno, pomaleji pokud je kolem jiný trávník či mech
* Člověk - Bude simulován pomocí několika různých metod (agentů) - například použití mechostopu, vertikutátoru, vyhrabání mechu

'''Cíl simulace''':
Cílem simulace je ukázat, jaký vliv mají různé metody na budoucí podobu trávníku

[[User:Vavm05|Vavm05]] ([[User talk:Vavm05|talk]]) 19:12, 7 May 2021 (CET)

== Simulace malosériové výroby metodou 3D tisku ==

'''Název:''' Simulace malosériové výroby metodou 3D tisku

'''Autor:''' Kateřina Zemánková

'''Nástroj:''' SIMPROCESS

'''Typ modelu:''' Diskrétní simulace

'''Předmět simulace'''
Společnost se zabývá výrobou jednoho komplexního výrobku prostřednictvím 3D tisku. Ke kompletaci jednoho výrobku je potřeba 23 různých dílů. Má k dispozici 50 kusů 3D tiskáren, na kterých díly tiskne. Tyto díly však nelze tisknout všechny najednou na jednom stroji díky malému rozměru 3D tiskáren. Proto jsou jednotlivé součástky rozděleny do pěti unikátních tiskových úloh (soubor dílů, které se tisknou na jednom stroji v jednu chvíli). Každá tisková úloha se liší časovou náročností a spotřebovaným materiálem. Tyto tiskové úlohy lze provádět na libovolném stroji, přičemž všechny stroje fungují stejně. Na konci tiskové úlohy musí obsluha sundat vyrobené díly z 3D tiskárny, provést krátký servis a zapnout novou tiskovou úlohu. Obsluha poté díly pro jeden výrobek zabalí a krabici předá do dalšího oddělení.
Pro vytištění je potřeba mít materiál (filament) dodávaný v 5 kg baleních. Pokud se na začátku tisku zjistí, že nezbývá dostatek materiálu pro další tisk, musí se materiál vyměnit za nový. Zbytek struny se recykluje.

'''Entity: '''
* Výrobek
* 3D tiskárna
* Filament
* Díl výrobku
* Tisková úloha
* Pracovník obsluhující 3D tiskárnu
* Krabice

'''Popis procesu:'''
* Zapnutí tiskové úlohy
* Tisk
* Sundání dílů z tiskárny
* Servis tiskárny
* Zabalení dílů do krabice

'''Cíl simulace:'''
* Optimalizace kombinací tiskových úloh pro maximalizaci výroby koncového výrobku – V procesu je vyskytující se problém, že vzhledem k rozdílné časové náročnosti mezi tiskovými úlohami je některých dílů víc než jiných.
* Optimalizace počtu pracovníků

'''Data''' Data použitá pro tuto simulaci budou reálná data poskytnutá firmou, která se zabývá 3D tiskem.

[[User:Zemk05|Zemk05]] ([[User talk:Zemk05|talk]]) 15:46, 8 May 2021 (CET)

== Simulace hry Counter-Strike na mapě de_dust2 ==

'''Autor:''' Jiří Mareš (marj39)

'''Typ modelu:''' Multiagentní

'''Nástroj:''' NetLogo

'''Popis modelu:'''
Hru není třeba představovat. Dva týmy o stejném počtu hráčů soupeří o vítězství. Mapa de_dust2 nabízí k vítězství (kromě eliminace protihráčů) položení bomby ze strany T a její úspěšné bránění až do výbuchu, ze strany CT zneškodnění aktivní bomby. Každé kolo (iterace hry) má omezený čas. Každý agent má zorné pole, do kterého když vstoupí nepřátelský agent, začne souboj na jehož konci může být jen jeden přeživší. Simulace sleduje výsledky různých nastavení, parametrů, strategií a náhody k zjištění, který tým je lepší.

'''Agenti:'''
*T (terorista) - Na mapě de_dust2 má agent T za úkol dostat se na jedno ze dvou míst na které lze položit bombu. Potom je jeho úkolem bránit položenou bombu tak, aby ji žádný CT nemohl zneškodnit. Jeho druhotným cílem je eliminace CT.
*CT (policista) - Agent CT má za úkol eliminaci agentů T. Pokud se T podaří položit bombu, je jeho úkolem bombu zneškodnit.
*Každý agent má zdraví a výbavu (pistole, pušku, kevlar), kterou si kupuje za vydělané peníze.
*Pohybují se na definovaných trasách mapy.
*Když se potká agent T a CT, dle jejich zdraví a výbavy se rozhodne, kdo přežije.

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je sledování mnoha strategií, které hra nabízí, což může pro každého hráče Counter-strike znamenat o něco více jistoty při rozjímání, zdali je neúspěch vinou nedostatečného umu, či nesprávně zvolené strategie.

'''Parametry:'''
*Počet agentů v každém týmu
*Počet odstřelovačů
*Friendly fire (může mít nějakou náhodnou šanci nastat a poškodit tak svůj tým)
*Strategie T
**rychlý a přímočarý průnik na lokaci A/B
**rozdělení týmu na "návnadu" a zbytek týmu s bombou
**nedbání bomby a snaha vyhledání a eliminace CT
**čekání na jednom místě po určitou dobu, po které se vydají položit bombu
*Strategie T při položení bomby
**obrana útokem
**konzervativní bránění
*Strategie CT
**rozptýlení se a hledání T
**bránění jednoho místa A/B
**rozdělení na 2 skupinky - jedna brání A, druhá brání B
**obchvatný manévr - průnik k základně T a následný postup do lokace A/B

[[User:Marj39|Marj39]] ([[User talk:Marj39|talk]]) 20:37, 10 May 2021 (CET)

== Simulace nárůstu/redukce hmotnosti při příjmu a výdeji kcal v čase ==

'''Definice problému:'''
Člověk, trenér nebo individuální sportovec se často potýká s neurčitostí výsledku stravování a sportovního výkonu na jeho tělesné schránce. Cílem simulace je tedy vytvořit nástroj, který úpravou parametrů umožní vytvořit představu o navýšení či snížení hmotnosti při určitém příjmu a výdeji energie za časové období (týdny, měsíce, roky).
Nástroj umožní uživateli pozorovat vliv příjmu potravy a výdej při sportu či nečinnosti (klidový stav) na jeho celkovou hmotnost v čase za uběhlý čas.

'''Autor:''' Michal Šejba (Michal.s)

'''Typ modelu:''' Systémová dynamika

'''Modelovací nástroj:''' Vensim

'''Cíl simulace:''' Vytvořit model výdeje a příjmu kcal, který buď povede k nárůstu váhy nebo k její redukci.

'''Data:''' Data budou čerpána z [https://www.calculator.net/bmr-calculator.html], [https://www.omnicalculator.com/sports/calories-burned] - pro získání dat o spálených kaloriích při daném sportovním výkonu. Další data určující průměrné spálené kcal atp. budou dohledána v rámci modelování simulace.

[[User:Michal.s|Michal.s]] ([[User talk:Michal.s|talk]]) 8:44, 11 May 2021 (CET)
:: Taková simulace již byla vytvořena [http://www.simulace.info/index.php/You_are_what_you_eat] a v praxi se ukázalo, že se jedná spíše o jednoduchý výpočet než o simulaci systému - žádné náhodné veličiny, pouze jedna zpětná smyčka - takže to není zrovna téma pro systémovou dynamiku. Zkuste prosím něco jiného. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 11:51, 11 May 2021 (CET)

== Simulace převážení pasažérů pomocí převozních lodí ==

'''Autor:''' Martin Šatra (satm03) – druhý návrh simulace (původní simulace vytváření kytic byla zamítnuta)

'''Typ modelu:''' Multiagentní

'''Nástroj:''' NetLogo

'''Popis modelu:'''
Prostředí modelu by bylo vydefinováno jako krajina, kterou by rozdělovala řeka, přes níž by nevedl žádný most. Na každém břehu by byl vytvořen jeden malý přístav. Přístavy budou sloužit jako body, mezi kterými za určitý čas přeplouvá převozní loď. Přístavy jsou zároveň jedinými místy, kde se lze nalodit, či vylodit z převozní lodě. Dále se na každém břehu vyskytují pasažéři, kteří by stáli o to, dostat se na druhý břeh, přičemž si zvolili právě převoz pomocí transportní lodě. Transportní loď má omezenou kapacitu pasažérů, a přeplouvá řeku po určitém časovém limitu stráveném v přístavu, či poté, co je plně obsazena pasažéry.

'''Agenti:'''
*Transportní loď – Agent převážející pasažéry mezi přístavy. Přeplouvá buďto po určité době, či poté, co je plně obsazena. Předpokládané vlastnosti budou nejspíše: kapacita, rychlost, maximální doba čekání v přístavu.
*Pasažéři – Lidé (případně třeba i nějaké dopravní prostředky), kteří průběžně přicházejí do přístavu za účelem dostat se na druhý břeh, každý pasažér pak má při nastavování simulace náhodně udáno, kdy přesně bude chtít opustit svůj břeh, lépe řečeno kdy se vydá k přístavu na svém břehu.

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace by bylo pomoc přepravním společnostem, které by se rozhodovaly jaké typy lodí se mají zakoupit v dané lokalitě. Cílem je tedy nalézt takové parametry simulace (rychlost, velikost lodí), které by byly optimální za určitého lokálního zatížení pasažéry, tak aby transportní lodě nepluly zbytečně prázdné, a zároveň, aby pasažéři zbytečně dlouho nečekali (teoreticky by šlo i o ušlý zisk).

'''Parametry:'''
*Počet pasažérů na levém břehu
*Počet pasažérů na pravém břehu
*Kapacita lodě (kolik pasažérů je loď schopna převést)
*Rychlost lodě
*Maximální doba, kterou loď stráví v přístavu
*Vzdálenost mezi přístavy (v určitém rozmezí, aby byla mapa modelu čitelná a zároveň se sem oba přístavy vešly.)

'''Výstupy:'''
*Počet převezených pasažérů v čase
*Využití lodě (kolik míst bylo skutečně obsazeno vzhledem k tomu kolik pasažérů by mohlo být maximálně převezeno.)
*Počet čekajících pasažérů v čase

'''Možné rozšíření:'''
Jak již bylo naznačeno pasažéři by mohli být v reálném světě reprezentovány buď lidmi, či transportními prostředky, proto by se mohla zavést velikost každého pasažéra, což by pak hrálo roli při obsazení kapacity lodě. Muselo by přitom dojít k nahrazení kapacity vyjádřené počtem pasažérů za kapacitu vyjádřenou určitou velikostí nákladového prostoru lodě. Dále by se mohl uvést parametr, který by udával rychlost proudění vody, což by mělo vliv na délku plavby mezi přístavy. V tomto případě bude počítáno, že proudění vody nemá vliv na pohyb lodě. Nakonec by mohl být vytvořen i parametr, který by udával možné počty lodí (nejspíše by šlo o rozhodnoutí mezi jednou, či dvěma loděmi).

'''Prosba:'''
Nepatří to sice k této práci, ale mohl bych Vás poprosit o odpověď na moji otázku ohledně první semestrální práce (Paperu), kterou jsem Vám zaslal na Teams?

[[User:Satm03|Satm03]] ([[User talk:Satm03|talk]]) 21:00, 11 May 2021 (CET)

Assignment SS 2020/2021/cs

2021-05-10T17:28:40Z

Joho00:

{{DISPLAYTITLE:Zadání LS 2020/2021}}

{{Ambox
| text = <div>
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.
</div>
}}

{{Ambox
| text = <div>
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]].
</div>
}}

{{Ambox
| text = <div>
Témata na téma hazardních her, karet, vývoje cen akcií/indexů nejsou vítány.
</div>
}}

{{Ambox
| type = content
| text = <div>
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.
</div>
}}

== Simulace přenosové soustavy ==

Simulace bude postavena na reálných datech o výrobě a spotřebě elektrické energie v ČR a na datech o přitékající elektrické energii od našich sousedních států. Jejich výroba el. energie taktéž ovlivňuje i naši přenosovou síť. Z tohoto důvodu jsou na pomyslných hranicích naší přenosové soustavy PST transformáty, kde dispečeři regulují výrobu a spotřebu elektrické energie u nás. Pokud by od sítě přiteklo moc energie, mohlo by to přetížit přenosovou soustavu a tím způsobit rozsáhlé výpadky proudu. Pokud by takový výpadek nastal (z důvodu výrazné výkonové nerovnováhy) je nutné, co nejrychleji zajistit stabilitu přenosové sítě. Cílem modelu je nasimulovat přenosovou soustavu a její možnou ochranu proti blackoutům.

'''Autor'''
Michaela Tauchmanová

'''Typ modelu'''
Systémová dynamika

'''Modelovací nástroj'''
Vensim

'''Cíl simulace'''
Cílem modelu je nasimulovat přenosovou soustavu a její možnou ochranu proti blackoutům.

'''Data'''
Data o zatížení, přítoku energie atd. (ČEPS - https://www.ceps.cz/cs/data#Load)
Spotřeba a výroba za rok včetně dat o distribučních ztrátách apod. (Český statistický úřad – Energetické bilance – https://www.czso.cz/csu/czso/ene_cr)

[[User:Taum03|Taum03]] ([[User talk:Taum03|talk]]) 20:39, 6 May 2021 (CET)

:: '''Schváleno''' [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 13:03, 7 May 2021 (CET)

== Nalezení nejideálnějšího množství nápojových stánků a TOITOI na hudebních festivalech ==

'''Název:''' Nalezení nejideálnějšího množství TOITOI na festivalech

'''Autor:''' vana06, Aneta Váňová

'''Nástroj:''' NetLogo

'''Typ modelu:''' Multiagentní

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

'''Grafy''' budou znázorňovat:
* Počet čekajících návštěvníků u nápojových stánků v průběhu konání festivalu
* Počet čekajících u TOITOI v průběhu konání festivalu
* Průměrná doba čekání na nápoj
* Průměrná doba čekání na TOITOI
* Počet návštěvníků, kteří z důvodu dlouhého čekání obešli pravidla festivalu a vykonali svou potřebu za TOITOI
* Počet nespokojených zákazníků (měřeno na základě doby čekání na nápoj a nutnosti vykonat potřebu mimo TOITOI)

'''Agenti:'''
* '''Muži'''
** Potřeba pití nápojů je jednou za 30 minut (na základě [https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.1990.tb00504.x Zdroj 1]) (určeno náhodným rozdělením)
** Na WC potřebují v případě, že kapacita močového měchýře byla naplněna 300–400 ml (určeno náhodně v rámci daného rozmezí) [https://books.google.cz/books?id=GspuCwAAQBAJ&dq=tvorba+mo%C4%8Di&hl=cs&source=gbs_navlinks_s Zdroj 2]
** Pravděpodobnost, že bude postupovat podle těchto čísel je 50% (rozhodování na základě aktuálních dat v procesu)
* '''Ženy'''
** Potřeba nového pití je jednou za 45 minut (na základě [https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.1990.tb00504.x Zdroj 1]) (určeno náhodným rozdělením)
** Na WC potřebují v případě, že kapacita močového měchýře byla naplněna 150–250 ml (určeno náhodně v rámci daného rozmezí) [https://books.google.cz/books?id=GspuCwAAQBAJ&dq=tvorba+mo%C4%8Di&hl=cs&source=gbs_navlinks_s Zdroj 2]
** Pravděpodobnost, že budou postupovat podle těchto čísel je 50% (rozhodování na základě aktuálních dat v procesu)

'''Parametry modelu:'''
* Počet návštěvníků jednotlivých pohlaví (rozděleno vždy 50:50 z celkového množství)
* Počet stánků s nápoji
* Počet TOI TOI

'''Možná rozšíření:'''
* Simulaci by bylo možné rozšířit i o stánky s občerstvením (jídlem)
* Rozšíření o vliv počasí (teploty) a s tím spojenou větší konzumaci nápojů
* Rozšíření o pauzy v programu, kde větší množství návštěvníků zvažuje zakoupení nového nápoje nebo navštívení TOITOI, i když to není potřeba

'''Cíl simulace:''' Na základě očekávané návštěvnosti bude možné predikovat takové množství nápojových stánků a TOITOI tak, aby bylo optimální, a tudíž aby nedocházelo k obcházení pravidel a aby návštěvníci byli spokojeni.

'''Poznámka:''' Pro simulaci je čerpáno z dat, která jsou k dispozici k velikosti močového měchýře a množství pití, avšak množství dat k tomuto tématu je omezenější.

[[User:Vana06|Vana06]] ([[User talk:Vana06|talk]]) 22:28, 6 May 2021 (CET)

== Simulácia darcovského centra ==

Simulácia bude zobrazovať popis procesu odberu krvnej plazmy v dárcovskom centre. Bude pozostávať z registrácie na odber, konzultácie s lekárom, čakaním na odber, odberu samotného, odpočinkom a odchodom z centra.

Darcovia sa môžu objednávať na odber v 30 minutových intervaloch, pričom simulácia bude brať v potaz „high peaks“, kedy je množstvo darcov vzhľadom na kapacitu lôžok hraničné a bude sa snažiť optimalizovať ako počet lôžok, tak i kapacitu darcov v daných „high peaks“

Simulácia by pozostávala z 3 modelov:

*1. Simulácia štandarného provozu
*2. Optimalizácia procesu za účelom lepšej efektivity času vzhľadom na darcu - v momentálnej situácií v „high peaku“ darci čakajú i desiatky minút navyše voči objednanému času
*3. Simulácia letného provozu - v lete je štandardne počet darcov voči zbytku roku menší - v rámci letného provozu by teda bolo možné vymyslieť optimálnu stratégiu či už napríklad v rámci zníženie personálov/lekárov a podobne.

'''Autor'''
Marko Pira

'''Typ modelu'''
Diskrétní simulace

'''Modelovací nástroj'''
SimProcess

'''Entity'''
Darca

'''Zdroje'''
*Lékar
*Personál
*Skrinka
*(Odberové) lôžko
*(Tuba) plazmy - v rámci simulácie zistíme, koľko tub plazmy denne centrum zvládne odobrať

'''Cíl simulace'''
Cieľom je nasimulovať štandardný stav centra a následne proces optimalizovať pomocou zdrojov. Ďalším cieľom je simulácia letného provozu centra a stratégie optimalizácie zdrojov, aby nedochádzalo k ich nevyužitiu

'''Data'''
Data budú získané od anonymizovaného dárcovského centra v Prahe

[[User:Pirm01|Pirm01]] ([[User talk:Pirm01|talk]]) 08:53, 7 May 2021 (CET)

== Simulace migrace lidí do Evropy ==

Migrace lidí do Evropy je velmi časté téma dnešní doby. Faktory migrace mohou být ekonomické, věk, podnebí, současná situace v zemi, atd. V oblastech konfliktů, společenských (včetně politických) nebo ekonomických rozdílů migrace představují závažný socioekonomický problém. Migrace mohou být dobrovolné, za prací či za příbuznými, či nucené (jejichž příčinou je zpravidla silné zhoršení životních podmínek, válečný stav, diktatury atd.).
Migrace probíhá přes tři hlavní migrační trasy do EU - východní, centrální a západní středomořské trasy.
V sociologii je migrace spolu s porodností a úmrtností klíčovým prvkem v procesu populačního vývoje a výrazně ovlivňuje společenské a kulturní změny obyvatel na všech úrovních. S ekonomickým rozvojem se intenzita migrace dále zvyšuje.

'''Autor'''
Martina Riegerová

'''Typ modelu'''
Systémová dynamika

'''Modelovací nástroj'''
Vensim

'''Cíl simulace'''
Simulace by predikovala vnější migraci, kde by na následující období 10ti let dle daných faktorů predikovala počty nových příchozích migrantů do Evropy.

'''Data'''
Data o migracích - https://www.unhcr.org/cz/ , https://www.mvcr.cz/migrace/aktualni-zpravodajstvi.aspx , https://www.unhcr.org/environment-disasters-and-climate-change.html

[[User:Riem00|riem00]] ([[User talk:Riem00|talk]]) 10:31, 7 May 2021 (CET)

:: Tématicky by to šlo - co všechno by ta vaše simulace zahrnovala (simulovala)? - všechno to, co máte v tom úvodním odstavci? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 13:09, 7 May 2021 (CET)

== Simulace vytváření kytic ==

'''Autor:''' Martin Šatra (satm03)

'''Typ modelu:''' Multiagentní

'''Nástroj:''' NetLogo

'''Popis modelu:'''

Při dobývání dívčího srdce je možné využívat mnoho způsobů. Jedním z nich je zasypat svou milou květinami. Obecně pak platí, že čím více květin dívka obdrží, tím více pookřeje. Právě sběr květin a vytváření kytic z nich je hlavním námětem vytvářeného modelu.

V modelu je prostředí definováno jako louka, na které rostou květiny a vyskytují se překážky (skalky). Vybranou louku si pak vyhlídla za účelem vytváření kytic pro své milé čtveřice chlapců. Všichni vědí, že počet květin, které poberou bez toho aniž by je poničili, není nekonečný. Z tohoto důvodu si každý vybudoval své stinné stanoviště, kam si bude shromažďovat své květiny, případně již celé kytice. Skutečnost, že se jedná o uzavřenou louku s omezeným počtem květin činí z chlapců vzájemné soupeře. Každý chlapec si tedy vytvořil svojí strategii, se kterou bude při sbírání květin a vytváření kytic postupovat. (Popisy jednotlivých strategií chlapců jsou v části Agenti.)

Je také dobré podotknout to, že aby byla kytice shledána dostatečně atraktivní, měla by být složena více květin rozličných barev. Za účely tohoto modelu pak definujeme, že kytice se musí vytvořit z květin o 3 různých barvách (bílá, modrá, žlutá).

Chlapci mohou unést až 9 květin (popřípadě 3 kytice) bez toho aniž by je poničili. Proto se v případě, kdy již natrhali 9 květin, musí vrátit na své stanoviště, kde tyto květiny (popřípadě vytvořené kytice) uloží. V případě, že chlapci již nemohou plnit své strategie z důvodů vyčerpání potřebných zdrojů (květin), vrátí se každý na své stanoviště.

'''Agenti:'''
*Jára - Postupuje tak, že chce vytvořit kytice co nejdříve. Při trhání květin tedy postupuje tak, že nejprve utrhne nejbližší květinu jednoho druhu, poté nejbližší květinu druhého druhu, a nakonec nejbližší květinu třetího druhu. Když má vše potřebné (3 druhy květin), pak ihned vytvoří kytici. Poté, co má plné ruce kytic, je jde zanést na své stanoviště.
*Jiří - Má podobnou filozofii jako Jára, tedy trhat květiny po jednotlivém druhu tak, aby měl co nejdříve vše potřebné pro vytvoření nové kytice. Nechce však kytice vytvářet při sbírání, ale až po návratu na své stanoviště.
*Zdeněk - Zdeněk ví, že dokáže unést maximálně 9 květin. Vypočítal si, že z tohoto množství lze vytvořit maximálně 3 kytice. Z tohoto důvodu nejprve trhá nejbližší 3 květiny jednoho druhu, poté nejbližší 3 květiny druhého druhu a nakonec nejblíže se nacházející 3 květiny třetího druhu. Když má plné ruce, odejde na své stanoviště a vytvoří z natrhaných květin kytice.
*Vladislav - Vladislav nechce při trhání květin moc přemýšlet, a tak trhá ty nejbližší co mu přijdou pod ruku. Když má plné ruce jde na své stanoviště a vytvoří tolik kytic, co je jen možné, nevyužité květiny, z nichž již nešlo vytvořit kytice, zůstanou na jeho stanovišti a mohou být využity při další Vladislavově donášce.

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je pozorovat efektivnost jednotlivých strategií chlapců a na základě nabytých poznatků rozhodnout, která strategie je za daných parametrů nejoptimálnější.

'''Parametry:'''
*Počet bílých květin
*Počet modrých květin
*Počet žlutých květin
*Počet překážek na louce
*Doba pro vytvoření kytice
*Rychlost chlapce

'''Výstupy:'''
*Graf znázorňující množství vytvořených kytic pro jednotlivé hráče v čase
*Aktuální počet kytic vytvořených každým hráčem
*Aktuální počet květin (z nichž ještě nejsou, nebo dokonce nikdy nebudou kytice) v držení každého hráče
*Průměrná doba pro vytvoření kytice za každého hráče (celkový čas od počátku simulace po konečný návrat chlapce na stanoviště ku množství chlapcem vytvořených kytic)

'''Možná rozšíření:'''
Model je dosti jednostranně zaměřený, avšak mohl by být stále více přibližován reálné situaci. Agenti, chlapci, by mohly mít další atributy jako je například výdrž. Květiny by mohly mít určenou dobu, za kterou po utržení uschnou. Do hry by mohly vstupovat také parametry počasí, které by měly vliv, jak na výdrž chlapce, tak na odolnost květiny. Na louce by se mohly objevit i jiné objekty, či dokonce na hráče číhající nebezpečí.

'''Poznámka:'''
Jsem si vědom, že podobný námět s poměřováním strategií již existuje (Simulácia zberu jahôd (Netlogo) - Juraj Bačovčin), avšak myslím, že simulace popsána výše se dosti odlišuje, co se jejího vytvoření týče.

[[User:Satm03|Satm03]] ([[User talk:Satm03|talk]]) 12:09, 7 May 2021 (CET)

== Optimalizace skladových zásob inkoustů ==
'''Autor:''' Iveta Kleníková (klei00)

'''Typ modelu:''' Monte Carlo

'''Nástroj:''' Microsoft Excel

'''Popis modelu:'''
Společnost B je českým dodavatelem ekosolventních inkoustů a dalšího spotřebního materiálu do velkoformátových tiskáren. Inkousty se prodávají v jednolitrových lahvích ve čtyřech barvách (CMYK).<br>
Každý inkoust má z výroby roční expiraci. Ovšem na sklad se inkousty dostávají ve valné většině případů už cca 3 měsíce staré. Ideální je prodat inkoust v prvních třech měsících (tj. 4-6 měsíců staré), jelikož starší inkousty už zákazníci nechtějí kupovat z důvodu, že by je nestihli do data expirace vypotřebovat. Inkousty staré 7 měsíců se ještě dají prodat, ovšem pouze s určitou slevou. Starší inkousty se již neprodají a je potřeba je za určitý poplatek ekologicky zlikvidovat. Inkousty se prodávají metodou FIFO (časovou jednotkou je měsíc).<br>
Při objednávání inkoustů na sklad tu hraje roli spodní a horní limit skladových zásob. V případě snížení skladových zásob pod spodní limit dochází k objednání inkoustů až do výše horního limitu. Inkousty se objednávají vždy po celých baleních po 10 kusech.

'''Vstupní parametry:'''
* Poptávka po jednotlivých barvách inkoustu v jednotlivých měsících
* Fixní náklady (mzda skladníka, nájem skladu, energie)
* Nákupní cena jednotlivých barev inkoustu (zahrnuje i rozpočítanou dopravu)
* Prodejní cena jednotlivých barev inkoustu
* Cena za likvidaci jednoho litru inkoustu
* Stáří naskladněného inkoustu

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je nalézt optimální limity skladových zásob tak, aby firma zbytečně nenaskladňovala velké množství inkoustů, které se nakonec neprodají a budou muset být zlikvidovány. Zároveň je vhodné, aby poptávka byla ideálně plně uspokojena.

'''Data:'''
Jako podklad simulace budou použita reálná interní data o prodejích, nákupních cenách a expiracích inkoustů dané společnosti.

[[User:Klei00|Klei00]] ([[User talk:Klei00|talk]]) 14:26, 7 May 2021 (CET)

:: Spíš než jako simulace to zatím vypadá jako kalkulace a rozhodně to není dynamický systém (tedy vhodné pro Vensim). Na druhou stranu, pokud máte interní data dané společnosti, ze kterých by šlo odvodit 1) měsíční poptávku po inkoustech (pravděpodobnostní rozdělení pro jednotlivé měsíce roku - určitě tam bude nějaká sezonalita a celé to zprůměrovat by nedávalo smysl), 2) průměrné stáří naskladňovaného inkoustu (pravděpodobnostní rozdělení), tak už by toto téma, tak jak je, šlo překlopit do simulace Monte Carlo a bylo by to OK. Co Vy na to? [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 14:28, 7 May 2021 (CET)

:::: Data pro měsíční poptávku a průměrné stáří inkoustů mám k dispozici. S překlopením do simulace Monte Carlo souhlasím. [[User:Klei00|Klei00]] ([[User talk:Klei00|talk]]) 15:16, 7 May 2021 (CET)
::::: '''Schváleno'''. [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] ([[User talk:Oleg.Svatos|talk]]) 21:19, 9 May 2021 (CET)

== Energetická náročnost těžby VSEcoinu ==

S rostoucí oblibou blockchainových technologií se objevují i některá z jejich
úskalí. Zvýšená bezpečnost se neobjeví “jen tak” a je třeba ji nějakým způsobem zajistit. Jedním ze
způsobů je tzv. koncept Proof of Work, kde je bezpečnost zajištěna komputací výkonnostně
náročných operací. Tento výkon je provázen energetickou náročností a v druhé řadě tento výkon
někde chybí. V rámci této simulace bychom chtěli vytvořit síť, která by simulovala těžaře těžící
virtuální měnu VSEcoin (neparametrické hodnoty simulace budou vycházet z implementace
Bitcoinu) a umožňovala nastavení volných parametrů: cena, výše odměny za PoW, náročnost
PoW. (cena bude v této simulaci nastavitelný parametr, protože v simulaci jde o vztah energetické náročnosti na vlastnostech z ceny odvozených a nejde nám o predikci ceny v žádném ohledu). U sítě Bitcoin je náročnost měněna automaticky tak, aby byl jeden validovaný block přidáván každých 10 minut. Tato hodnota byla při implementaci ''zvolena'' a my bychom chtěli ověřit, zda je tato hodnota optimální.

Těžaři - agenti, rozhodující se, zda
* budou těžit (schvalovat transakce do bloků)
* budou podvádět
* Nice to Have - vstoupí do těžebního clusteru (pro zvýšení šance na odměnu, ale snížení
hodnoty odměny)

Transakce - reálné a chybné (náhodné chyby i podvody)

'''Autor'''
Petr Hoza

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Cíl simulace'''
Cílem simulace je zjistit, jakým stylem je provázána náročnost operací (bezpečnost,
energetická náročnost), cena (výše odměny).
Primárně, zda existuje nějaké optimum nastavené odměny pro zachování dostatečné bezpečnosti za
minimální energetické ceny.

[[User:Petr Hoza|Petr Hoza]] ([[User talk:Petr Hoza|talk]]) 14:36, 7 May 2021 (CET)

==Simulace dostavby pražského letiště==
'''Autor:''' Jaroslav Mareš (marj37)

'''Typ modelu:''' diskrétní simulace

'''Nástroj:''' SimProcess

'''Popis modelu:''' Pražské letiště již několik let uvažuje o rozšíření terminálů a přístavbu druhé přistávací dráhy. Dle plánů by mělo nejprve dojít k rozšíření o 5 nástupních prostor (dostavba terminálu 2) a následně o přístavbu nového "prstu" s cca 10 dalšími nástupními prostory. Projekty na rozšíření letiště již byly schváleny. Pro jednoduchost by model počítal s jedním typem letadla, jehož kroky přípravy pro vzlet by trvaly pokaždé stejnou dobu, bez ohledu na to, do jaké destinace letí.

'''Vstupní parametry:'''
* počet letových operací
* počet možných stání pro letadla u "prstů" a mimo ně
* počet strojů pro přípravu letadla
* doba kroků přípravy letadla na vzlet (výstup pasažérů, úklid letadla, doplnění pohonných hmot, nástup pasažérů, atd.)- hodnoty z pravděpodobnostních rozdělení

'''Cíl simulace:''' Cílem simulace je zjistit zda bude možné obsloužit letadla pomocí dostavených prostor, když se zdvojnásobí počet letových operací, v důsledku přístavby druhé ranveje.

'''Data:''' https://www.prg.aero/planespotting, https://www.prg.aero/ministerstvo-financi-schvalilo-investici-do-rozsireni-terminalu-2-na-letisti-vaclava-havla-praha

== Vliv průmyslového rybolovu na populace ryb ==

Simulace bude představovat průmyslový rybolov v oceánech, který se negativně projevuje namnožství a velikosti ryb, které je následně možné lovit, čímž se zmenšuje úlovek a je nutné rybařit stále intenzivněji pro udržení objemu úlovku.

Při nadměrném rybolovu nejsou schopny ryby udržovat svou populaci a postupně jich ubývá, vlivem velikostí ok v sítích se také vytváří evoluční tlak na velikost ryb, které se mezi generacemi zmenšují, jelikož pak mají větší šanci utéct ze sítí. Pokud ale rybáři zmenší velikost ok v sítích, mohou nastávat situace, že budou loveny nedospělé ryby, které ještě nestihli zplodit potomky, čímž se množství ryb v příští sezóně snižuje. Nastává zde souboj mezi velikostí a množstvím ryb proti velikostí ok a požadovaného objemu úlovku rybářů

'''Autor'''
Otakar Johanis

'''Typ modelu'''
Multiagentní

'''Modelovací nástroj'''
Netlogo

'''Agenti'''

* Rybářské lodě - Loví ryby v oceánech a mají požadovaný objem úlovku a velikost ok sítí

* Ryby - Mají velikost určenou normálním rozdělením. Menší ryba poskytne rybářské lodi větší úlovek, ale má větší šanci rybáři utéct a nenechat se chytit. Ryby v průběhu času plodí potomky, kteří přijímají velikost svého předka ovlivněnou náhodou. Menší ryby jsou ale snazší kořistí predátorů v oceánech a proto se množí pomaleji, než velké ryby.

'''Parametry modelu'''

* Množství rybářských lodí

* Velikost ok sítí

'''Cíl simulace:'''
Cílem simulace je najít optimální limity objemu vylovených ryb a velikosti ok sítí, aby bylo rybářství z dlouhodobého pohledu udržitelné a nevedlo k devastaci ryb v oceánech.

== Odstranování mechu z trávníku ==

Simulace se bude zabývat bežně používanými činnostmi vedoucími k odstranění mechu z trávníku a jejich vlivem na výskyt mechu a trávníku na zahradě.

Mech je večný problém lidí se zahradou a existuje několik různých metod, jak se pokusit o jeho odstranění. Tyto metody provádí člověk a do různé míry poškozují i okolní biom, který je žádoucí, nejčastěji trávník. Simulace tedy bude ukazovat, jak dojde k renegeraci trávníku a mechu po zásahu danou metodou.

'''Autor''':
Marek Vávra

'''Typ modelu''':
Multiagentní

'''Modelovací nástroj''':
Netlogo

'''Agenti''':

* Mech - Šíří se náhodně, rychleji pokud je kolem volno, pomaleji pokud je kolem trávník či jiný mech
* Trávník - Šíří se náhodně, rychleji pokud je kolem volno, pomaleji pokud je kolem jiný trávník či mech
* Člověk - Bude simulován pomocí několika různých metod (agentů) - například použití mechostopu, vertikutátoru, vyhrabání mechu

'''Cíl simulace''':
Cílem simulace je ukázat, jaký vliv mají různé metody na budoucí podobu trávníku

[[User:Vavm05|Vavm05]] ([[User talk:Vavm05|talk]]) 19:12, 7 May 2021 (CET)

== Simulace malosériové výroby metodou 3D tisku ==

'''Název:''' Simulace malosériové výroby metodou 3D tisku

'''Autor:''' Kateřina Zemánková

'''Nástroj:''' SIMPROCESS

'''Typ modelu:''' Diskrétní simulace

'''Předmět simulace'''
Společnost se zabývá výrobou jednoho komplexního výrobku prostřednictvím 3D tisku. Ke kompletaci jednoho výrobku je potřeba 23 různých dílů. Má k dispozici 50 kusů 3D tiskáren, na kterých díly tiskne. Tyto díly však nelze tisknout všechny najednou na jednom stroji díky malému rozměru 3D tiskáren. Proto jsou jednotlivé součástky rozděleny do pěti unikátních tiskových úloh (soubor dílů, které se tisknou na jednom stroji v jednu chvíli). Každá tisková úloha se liší časovou náročností a spotřebovaným materiálem. Tyto tiskové úlohy lze provádět na libovolném stroji, přičemž všechny stroje fungují stejně. Na konci tiskové úlohy musí obsluha sundat vyrobené díly z 3D tiskárny, provést krátký servis a zapnout novou tiskovou úlohu. Obsluha poté díly pro jeden výrobek zabalí a krabici předá do dalšího oddělení.
Pro vytištění je potřeba mít materiál (filament) dodávaný v 5 kg baleních. Pokud se na začátku tisku zjistí, že nezbývá dostatek materiálu pro další tisk, musí se materiál vyměnit za nový. Zbytek struny se recykluje.

'''Entity: '''
* Výrobek
* 3D tiskárna
* Filament
* Díl výrobku
* Tisková úloha
* Pracovník obsluhující 3D tiskárnu
* Krabice

'''Popis procesu:'''
* Zapnutí tiskové úlohy
* Tisk
* Sundání dílů z tiskárny
* Servis tiskárny
* Zabalení dílů do krabice

'''Cíl simulace:'''
* Optimalizace kombinací tiskových úloh pro maximalizaci výroby koncového výrobku – V procesu je vyskytující se problém, že vzhledem k rozdílné časové náročnosti mezi tiskovými úlohami je některých dílů víc než jiných.
* Optimalizace počtu pracovníků

'''Data''' Data použitá pro tuto simulaci budou reálná data poskytnutá firmou, která se zabývá 3D tiskem.

[[User:Zemk05|Zemk05]] ([[User talk:Zemk05|talk]]) 15:46, 8 May 2021 (CET)

Assignment SS 2020/2021/cs

2021-05-07T17:04:16Z

Joho00: