Algoritam zasnovan na ponašanju pčela pomaže istraživačima da smanje zagađenje iz saobraćaja u Kragujevcu

Algoritam zasnovan na ponašanju pčela pomaže istraživačima da smanje zagađenje iz saobraćaja u Kragujevcu

Kakve veze imaju pčele, semafori, teretna vozila i zagađenje vazduha, objašnjava u svom autorskom tekstu dr Aleksandar Jovanović, docent na Fakultetu inženjerskih nauka, Univerziteta u Kragujevcu

Na jednostavno pitanje upućeno đacima prvog razreda osnovne škole u koju ide moja ćerka – Da li čist vazduh ima miris i ukus? deci nije bio jednostavno da daju tačan odgovor. Nažalost, oni su već navikli da vazduh ima neki miris, pa se mogao naći ne tako zanemarljiv broj odgovora da čist vazduh nema samo ukus. Da li su deca pogrešila ili je to još jedna nova realnost na koju ćemo morati da se navikavamo.

Baveći se svojim poslom na Univerzitetu naučio sam da mi ne živimo u linearnom svetu. To znači da kada bismo samo malo poremetili ulaze u neki sistem, na izlazu iz njega primetili bismo značajne razlike u odnosu na stanje pre te male promene. U tom smislu, u popularnoj kulturi je poznat i Efekat leptira, koji kolokvijalno govori o tome da kada leptir zamahne krilima na Madagaskaru to može da izazove cunami u Japanu. Prema tome, možda i pojedinačne akcije svakog od nas, koliko god se na prvi pogled činile beznačajnim u odnosu na ceo sistem, ipak mogu na kraju dana da dovedu do neke promene.

Vozila na semaforisanim raskrsnicama emituju najviše zagađenja tokom usporavanja do zaustavljanja i tokom ubrzanja kako bi povratila izgubljenu brzinu

Pre Efekta leptira, to su znali i veliki umovi iz prošlosti. Na primer, u svom epohalnom delu: Braća Karamazovi, Dostojevski govori o tome kako mi živimo kao na površini jednog velikog okeana, gde se svaka naša akcija širi kao talas i na taj način ostavlja daleki trag. Jedan drugi naš veliki mislilac je govorio da čovek nije ono što može da stane u jedan grob, već nešto što ne može da stane ni u celu Vasionu. Ovim želim da ohrabrim čitaoce, time da oni nisu beznačajni u odnosu na sistem (društvo) u kome žive, kao i da njihova zalaganja i akcije mogu da promene stvari. Vođen time, u daljem tekstu predstaviću svoj pokušaj da utičem na sistem, a u okviru profesije saobraćajnog inženjera kojom se bavim.

Podaci o udelu saobraćaja u ukupnoj emisiji zagađujućih čestica na globalnom nivou variraju, međutim procene Svetske zdravstvene svakako pokazuju da je saobraćaj vrlo značajan zagađivač vazduha. Posmatrano na nivou celog sektora, titulu „najprljavijeg” ubedljivo nosi teretni saobraćaj koji je odgovoran za 71% ukupnih emisija suspendovanih čestica (PM 10 i PM 2,5) iz saobraćaja, iako u istom učestvuje sa svega 11%.

PRILOG: POLICIES TO REDUCE FUEL CONSUMPTION, AIR POLLUTION, AND CARBON EMISSIONS FROM VEHICLES IN G20 NATIONS


Najviše zagađenja dolazi sa raskrsnica

U okviru projekta RESONANCE, finansiranog od stane Fonda za nauku Republike Srbije, a zajedno sa kolegama sa Univerziteta u Pitsburgu, SAD, odnosno Laboratorije za saobraćajne sisteme koja pripada Univerzitetu, razvili smo algoritam za smanjenje emisije štetnih gasova koji potiču od saobraćaja u urbanim sredinama.

Kolege sa Univerziteta u Pitsburgu, u svojim ranijim istraživanjima, došli su do zaključka da vozila na semaforisanim raskrsnicama emituju najviše zagađenja tokom usporavanja do zaustavljanja, i tokom ubrzanja kako bi povratila izgubljenu brzinu. Naravno, količina zagađenja je značajno veća kod teretnih vozila u odnosu na putnička, pa tako, sa aspekta zagađenja, nije svejedno da li ćete zaustaviti prosečan putnički automobil, kamionet, kombi vozilo ili teško teretno vozilo. Prema tome, osnovna ideja se sama nameće: Zaustaviti što manje teretnih vozila na semaforisanim raskrsnicama u urbanom okruženju. Iako na prvi pogled jednostavna, njena realizacija je vrlo složena.

Imitirajući proces sakupljanja nektara kod pčela, naš akademik Dušan Teodorović je osmislio algoritam za pretragu velikog prostora dopustivih rešenja koji je primenljiv i na saobraćaj

Inženjeri upravljaju semaforima pomoću sekundi zelenog i crvenog vremena koje dodeljuju različitim saobraćajnim tokovima. Odluka koliko ćete sekundi dodeliti tokovima na jednoj raskrsnici utiče na vreme koje će vozila izgubiti čekajući da budu opslužena. Ta odluka utiče i na veličinu redova vozila koji se formiraju ispred raskrsnica. Dakle, ako previše sekundi dodelimo jednom toku, drugi bi mogao da se nađe u zagušenju, i obrnuto.

Dodatno, odluku koju donesete na jednoj raskrsnici utiče kakvu ćete situaciju, što se tiče redova, broja zaustavljanja i čekanja, imati i na susednim raskrsnicama. Ukoliko posmatrate mrežu od 17 semaforisanih raskrsnica u Kragujevcu, na kojoj smo testirali naš algoritam, broj različitih mogućih odluka koje možete da donesete prelazi stotine milijardi. Kako odabrati onu koja će dati najmanju moguću emisiju štetnih gasova, ne čini se više kao tako jednostavan zadatak. Inače, Kragujevac je odabran zbog značajnog udela teretnog saobraćaja u urbanom delu grada, sto je posledica toga da još uvek ne postoji obilaznica.

Kolonija pčela kao model za pronalazak optimalnog odgovora na zagađenje

Algoritam pomoću kog smo došli do rešenja je, zanimljivo, pozajmljen iz prirode. Naučnici, pre svega biolozi, izučavaju proces sakupljanja nektara kod pčela, koje su jedne od najstarijih živih bića na planeti. Nađeno je da pčele pronalaze najkvalitetniji nektar na najkraćim mogućim rastojanjima od košnice. To je jedan decentralizovani prirodni proces, gde svaka pčela sarađuje sa ostatkom roja, koji potom zajedno dolazi do rešenja. U tom procesu jedinke nisu „svesne“ da učestvuju u jednoj „savršenoj“ pretrazi, pa ih nazivamo decentralizovanim agentima.

Imitirajući proces sakupljanja nektara kod pčela pomoću matematičkih jednačina, naš akademik Dušan Teodorović je osmislio algoritam za pretragu velikog prostora dopustivih rešenja (što je i odlika predmetnog problema): Optimizacija kolonijom pčela (Bee Colony Optimization – BCO). Ovaj algoritam je široko prihvaćen, te je u svetskoj stručnoj literaturi moguće naći značajan broj radovi koji koriste upravo BCO za rešenje raznih problema teške kombinatorne optimizacije, kada treba pronaći jedno rešenje od enormno velikog broja mogućih.

Šta pokazuju rezultati studije?

Rezultati koje smo dobili primenom BCO algoritma govore u prilog mogućnosti njegove praktične primene u smanjenju emisija štetnih gasova na semaforisanim raskrsnicama. Kako bismo validirali naše rezultate, celu mrežu grada Kragujevca smo prebacili u simulaciono okruženje, koje je podešeno tako da oslikava realnu saobraćajnu situaciju sa terena. Potom, puštali smo veći broj simulacija sa postojećim načinom rada semafora, onako kako oni trenutno rade u gradu. Isto smo uradili i sa načinom rada semafora koji proizilazi iz BCO algoritma.

Studija je imala uspešne rezultate, a inženjerska rešenja trebalo bi uskoro da budu prikazana inženjerima i čelnicima gradske vlasti

Pokazano je da smo smanjili ekološki parametar, koji je u jakoj vezi sa emisijom štetnih gasova, za 12% na nivou od 1 h na celoj mreži. Kada ovaj procenat proširimo na ceo dan, ili neki veći vremenski period, možemo biti zadovoljni rezultatima našeg projekta, koji čekaju verifikaciju u jednom od vodećih svetskih časopisa iz oblasti primene veštačke inteligencije na realne inženjerske probleme. Kada uporedimo rezultate iz sličnih studija, vidimo da je naš procenat poboljšanja značajan. Dodatno, dogovoreno je da u narednom periodu naša rešenja budu prikazana inženjerima saobraćaja iz Kragujevca, kao i čelnicima gradske uprave, koji su pokazali interesovanje da više saznaju o našoj studiji.

Na kraju, ako je naš život nastavak života naših predaka (Karl Gustav Jung, Vladika Nikolaj Velimirović) postavlja se pitanje u kakvom ćemo životnom okruženju mi živeti kroz naše potomke. Ta odluka je sada na nama.

1. https://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-and-health/Transport-and-health/data-and-statistics/air-pollution-and-climate-change2 

Foto: Pixabay
dr Aleksandar Jovanović

Izvor: Klima 101, 12. 3. 2022.


Donacija za udruzenje PRVI PRVI NA SKALI 2020


PREPORUKA PPNS

ZAKLJUČAK IZ ZBORNIKA SANU "PROJEKAT JADAR - ŠTA JE POZNATO?"

Zaključak iz zbornika SANU ’Projekat Jadar - šta je poznato?’

SANU: PROJEKAT JADAR - ŠTA JE POZNATO? (APSTRAKTI I SNIMAK NAUČNOG SKUPA)

SANU: Projekat Jadar - šta je poznato? (apstrakti i snimak naučnog skupa)

IZ SANU MINISTARKI - O PROJEKTU JADAR: MNOGO NEDOREČENOSTI O REŠAVANJU VELIKIH PROBLEMA I POGUBNOG UTICAJA NA ŽIVOTNU SREDINU

ARHIVA PPNS
DREN: EKOLOGIJA

MART 2022

  • Pesak iz Sahare, najvećeg izvora prašine, u kišnim kapima i u Srbiji (VIDEO: Španija, Francuska)
  • Narodna inicijativa za zakonsku zabranu bora i litijuma na teritoriji Srbije
  • RTS najavio redovno izveštavanje o kvalitetu vazduha svakodnevno u 19:20, ali...
  • Čista Srbija, a prljava tehnologija. Nešto smrdi - prof. dr Čedo Maksimović (VIDEO)
  • Mentalno razgibavanje: Jadar ćete da trujete!?
  • Aerozagađenje na teritoriji Kragujevca, novembar-decembar 2021
  • Bušotine Rio Tinta otrovale Jadar borom i arsenom, predstavljeno u SANU
  • Gama zračenje u Braginu (Belorusija) 490nsv, u Vinči (Beograd) 111nsv
  • Akvarijum: Metode naučnog vrednovanja netaknutih vodenih staništa
  • SEOS u akciji - u Srednjoj Dobrinji skup 6. marta, u Pomoravlju prikupljanje potpisa za zakon o zabrani litijuma
  • Savet za borbu protiv korupcije: Izveštaj o privatizaciji Instituta za vodoprivredu Jaroslav Černi
  • Zaključak iz zbornika SANU "Projekat Jadar - šta je poznato?"
  • Dok Rio Tinto u Srbiji ispituje osnov ukidanja Projekta Jadar, u Mozambiku kažnjen zbog obmana o rezervama, a na Novom Zelandu otkriveno da nema ugovor o uklanjanju opasnog otpada
FEBRUAR 2022
  • Šumska pedagogija u Šumadiji
  • Apel RTS-u da dnevno-informise-o-zagadjenosti-vazduha-ili-sledi-masovni-protest-video.html
  • SEOS i Kreni-promeni: Potpisima građana i protestima do zakona o zabrani rudnika litijuma (VIDEO)
  • SANU: Promocija zbornika "Projekat Jadar - šta je poznato?"
  • U Kragujevcu javno raspravljano o proceni uticaja na životnu sredinu rekonstrukcije kotlarnice Energetike
  • Rio Tinto za Glas Amerike: Poštujemo odluku Vlade; meštani za Dojče vele: Rio Tinto ne odustaje (VIDEO)
  • Prorektor Ristić povodom prozivke premijerke Brnabić: Dobijao sam sugestije da povedem računa gde, šta i kako govorim
  • Pentagonu potrebne veće zalihe litijuma za vojnu industriju; bivša direktorka Rio Tinta u vrhu korporacije Lokhid Martin koja se sastajala sa srpskim firmama u Dubaiju
  • Milion stanovnika živi u gradovima gde ne postoji državni monitoring kvaliteta vazduha
  • RTS: Vazduh u Srbiji prekomerno zagađen, precizne podatke imaće uskoro Kragujevac, Valjevo, Osečina, Novi Sad, Subotica, Vrbas, Nova Varoš, Prijepolje, Kladovo, Bor, Vranje, Leskovac, Pirot, Niš i Čačak (VIDEO)
  • Protesti u Portugaliji protiv rudnika litijuma
  • Princeza Danica Karađorđević u kampu SEOS-a: Filip i ja podržavamo naš narod (FOTO, VIDEO)
  • SEOS ispred Predsedništva: Treći dan (FOTO, VIDEO)
  • SEOS ispred Predsedništva, 12. 2. 2022. (VIDEO)
  • Prijavi ekološki problem - rok za rešavanje: sedam dana od dobijanja zahteva
  • Radni doručak SEOS-a i Kreni-promeni (VIDEO)
  • SEOS: Protest za trajnu zabranu istraživanja i eksploatacije bora i litijuma u Srbiji (FOTO, VIDEO)
  • Godfri o Rio Tintu u Srbiji: Jadarit "neverovatna" šansa..., nadam se da ova priča nije završena
  • SEOS: Svi kao jedan - najava protesta ispred Predsedništva (AUDIO)
  • Zorana Mihajlović uporno odbija zahteve za pristup zapisnicima Radne grupe za implementaciju Projekta Jadar
  • SEOS i- Kreni-promeni: Ne odustajemo do zabrane istraživanja i eksploatacije litijuma i bora (FOTO, VIDEO)
  • Galerija PPNS: Srbija nije na prodaju!
  • Protest: Srbija nije na prodaju - Kragujevac, 8. febuar
  • 1990: Efektna opomena - Crni list Kristalu
  • SEOS i Kreni-promeni nastavljaju proteste do donošenja zakona o zabrani istraživanja i ekspolatacije bora i litijuma u Srbiji (VIDEO)
  • Naučnici i stručnjaci narodnim poslanicima: Zabranite zakonom istraživanje i rudarenje bora i litijuma u celoj Srbiji
  • "Srpski Amazon" sačuvan od MHE (Nera - jedina planinska reka Vojvodine)
  • SEOS i Kreni-promeni saglasni: Jedini zahtev - zabrana istrživanja i iskopavanja litijuma i bora na teritoriji Srbije
  • Rio Tinto objavio izveštaj o ’kulturu maltretiranja, uznemiravanja i rasizma’ u ovom rudarskom gigantu
  • Sindikat nauke Srbije: Za dostojanstven rad u nauci

JANUAR 2022

  • Dejan Lekić, Bojan Simišić: Ne politizujemo, borimo se za živu glavu
  • Rudnici kulture: Bor i Majdanpek (VIDEO)
  • Zašto je važno da se uvede zabrana iskopavanja litijuma i bora na teritoriji cele Srbije
  • Advokat Sreten Đorđević: Rio Tinto govorio neistine
  • SEOS: Predlog zakona o zabrani istraživanja i eksploatacije litijuma i bora na teritoriji Republike Srbije, sa obrazloženjem
  • SEOS: Predlog zakona i pitanja za Vladu Srbije
  • Tadić: Bili su dobrodošli! Niko neće Rio Tintu, koji je ogromna kompanija, reći 2001..., 2012. ni sada - niste dobrodošli! (VIDEO)
  • Protest: Nije kraj - Loznica, 22. 1. 2022. (VIDEO)
  • I Službeni glasnik objavio Uredbu o prestanku važenja Prostornog plana za realizaciju "Projekta Jadar"
  • Objavljena Uredba o prestanku važenja Prostornog plana za realizaciju projekta Jadar
  • Rio Tinto brine - za "naše aktivnosti i naše ljude u Srbiji"
  • Naled, Kanada Fond i Breakthrough doo - inicijatori ubrzanog donošenja novog zakona o rudarstvu 2014.
  • Vlada ukinula prostorni plan za Jadar
  • Dejan Lekić za CINS: Skoro milion i po građana u većim mestima ne zna kakav vazduh diše
  • SEOS: Nastavlja sa blokadama - nećemo rudnik litijuma, moratorijum nas ne zanima
  • Rio Tinto odlaže plan proizvodnje u Srbiji za 2027, uslov: odobrenja i dozvole Vlade
  • Brnabić: Lično ću se uključiti u realizaciju projekta (2018); Rio Tinto ne mora da bude u Srbiji (2022)
  • Dok je projekat Rio Tinta zaustavljen u blizini Feniksa, ambasador Godfri: Litijum je ogromna korist za Srbiju
  • Manojlović: Ne plaća se odšteta ako se ukine Prostorni plan; Đorđevi: Tehnologija Rio Tinta opasna po životnu sredinu
  • Vučić o Rio Tintu: Šta mislite da je neko na lepe oči dobio istražna prava bez-dinara? Dinara nam nisu platili!
  • Ima li posledica za Rio Tinto zbog neobjavljivanja studije u 2021. o proceni uticaja na životnu sredinu, najavljene na sastank sa Vučićem i u izjavama A. Brnabić
  • Da li ste za utvrđivanje akta o promeni Ustava Republike Srbije? NE!
  • Prof. Zoran Stevanović, geolog: Država ima pravo da ne odobri kopanje litijuma
  • Rio Tinto kao metafora: BDP i statističke iluzije
  • Prorektor Ristić: Izaći ću na referendum i zaokružiti NE
  • Agelast: Rio Tinto - dr Dragana Đorđević, dr Ljiljana Tomović i Sreten Đorđević
  • Budimo pametni, sačuvajmo to što imamo - Jovan Memedović (Sasvim prirodno: Gladni turista)
  • Projekat Rio Tinta u Srbiji štite potpisi Svilanovića (2004) i Vučića (2021) na međunarodnim ugovorima sa Ujedinjenim Kraljevstvom?
ARHIVA PPNS: EKOLOGIJA
JANUAR-DECEMBAR 2021

PRVI PRVI NA SKALI: Ekologija, januar-decembar 2021.

STRANICA KOJA SE ČUJE - ZORAN MODLI
PRVI PRVI NA SKALI FB STRANATVITERINSTAGRAM 

PODRŽI PPNS!

Print Friendly and PDF

Komentara: 0

Dodaj komentar

Facebook komentari

Anketa

Da li ste protiv rudnika litijuma u Srbiji?

Ostale ankete
https://www.facebook.com/stop.gmo.srbija/ https://ekologijakragujevac.rs/ https://www.facebook.com/groups/543555452379413/ https://www.facebook.com/PrviPrviNaSkali/ https://www.pmf.kg.ac.rs/ https://www.facebook.com/savez.slepihkragujevac http://www.pmf.kg.ac.rs/botanicka_basta/index.html https://ckkg.org.rs/ https://www.okvirzivota.org.rs/ http://vrabac.rs/ http://www.pozoristezadecu.com/ https://www.ijfk.info/ https://joakimfest.rs/ http://www.conviviummusicum.com/sr/ http://www.nbkg.rs/index.html https://telok.org.rs/ https://aiesec.org.rs/lokalna-kancelarija-kragujevac/ https://www.facebook.com/profile.php?id=100064845214187 https://www.spdradnickikragujevac.com/ https://www.facebook.com/konamtrujedecu/ http://www.drustvosrpskihdomacina.org.rs/ https://www.facebook.com/PrviPrviNaSkali/ https://www.facebook.com/Pupinizacija-582808185210353/ https://sveoarheologiji.com/ http://www.pekgora.org/ https://www.facebook.com/profile.php?id=100085059140554 http://fondacijarsum.org/ http://www.milutinstefanovic.com/ http://www.vfphysical.rs/ http://nevenaignjatovic.com/ http://www.ipsport.net/ http://marepannoniumgarden.blogspot.rs/-i-dupont.html http://www.epodzaci.org/ http://www.prvagimnazija.edu.rs/index.php/nastava/van-nastave/sopce https://www.pasarela.rs/o-nama/ http://zoran-spasojevic.blogspot.com/ http://www.audioifotoarhiv.com/ http://www.littlelighthouse.net/ http://kozmicbluesemisija.blogspot.com/ https://www.facebook.com/groups/ZoranModli https://www.facebook.com/groups/131568206482/ https://www.facebook.com/stop.gmo.srbija https://prviprvinaskali.com/clanci/recju/autori-ppns/aleksandra-ninkovic-tasic/mihajlo-i-pupin-sa-pasnjaka-do-naucenjaka.html https://prviprvinaskali.com/clanci/slikom/glagoljanja/arcibald-rajs-o-budzaklijskoj-politici.html https://prviprvinaskali.com/clanci/podrska-ppns/podrzi-rad-ug-prvi-prvi-na-skali-donacijom-na-racun-1504516749.html