مروری بر فرآیند توسعه رویه ODD به‌عنوان استانداردی برای مدل‌سازی عامل بنیان

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

• سید احمدرضا شاهنگیان ¹
• مسعود تابش ²
• هانیه صفرپور ³

¹ دانشجوی دکتری رشته مهندسی عمران/ مهندسی محیط‌زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² استاد دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران/ مهندسی محیط‌زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

https://doi.org/10.22067/jwsd.v8i2.1001

چکیده

محققین علوم اکولوژی و اجتماعی مدت‌ها است که با چالش نحوه مدل‌سازی پیچیدگی‌های ذاتی سیستم‌های اجتماعی-اکولوژی مواجه هستند. یک رویکرد معمول برای درک و بررسی این سیستم‌ها، مدل‌سازی عامل‌بنیان است که در طی سالیان گذشته نه‌تنها در علوم اکولوژیکی، بلکه در بسیاری از رشته‌های دیگر مورد استفاده قرار گرفته و امروزه به ابزاری با کاربرد گسترده تبدیل شده است. با این وجود برخلاف اهمیت این رویکرد مدل‌سازی، تا سال 2006 هیچ رویه استانداردی برای ساخت و ارائه مدل‌های عامل‌بنیان وجود نداشت. از این رو، در سال 2006 تعدادی از مدل‌سازان با طیف وسیعی از حوزه‌ها در اکولوژی، رویه‌ای تحت‌عنوان ODD (مرور اجمالی، مفاهیم طراحی و جزئیات) را به‌عنوان استانداردی برای توصیف رویکردهای مدل‌سازی فرد-محور (ازجمله عامل‌بنیان) پیشنهاد کردند. در ادامه تعدادی از ارائه‌دهندگان این رویه در سال 2010 با مروری بر تحقیقاتی که از نسخه اولیه آن استفاده کرده بودند، نسخه به‌روزرسانی‌شده آن را به‌ منظور رفع مشکلات و ابهامات نسخه اولیه توسعه و ارائه دادند و به‌عنوان جایگزین نسخه قبلی معرفی کردند. سپس باتوجه‏به نقش اساسی تصمیمات انسانی در مدل‌سازی عامل‌بنیان، نسخه جدیدی از این رویه تحت عنوان ODD+D به‌طور خاص برای این رویکرد مدل‌سازی در سال 2013 ارائه شد. هدف نسخه جدید، توسعه و اصلاح رویه به‌ منظور ایجاد استانداردی برای توصیف مدل‌های عامل‌بنیان بود؛ به‌نحوی‌که تصمیم‌گیری انسانی را درون خود لحاظ کند. با توجه ‎‏به اهمیت استفاده از این رویه در ساختار تحقیقات مدل‌سازی عامل‌بنیان، این مقاله به معرفی رویه ODD، مروری بر سیر تحول آن در سال‌های اخیر و شرح مفصل آن در نسخه‌های متعدد می‌پردازد.

کلیدواژه‌ها

• رویه ODD
• رویه ODD+D
• مدل‌سازی عامل بنیان
• تصمیم‌گیری انسانی
• سیستم‌های انطباق‌پذیر پیچیده

20.1001.1.24235474.1400.8.2.2.3

مراجع

شاهنگیان، س.ا.، تابش، م. و صفرپور، ه. 1399a. مدل‌سازی عامل بنیان، رویکردی قدرتمند در ارزیابی سیاست‌های مدیریت تقاضای آب شهری در بخش خانگی. بررسی الزامات و مفاهیم اصلی در ساختار مدل‌سازی. هشتمین کنگره هوش محاسباتی. دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
شاهنگیان، س.ا.، تابش، م. و صفرپور، ه. 1399b. مرروی بر چارچوب مفهومی چرخه تعاملاتی و فرآیند مدل‌سازی مورد استفاده در حوزه مدیریت آب شهری. مجله تحقیقات منابع آب ایران، 16(3): 63-79.
شاهنگیان، س.ا.، تابش، م.، صفرپور، ه.، خاشعی، م. و عباسی، م. 1399c. الزامات و ضرورت‌های ارائه یک چارچوب یکپارچه و جامع در ارزیابی سیاست‌های مدیریت تقاضای آب شهری. مجله علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 5(4): 16-23.
شاهنگیان، س.ا.، تابش، م.، صفرپور، ه. و رضائی، م. 1399d. بررسی کاربرد پروتکل ODD برای مدل‌سازی عامل بنیان در حوزه مدیریت آب شهری. سومین کنگره علوم و مهندسی آب و فاضلاب ایران. دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.
قلعه‏بان تکمه‏داش، م.، طاهری تیزرو، ع. و زارع ابیانه، ح. 1394. چهارچوب مدل‌‌های عامل‌بنیان در شبیه‌سازی رفتار ذی‌‏نفعان برای مدیریت منابع آب. مجله آب و توسعه پایدار، 2(1): 87-94.

Alvi M.S.Q., Mahmood I., Javed F., Malik A.W. and Sarjoughian H. 2018. Dynamic behavioural modeling, simulation and analysis of household water consumption in an urban area: a hybrid approach. In 2018 Winter Simulation Conference (WSC), Gothenburg, Sweden.
Athanasiadis I.N., Mentes A.K., Mitkas P.A. and Mylopoulos Y.A. 2005. A hybrid agent-based model for estimating residential water demand. Journal of Simulation, 81(3): 175-187.
Berglund E.Z. 2015. Using agent-based modeling for water resources planning and management. Journal of Water Resources Planning and Management, 141(11): 04015025.
Grimm V., Berger, U., Bastiansen F., Eliassen S., Ginot V., Giske J., Goss-Custard J., Grand T., Heinz S.K., Huse G. and Huth A. 2006. A standard protocol for describing individual-based and agent-based models. Journal of Ecological Modelling, 198(1-2): 115-126.
Grimm V., Berger U., DeAngelis D.L., Polhill J.G., Giske J. and Railsback S.F. 2010. The ODD protocol: A review and first update. Journal of Ecological Modelling, 221(23): 2760-2768.
Grimm V., Polhill G., Touza J. (2017) Documenting Social Simulation Models: The ODD Protocol as a Standard. In: Edmonds B., Meyer R. (eds.) Simulating Social Complexity. Understanding Complex Systems. Springer, Cham, Manchester, United Kingdom.
Hare M. and Deadman P. 2004. Further towards a taxonomy of agent-based simulation models in environmental management. Journal of Mathematics and Computers in Simulation, 64(1): 25-40.
Helbing D. 2012. Agent-Based Modeling. In: Helbing D. (eds.) Social Self-Organization. Understanding Complex Systems. Springer, Berlin, Heidelberg.
Kelly R.A., Jakeman A.J., Barreteau O., Borsuk M.E., ElSawah S., Hamilton S.H., Henriksen H.J., Kuikka S., Maier H.R., Rizzoli A.E. and van Delden H. 2013. Selecting among five common modelling approaches for integrated environmental assessment and management. Journal of Environmental Modelling and Software, 47: 159-181.
Koutiva I. and Makropoulos C. 2016. Modelling domestic water demand: An agent based approach, Journal of Environmental Modelling and Software, 79: 35-54.
Koutiva I. and Makropoulos C. 2017. Exploring the effects of domestic water management measures to water conservation attitudes using agent based modelling. Water Science and Technology: Water Supply, 17(2): 552-560.
Lin Z., Lim S.H., Lin T. and Borders M. 2020. Using Agent-Based Modeling for Water Resources Management in the Bakken Region. Journal of Water Resources Planning and Management, 146(1)05019020: 1-12.
López-Paredes A., Saurí D. and Galán J.M. 2005. Urban water management with artificial societies of agents: The FIRMABAR simulator. Journal of Simulation, 81(3): 189-199.
Mei S., Zarrabi N., Lees M. and Sloot P.M. 2015. Complex agent networks: An emerging approach for modeling complex systems. Journal of Applied Soft Computing, 37: 311-321.
Müller B., Bohn F., Dreßler G., Groeneveld J., Klassert C., Martin R., Schlüter M., Schulze J., Weise H. and Schwarz N. 2013. Describing human decisions in agent-based models–ODD+ D, an extension of the ODD protocol. Journal of Environmental Modelling and Software, 48: 37-48.
Parker D.C., Brown D.G., Polhill J.G., Deadman P.J. and Manson S.M. 2008. Illustrating a new ‘conceptual design pattern’ for agent-based models and land use via five case studies: the MR POTATOHEAD framework. In: Paredes A.L. and Iglesias C.H. (Eds.), Agent-based Modelling in Natural Resource Management, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain.
Ramsey E. and Berglund E.Z., 2021. Developing an Agent-Based Model of Dual-Flush Toilet Adoption. Journal of Water Resources Planning and Management, 147(10): 4021067.
Richiardi M., Leombruni R., Saam N.J. and Sonnessa M. 2006. A common protocol for agent-based social simulation. Journal of Artificial Societies and Social Simulation, 9(1): 16-31.
Voinov A. and Shugart H.H. 2013. ‘Integronsters’, integral and integrated modeling. Journal of Environmental Modelling and Software, 39: 149-158.
Zechman E.M. 2007. Agent-based modeling to simulate contamination events and to analyze threat management strategies in water distribution systems. In World Environmental and Water Resources Congress 2007: Restoring Our Natural Habitat. Tampa, Florida, USA.