eCim - An evaluation of a complex system simulation model of energy consumption within an urban context

Abstract

Denne oppgaven går ut på å identifisere bruksområdene og fordelene med kompleks systemmodellering ved å simulere en bysammenheng. Det overordnede målet er å lage en evaluerbar simuleringsmodell som identifiserte interessenter kan evaluere basert på hvordan modellen kan være fordelaktig for dem. Et litteraturstudie bestående av relevante emner til modelleringsmetoder, byen som et komplekst system, og data for å bygge modeller har blitt gjennomført for å gi en oversikt over temaene som står sentralt til oppgaven. Kodeimplementasjonen bygger på den eksisterende modellen CitySim, som simulerer trafikk og bevegelse av mennesker ved hjelp av agentbasert modellering. Oppgaven definerer og gjennomfører tre eksperimenter for å demonstrere eksempelbruk av modellen. Deretter evaluerer identifiserte interessenter modellen, og gir tilbakemelding til modellen og dens bruksområder. Oppgavens hovedbidrag består av å modifisere et eksisterende rammeverk for å presentere et eksperiment som påvirker en bysammenheng ved bruk av kompleks systemteori og agentbasert modellering, samt samle tilbakemelding fra relevante interessenter. Resultatet var at modellen viste seg å være gunstig for interessentene bestående av arkitekter og byplanleggere. Simuleringsmodellen i oppgaven heter eCim, og kildekoden finnes her: https://github.com/dennisjl/thesisCode

This thesis sets out to identify the applications and the benefits of complex system modeling by simulating an urban context. The overall goal is to create an evaluable simulation model that identified stakeholders could evaluate based on how it could benefit them. A literature review consisting of relevant topics related to modeling approaches, the city as a complex system, and data to build models has been performed to overview the topics central to the thesis. The code implementation builds on the existing model CitySim, which simulates traffic and movement of people by utilizing agent-based modeling. The thesis defines and conducts three experiments to demonstrate example applications for the complex system model. Identified stakeholders then evaluate the model, providing feedback for the model and its areas of use. The main contribution of the thesis consists of modifying an existing framework to present an experiment that affects an urban system using complex system theory and agent-based modeling in addition to collect feedback from relevant stakeholders. As a result, the simulation model was proved beneficial for the stakeholder group consisting of architects and urban planners. The simulation model in this thesis is called eCim, and the source code can be found here: https://github.com/dennisjl/thesisCode