Διερεύνηση του επιχειρησιακού επιπέδου για την αντιμετώπιση πετρελαιοκηλίδων με τη χρήση πολυ-πρακτορικών μοντέλων, ενόψει της κατασκευής του πετρελαιαγωγού Μπουργκάς-Αλεξανδρούπολη

Abstract

Το έργο της κατασκευής του αγωγού Μπουργκάς‐Αλεξανδρούπολη είναι ένα θέμα εθνικής σημασίας που αποτελεί μεγάλο κομμάτι για την ανάπτυξη της ευρύτερης περιοχής. Ο σκοπός της κατασκευής και λειτουργίας του αγωγού είναι η μεταφορά ρωσικού πετρελαίου μέσα από τις χώρες της Βουλγαρίας και της Ελλάδας στην παγκόσμια αγορά, ενδυναμώνοντας έτσι το γεωπολιτικό τους ρόλο στην περιοχή και τον παγκόσμιο ενεργειακό χάρτη. Ο αγωγός θα εκτείνεται σε βουλγαρικό και ελληνικό έδαφος, ενώ προβλέπεται η δημιουργία τερματικού σταθμού φορτοεκφόρτωσης αργού πετρελαίου έξω από τον λιμένα της Αλεξανδρούπολης, με ειδικές λιμενικές εγκαταστάσεις και αποθηκευτικούς χώρους. Στον σχεδιαζόμενο εξοπλισμό προστίθενται ειδικές υποδομές για πλωτές εξέδρες φόρτωσης δεξαμενόπλοιων. Ανάλογες εγκαταστάσεις πρόκειται να δημιουργηθούν στο Μπουργκάς ενώ παράλληλα θα ξεκινήσουν και οι εργασίες για την κατασκευή του υπόγειου αγωγού, που θα συνδέει τους δύο προαναφερόμενους λιμένες. Ως γνωστόν, η κατασκευή του αγωγού θα έχει ως αποτέλεσμα να μη μεταφέρεται όλη η ποσότητα πετρελαίου με πλοία μέσα από τα Στενά του Βοσπόρου, με σκοπό την αποφυγή ατυχημάτων και πιθανών ρυπάνσεων. Από την άλλη πλευρά όμως, αν επικεντρωθούμε στην περιοχή των ελληνικών θαλασσών, η πιθανότητα δημιουργίας μίας πετρελαϊκής κηλίδας ενδέχεται να μεγαλώσει σημαντικά, καθώς αναμένεται αύξηση του αριθμού των δεξαμενοπλοίων και της αντίστοιχης μεταφερόμενης ποσότητας πετρελαίου μέσα από το Αιγαίο Πέλαγος. Σημαντική πιθανότητα ατυχήματος υπάρχει ακόμη και στους χώρους φορτοεκφόρτωσης. Τα πολυπρακτορικά συστήματα (Multi‐Agent Models, MAS) έχουν χρησιμοποιηθεί για να λύσουν ποικίλα προβλήματα επιχειρήσεων και τεχνολογίας. Τα παραδείγματα των εφαρμογών περιλαμβάνουν τη βελτιστοποίηση και τις διοικητικές μέριμνες αλυσίδων ανεφοδιασμού, τη διαμόρφωση της καταναλωτικής συμπεριφοράς, τα κοινωνικά αποτελέσματα δικτύων, τη διαχείριση εργατικών δυναμικών, και τη διαχείριση χαρτοφυλακίων. Έχουν χρησιμοποιηθεί επίσης για να αναλύσουν το πρόβλημα της κυκλοφοριακής συμφόρησης. Σε ό,τι αφορά περιβαλλοντικές δράσεις έχουν πραγματοποιηθεί περιορισμένες έρευνες, βασισμένες σε τέτοια συστήματα προσομοίωσης, όπως π.χ. για τη διαχείριση υδάτων, του οικοσυστήματος, για την επιρροή των φυτοφαρμάκων. Σε αυτές και άλλες εφαρμογές, το σύστημα προσομοιώνει τη συμπεριφορά των μεμονωμένων φορέων και των διασυνδέσεών τους. Άλλα μοντέλα έχουν ακόμη αναλύσει την εξάπλωση των επιδημιών, την απειλή της βιοτρομοκρατίας, την αύξηση και την πτώση των αρχαίων πολιτισμών, και το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα. Ένα multi‐agent model (MAS) είναι ένα υπολογιστικό πρότυπο για τη μίμηση των ενεργειών και των αλληλεπιδράσεων των αυτόνομων «παικτών» σε ένα δίκτυο, με σκοπό την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων τους στο σύστημα συνολικά. Συνδυάζει στοιχεία της θεωρίας παιγνίων, των σύνθετων συστημάτων, της υπολογιστικής κοινωνιολογίας, των multi‐agent systems, και του εξελικτικού προγραμματισμού. Τα μοντέλα προσομοιώνουν τις ταυτόχρονες διαδικασίες των πολλαπλών «παικτών», σε μία προσπάθεια να επανασχεδιαστούν και να προβλεφθούν οι ενέργειες των σύνθετων φαινομένων. Πιο συγκεκριμένα, στο μοντέλο της παρούσας εργασίας περιγράφεται η αντιμετώπιση πετρελαιοκηλίδων σε τακτικό και επιχειρησιακό επίπεδο, με έμφαση στο τελευταίο. Πραγματοποιείται η προσομοίωση πιθανών καταστάσεων ατυχημάτων στη θαλάσσια περιοχή της Θράκης και της Καβάλας, τα αποτελέσματα της οποίας θα πρέπει να συγκλίνουν στη βέλτιστη επιλογή αντιμετώπισης της πετρελαιοκηλίδας, με στόχο τη μεγιστοποίηση της ωφέλειας όλων των εμπλεκομένων μερών. Μετά την κατασκευή των σεναρίων, που καταγράφουν τις συνθήκες κάτω από τις οποίες θα πρέπει να αντιμετωπιστεί η ρύπανση, ακολουθεί η δημιουργία ενός πολυπρακτορικού μοντέλου, το οποίο, προσομοιώνοντας την κατάσταση που περιγράφεται στα σενάρια, δίνει λύσεις ως προς την τοποθέτηση του εξοπλισμού ανά περιοχή, ανά είδος και αριθμό εξοπλισμού. Μετά από τη δημιουργία και την καταγραφή των σεναρίων αποτυπώνονται τα αποτελέσματα του πολυπρακτορικού μοντέλου και γίνεται ανάλυση ευαισθησίας μεταβάλλοντας ορισμένες παραμέτρους του συστήματος. Η προσομοίωση και η ανάλυση ευαισθησίας γίνονται στο Goldsim, ένα νέο πρόγραμμα προσομοιώσεων που έχει εφαρμογή σε πολλούς τομείς των επιστημών. Ο χρήστης του προγράμματος, ο οποίος βρίσκεται αντιμέτωπος με τον καθαρισμό μίας πετρελαιοκηλίδας, έχει τη δυνατότητα να εισάγει στο σύστημα τα απαραίτητα στοιχεία που περιγράφουν την παρούσα κατάσταση και να θέσει σε λειτουργία στη συνέχεια το πρόγραμμα, λαμβάνοντας άμεσα τα επιθυμητά αποτελέσματα. Το μοντέλο είναι κατασκευασμένο ώστε να προσομοιώνει μία απόλυτα ρεαλιστική κατάσταση αντιμετώπισης πετρελαιοκηλίδων. Με τη δημιουργία του συγκεκριμένου μοντέλου, η προστασία του θαλάσσιου και παραθαλάσσιου περιβάλλοντος αποκτά ένα ισχυρό οπλοστάσιο το οποίο είναι ικανό να δώσει το πλαίσιο μίας εφικτής και καθολικά αποδεκτής λύσης που θα μεγιστοποιεί την ωφέλεια όλων των εμπλεκόμενων παραμέτρων και θα μπορεί αποδοτικά να ανταποκριθεί στις απευκταίες περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης.

The construction of the oil pipeline from Bourgas to Alexandroupolis is a national issue which among other things is going to support a big part of the development of the area of Thrace. The aim of this development is to transport Russian oil (and probably oil from Kazakstan) through the Black Sea, Bulgaria, Greece and the Aegean Sea to the worldwide market, reinforcing the geopolitical role of the involved actors in the area and the world energy map. A possible result of this construction will be the reduction of the transported volume of oil by tankers through the narrows of Bosporus and the avoidance of accidents and possible pollution. On the other hand, if we focus on the area of Hellenic seas, the possibility of a new oil slick to be created is considerably increased, as the number of tankers and the transported quantity will may multiply through the Aegean Sea. A significant possibility of an accident to happen exists in the spaces of charge and discharge of oil. Agent‐based models have been used since the mid‐1990s to solve a variety of business and technology problems. Examples of applications include supply chain optimization and logistics, modeling of consumer behavior, social network effects, distributed computing, workforce management, and portfolio management. They have also been used to analyze traffic congestion. In these and other applications, the system of interest is simulated by capturing the behavior of individual agents and their interconnections. Agent‐based modeling tools can be used to test how changes in individual behaviors will affect the system's emerging overall behavior. Other models have analyzed the spread of epidemics, water management and threat of biowarfare, the growth of ancient civilizations, and the human immune system. More specifically in this paper we present an ideal way to confront an oil spill in a tactical and operational level. We make it possible to simulate a model that represents a possible accident in the wider marine region of Thrace (included the prefecture of Kavala), the results of which should converge in the most optimal choice for the confrontation of the oil slick, aiming at the maximisation of the utility of all involved members. The modelling process begins with an analysis of the physical parameters that comes up from the National Contingency Plan. The combination of these parameters leads to different scenarios each time, which can be simulated by the model and give solutions for the equipment allocation and more specific for the quantities of each kind of equipment in each area. The user of the model has the advantage of simulating an accident situation in a present time, the moment exactly that he wants the antipollution action to be started. After the simulating process we continue with a sensitivity analysis by changing some parameters of the model which affect the final results. The application of this approach to public sectors is shown in modelling environmental assessment with public participation. It is shown that by using a group disutility model we could model flexible decision makers who could change their attitude on the preference depending upon the disutility level of the other conflicting decision makers. As a result the ethical consensus formation process could be modelled. The results are useful for policy makers, on scene commanders, port authorities looking for new ways to evaluate different locations and more insight in the decision making process and negotiations between the actors.