Microsimulation
માઇક્રોસિમ્યુલેશન એ કોમ્પ્યુટરાઈઝ્ડ વિશ્લેષણાત્મક સાધનોની એક શ્રેણી છે જે આંતરછેદમાંથી વહેતા ધોરીમાર્ગ ટ્રાફિક, નાણાકીય વ્યવહારો અથવા વ્યક્તિઓના ગ્રાન્યુલારિટી સ્તર પર વસ્તી દ્વારા રોગ ફેલાવતા પેથોજેન્સ જેવી પ્રવૃત્તિઓનું વિશ્લેષણ કરે છે. સમાનાર્થી શબ્દોમાં માઇક્રોએનાલિટિક સિમ્યુલેશન અને માઇક્રોસ્કોપિક સિમ્યુલેશનનો સમાવેશ થાય છે. માઇક્રોસિમ્યુલેશન, સ્ટોકેસ્ટિક અથવા નિયમ-આધારિત માળખાઓ પર તેના ભાર સાથે, મલ્ટી-એજન્ટ સિમ્યુલેશનની સમાન પૂરક તકનીક સાથે મૂંઝવણમાં ન આવવું જોઈએ, જે વ્યક્તિઓના વર્તન પર વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રાફિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલનો ઉપયોગ આંતરછેદ પર વળાંક લેનને લંબાવવાની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે થઈ શકે છે, અને આમ તે નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે કે તે ખરેખર લેનને લંબાવવા માટે નાણાં ખર્ચવા યોગ્ય છે કે કેમ. લોકો અથવા વાહનો જેવા વ્યક્તિગત એકમોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને જોવામાં માઇક્રોસિમ્યુલેશનને અન્ય પ્રકારના કમ્પ્યુટર મોડેલિંગથી અલગ કરી શકાય છે. દરેક એકમને સ્વાયત્ત અસ્તિત્વ તરીકે ગણવામાં આવે છે અને એકમોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને મંજૂરી આપવામાં આવે છે જે સ્ટોકેસ્ટિક (રેન્ડમાઇઝ્ડ) પરિમાણોના આધારે બદલાય છે. આ પરિમાણો વ્યક્તિગત પસંદગીઓ અને વૃત્તિઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે બનાવાયેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રાફિક મોડેલમાં કેટલાક ડ્રાઇવરો સાવધ હોય છે અને વળતાં પહેલાં મોટા અંતરની રાહ જુએ છે, જ્યારે અન્ય આક્રમક હોય છે અને નાના અંતરને સ્વીકારે છે. તેવી જ રીતે, જાહેર આરોગ્ય મોડેલમાં વ્યક્તિઓ વાયરસ સામેના તેમના પ્રતિકારમાં, તેમજ વ્યક્તિગત આદતોમાં બદલાઈ શકે છે જે વાયરસના ફેલાવામાં ફાળો આપે છે (દા. ત. તેઓ કેટલી વાર/સારી રીતે તેમના હાથ ધોવે છે). ઇન્ટરનેશનલ માઇક્રોસિમ્યુલેશન એસોસિએશન, માઇક્રોસિમ્યુલેશનને એક મોડેલિંગ તકનીક તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે જે વ્યક્તિઓ, ઘરો, વાહનો અથવા કંપનીઓ જેવા વ્યક્તિગત એકમોના સ્તરે કાર્ય કરે છે. મોડેલની અંદર દરેક એકમને એક અનન્ય ઓળખકર્તા અને સંકળાયેલ લક્ષણોનો સમૂહ ધરાવતા રેકોર્ડ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે-દા. ત. જાણીતા વય, લિંગ, વૈવાહિક અને રોજગારની સ્થિતિ ધરાવતી વ્યક્તિઓની યાદી; અથવા જાણીતા મૂળ, સ્થળો અને કાર્યકારી લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા વાહનોની યાદી. પછી આ એકમો પર નિયમોનો સમૂહ (સંક્રમણ સંભાવનાઓ) લાગુ કરવામાં આવે છે જે સ્થિતિ અને વર્તનમાં સિમ્યુલેટેડ ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે. આ નિયમો નિર્ધારક (સંભાવના = 1) હોઈ શકે છે, જેમ કે કરવેરાના નિયમોમાં ફેરફારોના પરિણામે કરવેરાની જવાબદારીમાં ફેરફારો, અથવા સ્ટોકેસ્ટિક (સંભાવના <= 1), જેમ કે મૃત્યુ, લગ્ન, જન્મ આપવાની અથવા આપેલ સમયગાળાની અંદર ખસેડવાની તક. બંને કિસ્સાઓમાં પરિણામ એ આ નિયમોને લાગુ કરવાના પરિણામોનો અંદાજ છે, સંભવતઃ ઘણા સમયના પગલાઓ પર, જેમાં કુલ એકંદર એકંદર ફેરફાર અને (અગત્યનું) આ ફેરફાર જે રીતે વસ્તી અથવા સ્થાનમાં વહેંચવામાં આવે છે તે બંનેનો સમાવેશ થાય છે. ઇકોનોમેટ્રિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન એપ્લાઇડ ઇકોનોમેટ્રિક્સ સંશોધનમાં, માઇક્રોસિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ સમય જતાં વ્યક્તિઓના વર્તનનું અનુકરણ કરવા માટે થાય છે. માઇક્રોસિમ્યુલેશન ગતિશીલ અથવા સ્થિર હોઈ શકે છે. જો તે ગતિશીલ હોય તો લોકોની વર્તણૂક સમય જતાં બદલાય છે, જ્યારે સ્થિર કિસ્સામાં સતત વર્તણૂક ધારવામાં આવે છે. કરવેરા, પેન્શન અને અન્ય પ્રકારની આર્થિક અને નાણાકીય પ્રવૃત્તિ માટે ઘણા સૂક્ષ્મ અનુકરણ નમૂનાઓ છે. આ મોડેલો સામાન્ય રીતે સરકારી એજન્સીઓ અથવા વિદ્વાનો દ્વારા લાગુ કરવામાં આવે છે. એક ઉદાહરણ પેન્સિમ 2 (એક ડાયનેમિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન પેન્શન મોડેલ) છે જે યુનાઇટેડ કિંગડમમાં આગામી 50 વર્ષ માટે પેન્શન આવકનું ગતિશીલ અનુકરણ કરે છે. યુરોમોડ એ 27 યુરોપિયન યુનિયન રાજ્યો માટે સ્થિર માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલ છે, જ્યારે સાઉથમોડ વૈશ્વિક દક્ષિણના ઘણા દેશો માટે સમાન માળખું અપનાવે છે. નોર્થ અમેરિકન માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલોમાં લોંગીટ્યુડિનલ, ડાયનેમિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન કોર્સિમ અને ડોટર મોડેલ ડાયનેકન (કેનેડા, 1 જૂન, 2009ના રોજ સમાપ્ત થયું) અને પોલિસિમ (યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ) નો સમાવેશ થાય છે. યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ હેલ્થ એન્ડ હ્યુમન સર્વિસીસ ટેક્સ, ટ્રાન્સફર અને આરોગ્ય કાર્યક્રમોમાં ફેરફારોની સંભવિત અસરોને સમજવા માટે સ્ટેટિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન ટ્રાન્સફર ઇન્કમ મોડલ (TRIM) નો ઉપયોગ કરે છે. એક સંબંધિત ઉદાહરણ જે શહેરી વિકાસનું અવકાશી-વિગતવાર માઇક્રોસ્મ્યુલેશન પ્રદાન કરે છે તે PECAS છે. ઇકોનોમેટ્રિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલોને બે પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છેઃ બંધ, સમાંતર, ગતિશીલ માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલો (જેમ કે DYNACAN અને Pensim2) પ્રારંભિક વસ્તીથી શરૂ થાય છે જે માત્ર પ્રજનનક્ષમતા, મૃત્યુદર અને સ્થળાંતર જેવા વસ્તી વિષયક મોડ્યુલોના સિમ્યુલેટેડ જીવનની ઘટનાઓ દ્વારા સુધારવામાં આવે છે. આમ, મોડેલ ચલાવતી વખતે કોઈપણ સમયે, સિમ્યુલેટેડ વસ્તી તે મોડેલિંગ કરી રહી છે તે વસ્તીનો સંપૂર્ણ પ્રતિનિધિ (કૃત્રિમ) નમૂનો રહેવાની અપેક્ષા રાખી શકાય છે. ખુલ્લા નમૂનાઓ ચોક્કસ મુખ્ય વ્યક્તિઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે અને કહેવાતી વ્યક્તિઓની વસ્તીના આધારે તેમની પ્રતિનિધિત્વ ક્ષમતા પેદા કરે છે. આવા વાતાવરણમાં, મુખ્ય વ્યક્તિઓ માટે જીવનની ઘટનાઓનો "યોગ્ય" સમૂહ સુનિશ્ચિત કરવા માટે જરૂરિયાત મુજબ વસ્તીમાંથી નવી વ્યક્તિઓ ઉમેરવામાં આવે છે અથવા દૂર કરવામાં આવે છે. આ ભેદના સૌથી સ્પષ્ટ ઉદાહરણોમાંનું એક એ છે કે બે પ્રકારના નમૂનાઓમાં લગ્નની સારવાર. જ્યારે ખુલ્લા મોડેલો મુખ્ય વ્યક્તિ માટે યોગ્ય જીવનસાથી પેદા કરી શકે છે, ત્યારે બંધ મોડેલોએ, તેના બદલે, તે નક્કી કરવું જોઈએ કે તેની વસ્તીમાં કયા લોકો લગ્ન કરે તેવી શક્યતા છે, અને પછી તેમની સાથે મેળ ખાય છે. ટ્રાફિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન માઇક્રોસિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ ટ્રાફિક મોડેલિંગમાં પણ થાય છે અને તે ટ્રાન્સમોડેલર, પી. ટી. વી. વિઝિમ, ટી. એસ. આઈ. એસ.-કોર્સિમ, ક્યુબ ડાયનેસિમ, એલ. આઈ. એસ. એ. +, ક્વાડસ્ટોન પેરામિક્સ, સી. એ. એસ. પેરામિક્સ, સિમટ્રાફિક, એમ્સન અને એમ. એ. ટી. સિમ જેવા સોફ્ટવેર પેકેજો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. વિશ્લેષણાત્મક મોડેલિંગ સોફ્ટવેર જેમ કે LINSIG, TRANSYT, TRANSYT-7F અથવા SIDRA INTERSECTION એ ગાણિતિક અલ્ગોરિધમ્સ પર આધારિત મોડેલોના એક અલગ વર્ગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે ટ્રાફિક મોડેલ તત્વોના સંયોજનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ટ્રાફિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલો પૂર્વવ્યાખ્યાયિત રોડ નેટવર્કમાં વ્યક્તિગત વાહનોના વર્તનનું અનુકરણ કરે છે અને તેનો ઉપયોગ ટ્રાફિકના પ્રવાહમાં ફેરફારો અથવા ભૌતિક વાતાવરણમાં ફેરફારોના પરિણામે ટ્રાફિક પેટર્નમાં ફેરફારોની સંભવિત અસરની આગાહી કરવા માટે થાય છે. કતારની પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કરવાની ક્ષમતાને કારણે ગીચ માર્ગ નેટવર્કના મોડેલિંગમાં માઇક્રોસિમ્યુલેશનની સૌથી મોટી તાકાત છે. માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલો સંપૂર્ણ ગ્રીડલોકના બિંદુ સુધી ઉચ્ચ સ્તરની સંતૃપ્તિ પર પરિણામો પ્રદાન કરવાનું ચાલુ રાખશે. આ ક્ષમતા આ પ્રકારના મોડેલોને શહેરી વિસ્તારો અને શહેરના કેન્દ્રોમાં ટ્રાફિક કામગીરીનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ખૂબ જ ઉપયોગી બનાવે છે, જેમાં ઇન્ટરચેન્જ, ગોળચક્કર, સંકેત વિનાના અને સંકેતિત આંતરછેદો, સંકેત સંકલિત કોરિડોર અને વિસ્તાર નેટવર્કનો સમાવેશ થાય છે. માઇક્રોસિમ્યુલેશન ભૌતિક વાતાવરણમાં પ્રમાણમાં નાના ફેરફારોને પણ પ્રતિબિંબિત કરે છે જેમ કે લેનનું સંકુચિત થવું અથવા જંકશન સ્ટોપ લાઇનોનું સ્થળાંતર. તાજેતરના વર્ષોમાં, માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલિંગે 3ડી એનિમેશન દ્વારા અનુમાનિત ટ્રાફિક વર્તણૂકને દૃષ્ટિની રીતે રજૂ કરવાની તેની ક્ષમતામાં ધ્યાન ખેંચ્યું છે, જેનાથી રાજકારણીઓ અને સામાન્ય લોકો જેવી સામાન્ય લોકો સૂચિત યોજનાની અસરોની સંપૂર્ણ પ્રશંસા કરી શકે છે. જાપાનમાં FORUM8 જેવી કંપનીઓ દ્વારા સિનેમેટિક ગુણવત્તાવાળા 3D એનિમેશન અને વર્ચ્યુઅલ રિયાલિટી સાથે માઇક્રોસિમુલેશન મોડેલ ડેટાના વિલીનીકરણ સાથે આ ક્ષેત્રમાં વધુ પ્રગતિ થઈ રહી છે. તાજેતરના વર્ષોમાં ઉદ્યોગમાં પદયાત્રી અથવા ભીડ માઇક્રોસિમ્યુલેશન પદયાત્રી અથવા એજન્ટ આધારિત માઇક્રોસિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ અને સ્વીકૃતિમાં વધારો થયો છે; આ પ્રણાલીઓ અવકાશ ઉપયોગ, સેવાનું સ્તર, ઘનતા, પેકિંગ અને નિરાશા જેવા વિશ્લેષણાત્મક પગલાંના સંદર્ભમાં જગ્યાના વિસ્તારમાંથી પસાર થતા વ્યક્તિગત લોકોના અનુકરણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. ઘણા વર્તમાન ટ્રાફિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન સોફ્ટવેર પેકેજો વધુ સંપૂર્ણ પ્રણાલીઓ બનાવવા માટે ટ્રાફિક ઘટકો અને પદયાત્રીઓને સંયોજિત કરી રહ્યા છે જ્યારે ઘણા સંક્રમણકાલીન ભીડ સિમ્યુલેશન સાધનો મોટા પાયે શહેરી જગ્યા ડિઝાઇનમાં ઉપયોગ માટે શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. આરોગ્ય વિજ્ઞાનમાં માઇક્રોસિમ્યુલેશન આરોગ્ય વિજ્ઞાનમાં માઇક્રોસિમ્યુલેશન વ્યક્તિગત જીવન ઇતિહાસ પેદા કરે છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ ત્યારે થાય છે જ્યારે વસ્તીના પ્રમાણ (મેક્રોસિમ્યુલેશન) નું "સ્ટોક-એન્ડ-ફ્લો" પ્રકારનું મોડેલિંગ રસની પ્રણાલીનું પૂરતું વર્ણન કરી શકતું નથી. આ પ્રકારના મોડેલિંગમાં વ્યક્તિઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થતો નથી (ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ) અને તે કિસ્સામાં વ્યક્તિઓ એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે પેદા કરી શકે છે, અને અલગ સમયના પગલાંને બદલે સરળતાથી સતત સમય સાથે કામ કરી શકે છે. યુ. એસ. નેશનલ કેન્સર ઇન્સ્ટિટ્યૂટના CISNET પ્રોગ્રામ (http://cisnet.cancer.gov) માં આરોગ્ય વિજ્ઞાનમાં માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલોના કેટલાક ઉદાહરણોને એકસાથે લાવવામાં આવ્યા છે. કેનેડામાં, પોપ્યુલેશન હેલ્થ મોડલ (પી. ઓ. એચ. ઈ. એમ.) એક સામાન્ય મંચ છે જે ડાયાબિટીસ, રક્તવાહિની રોગ અને સંધિવા સહિત બહુવિધ ક્રોનિક રોગોની તપાસ કરે છે. અવકાશી માઇક્રોસિમ્યુલેશન માઇક્રોસિમ્યુલેશન માટે આર્થિક અને આરોગ્ય અભિગમ વ્યક્તિઓની આપેલ વસ્તી પર પર્યાવરણીય, આર્થિક અથવા નીતિગત પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફારોની અસરોની સમજ આપે છે. જો કે, ઘણા ફેરફારોની અસરો સંદર્ભ આધારિત છે, જેનો અર્થ છે કે સમાન ફેરફાર (દા. ત. આવકવેરાની બેન્ડમાં) કેટલીક પ્રદેશોમાં ઇચ્છનીય અસરો હોઈ શકે છે, પરંતુ અન્યમાં અનિચ્છનીય અસરો હોઈ શકે છે. આ સમજણ માઇક્રોસિમ્યુલેશનના અવકાશી અભિગમોના મૂળમાં છે. અવકાશી માઇક્રોસિમ્યુલેશન શબ્દ એ તકનીકોના સમૂહનો ઉલ્લેખ કરે છે જે ચોક્કસ વિસ્તારમાં રહેતા વ્યક્તિઓની લાક્ષણિકતાઓને અંદાજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે વિસ્તાર વિશે જાણીતા અવરોધ ચલોના સમૂહ પર આધારિત છે. ઇકોનોમેટ્રિક માઇક્રોસિમ્યુલેશનની જેમ, અવકાશી માઇક્રોસિમ્યુલેશન ગતિશીલ અથવા સ્થિર હોઈ શકે છે, અને તેમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અથવા નિષ્ક્રિય એકમોનો સમાવેશ થઈ શકે છે. ગાય ઓર્કટને અવકાશી માઇક્રોસિમ્યુલેશનના પ્રણેતા તરીકે વ્યાપકપણે ટાંકવામાં આવે છે. અવકાશી માઇક્રોસિમ્યુલેશનમાં ઉચ્ચ કોમ્પ્યુટેશનલ અને ડેટા આવશ્યકતાઓ હોય છે અને અમુક અંશે કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામિંગ એ મોડેલ્સ સેટ કરવા માટેની પૂર્વશરત છે. આ કારણોસર, આ તકનીકનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો નથી. જો કે, સંખ્યાબંધ પરિબળો શૈક્ષણિક ભૂગોળ અને સંબંધિત શાખાઓમાં અવકાશી સૂક્ષ્મ અનુકરણ પરના પ્રકાશનોની સંખ્યામાં ઝડપી વૃદ્ધિ તરફ દોરી ગયા છે. તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ શક્તિશાળી પર્સનલ કમ્પ્યુટર્સની ઉપલબ્ધતા અને ઓછી કિંમત. વપરાશકર્તા મૈત્રીપૂર્ણ અને ઓછા ખર્ચે કમ્પ્યુટર સોફ્ટવેરનો ઉદભવ જેની મદદથી માઇક્રોસિમ્યુલેશન મોડેલો બનાવી શકાય છે. ઉદાહરણો આર, જાવા અને પાયથોન છે, જેમાંથી દરેકને ફ્રી અને ઓપન સોર્સ સોફ્ટવેર તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. સરકારો, નિગમો અને બિન-નફાકારક સંસ્થાઓ દ્વારા માહિતી સંગ્રહ પ્રવૃત્તિઓમાં સુધારો કરવો. માહિતીની સુલભતામાં સુધારો કરવો. પ્રોગ્રામિંગ ભાષાઓ અને પ્લેટફોર્મ વિષય-વિશિષ્ટ કાર્યક્રમો ઉપરાંત સામાન્ય હેતુ માટેની પ્રોગ્રામિંગ ભાષાઓ પણ છે (ટ્રાફિક સિમ્યુલેશન જુઓ). ઉદાહરણોમાં જેએએસ-માઇન, એલઆઈએએમ2, મોડજેન અને ઓપનએમ + + નો સમાવેશ થાય છે. ટ્રાફિક ફ્લો ડાયનેમિક માઇક્રોસિમ્યુલેશન પેન્શન મોડેલ પણ જુઓ મોસ્કારોલા, એફ. સી., કોલંબીનો, યુ. એસ., ફિગારી, એફ., અને લોકેટેલી, એમ. (2014). કરવેરાને શ્રમમાંથી મિલકતમાં ફેરવવો. શ્રમ બજાર સંતુલન હેઠળ અનુકરણ. IZA ડિસ્કશન પેપર્સ 8832, ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર ધ સ્ટડી ઓફ લેબર (IZA). સંદર્ભો સિમ્યુલેશન સોફ્ટવેર એજન્ટ-આધારિત મોડેલ