Agent-Based Simulation and Micro Supply Chain of the Food–Energy–Water Nexus for Collaborating Urban Farms and the Incorporation of a Community Microgrid Based on Renewable Energy
Notice bibliographique
Résumé
An agent-based modeling framework is developed and employed to replicate the interactions among urban farms. The objectives are to efficiently manage an urban farm’s food, energy, and water resources, decrease food waste, and increase the food availability for the local community. A case study of eleven farms was investigated in Vancouver, Canada to study the linkages between the resources in the urban food, energy, and water nexus. Each urban farm in the simulation belonged to a community microgrid generating electricity from solar and wind. The local farms aimed to provide fresh produce for their respective local communities. However, at some points, they lacked supply, and at other points, there was excess supply, leading to food waste. Food waste can be converted into fertilizers or bioenergy. However, an alternative solution must be employed due to the natural resources required for production, efficiently managing resources, and adhering to sustainability guidelines. In this paper, an optimization framework was integrated within the agent-based model to create a micro supply chain. The supply chain directly linked the producers with the consumers by severing the links involved in a traditional food supply. Each urban farm in the study collaborated to reduce food wastage and meet consumer demands, establishing farmer-to-farmer exchange in transitional agriculture. The optimization-based micro supply chain aimed to minimize costs and meet the equilibrium between food supply and demand. Regular communication between the farms reduced food waste by 96.9% over 16 weeks. As a result, the fresh food availability increased for the local community, as exemplified by the consumer purchases over the same period. Moreover, the simulation results indicated that the renewable energy generation at the community microgrids aided in the generation of 22,774 Mwh from solar and 2568 Mwh from wind. This has the potential to significantly reduce CO2 emissions in areas that heavily rely on non-renewable energy sources.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».