Ignore:
Timestamp:
Oct 21, 2020 2:55:41 PM (4 years ago)
Author:
raasch
Message:

files re-formatted to follow the PALM coding standard

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • palm/trunk/SOURCE/multi_agent_system_mod.f90

    r4623 r4753  
    11!> @file multi_agent_system_mod.f90
    2 !--------------------------------------------------------------------------------!
    3 ! This file is part of PALM-4U.
    4 !
    5 ! PALM-4U is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
    6 ! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
    7 ! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
    8 ! version.
    9 !
    10 ! PALM-4U is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
    11 ! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
    12 ! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
    13 !
    14 ! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
    15 ! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
     2!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3! This file is part of the PALM model system.
     4!
     5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General
     6! Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
     7! (at your option) any later version.
     8!
     9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
     10! implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General
     11! Public License for more details.
     12!
     13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with PALM. If not, see
     14! <http://www.gnu.org/licenses/>.
    1615!
    1716! Copyright 2016-2020 Leibniz Universitaet Hannover
    18 !------------------------------------------------------------------------------!
     17!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    1918!
    2019! Current revisions:
     
    2524! -----------------
    2625! $Id$
     26! file re-formatted to follow the PALM coding standard
     27!
     28! 4623 2020-07-24 08:42:02Z raasch
    2729! some switches calculated explicitly to avoid compiler warnings
    28 ! 
     30!
    2931! 4481 2020-03-31 18:55:54Z maronga
    3032! bugfix: cpp-directives for serial mode added
    31 ! 
     33!
    3234! 4346 2019-12-18 11:55:56Z motisi
    33 ! Removed wall_flags_static_0 from USE statements as it's not used within
    34 ! the module
    35 !
     35! Removed wall_flags_static_0 from USE statements as it's not used within the module
     36!
    3637! 4329 2019-12-10 15:46:36Z motisi
    3738! Renamed wall_flags_0 to wall_flags_static_0
    38 ! 
     39!
    3940! 4307 2019-11-26 14:12:36Z maronga
    4041! Activated output of iPT
    41 ! 
     42!
    4243! 4182 2019-08-22 15:20:23Z scharf
    4344! Corrected "Former revisions" section
    44 ! 
     45!
    4546! 4168 2019-08-16 13:50:17Z suehring
    4647! Replace function get_topography_top_index by topo_top_ind
    47 ! 
     48!
    4849! 3987 2019-05-22 09:52:13Z kanani
    4950! Introduce alternative switch for debug output during timestepping
    50 ! 
     51!
    5152! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
    52 ! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
    53 ! of additional debug messages
    54 ! 
     53! Changes related to global restructuring of location messages and introduction  of additional debug
     54! messages
     55!
    5556! 3876 2019-04-08 18:41:49Z knoop
    56 ! replaced nspec by nvar: only variable species should bconsidered, fixed species are not relevant 
    57 ! 
     57! replaced nspec by nvar: only variable species should bconsidered, fixed species are not relevant
     58!
    5859! 3766 2019-02-26 16:23:41Z raasch
    5960! save attribute added to local targets to avoid outlive pointer target warning
    60 ! 
     61!
    6162! 3665 2019-01-10 08:28:24Z raasch
    6263! unused variables removed
    63 ! 
     64!
    6465! 3159 2018-07-20 11:20:01Z sward
    6566! Initial revision
    6667!
    67 ! 
     68!
    6869!
    6970! Authors:
     
    7475! Description:
    7576! ------------
    76 !> Multi Agent System for the simulation of pedestrian movement in urban
    77 !> environments
    78 !------------------------------------------------------------------------------!
     77!> Multi Agent System for the simulation of pedestrian movement in urban environments
     78!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    7979 MODULE multi_agent_system_mod
    8080
    8181    USE, INTRINSIC ::  ISO_C_BINDING
    8282
    83     USE basic_constants_and_equations_mod,                                     &
     83    USE basic_constants_and_equations_mod,                                                         &
    8484        ONLY:  pi
    8585
    86     USE control_parameters,                                                    &
    87         ONLY:  biometeorology,                                                 &
    88                debug_output_timestep,                                          &
    89                dt_3d,                                                          &
    90                dt_write_agent_data,                                            &
    91                message_string,                                                 &
     86    USE control_parameters,                                                                        &
     87        ONLY:  biometeorology,                                                                     &
     88               debug_output_timestep,                                                              &
     89               dt_3d,                                                                              &
     90               dt_write_agent_data,                                                                &
     91               message_string,                                                                     &
    9292               time_since_reference_point
    9393
    94     USE cpulog,                                                                &
     94    USE cpulog,                                                                                    &
    9595        ONLY:  cpu_log, log_point, log_point_s
    9696
    97     USE grid_variables,                                                        &
     97    USE grid_variables,                                                                            &
    9898        ONLY:  ddx, ddy, dx, dy
    9999
    100     USE indices,                                                               &
    101         ONLY:  nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, ny, nyn, nyng, nys, nysg, nzb,        &
    102                topo_top_ind
    103                
    104     USE random_function_mod,                                                   &
     100    USE indices,                                                                                   &
     101        ONLY:  nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, ny, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, topo_top_ind
     102
     103    USE random_function_mod,                                                                       &
    105104        ONLY:  random_function
    106105
     
    108107
    109108    USE pegrid
     109
     110    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  max_number_of_agent_groups = 100  !< maximum allowed number of agent groups
     111    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  nr_2_direction_move = 10000       !< parameter for agent exchange
     112    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  phase_init    = 1                 !< phase parameter
     113    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  phase_release = 2                 !< phase parameter
    110114
    111115    CHARACTER(LEN=15) ::  bc_mas_lr = 'absorb'  !< left/right boundary condition
    112116    CHARACTER(LEN=15) ::  bc_mas_ns = 'absorb'  !< north/south boundary condition
    113117
     118    INTEGER(iwp) ::  agt_path_size = 15                !< size of agent path array
    114119    INTEGER(iwp) ::  deleted_agents = 0                !< number of deleted agents per time step
    115120    INTEGER(iwp) ::  dim_size_agtnum_manual = 9999999  !< namelist parameter (see documentation)
     
    133138    INTEGER(iwp) ::  number_of_agent_groups = 1        !< namelist parameter (see documentation)
    134139    INTEGER(iwp) ::  sort_count_mas = 0                !< counter for sorting agents
    135     INTEGER(iwp) ::  agt_path_size = 15                !< size of agent path array
    136140    INTEGER(iwp) ::  step_dealloc_mas = 100            !< namelist parameter (see documentation)
    137141    INTEGER(iwp) ::  total_number_of_agents            !< total number of agents in the whole model domain
    138 
    139     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  NR_2_direction_move = 10000 !< parameter for agent exchange
    140     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  PHASE_INIT    = 1           !< phase parameter
    141     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  PHASE_RELEASE = 2           !< phase parameter
    142 
    143     INTEGER(iwp), PARAMETER ::  max_number_of_agent_groups = 100 !< maximum allowed number of agent groups
    144142
    145143    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  agt_count         !< 3d array of number of agents of every grid box
     
    147145    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  top_top_s         !< k-index of first s-gridpoint above topography
    148146    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  top_top_w         !< k-index of first v-gridpoint above topography
    149     INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  obstacle_flags    !< flags to identify corners and edges of topography that cannot be crossed by agents
     147    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  obstacle_flags    !< flags to identify corners and edges of topography that cannot
     148                                                                    !< be crossed by agents
    150149
    151150    LOGICAL ::  deallocate_memory_mas = .TRUE.          !< namelist parameter (see documentation)
     
    245244    END TYPE agent_type
    246245
     246    TYPE(agent_type)                        ::  zero_agent           !< zero agent to avoid weird thing
     247
    247248    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), POINTER ::  agents               !< Agent array for this grid cell
    248     TYPE(agent_type)                        ::  zero_agent           !< zero agent to avoid weird thing
    249249#if defined( __parallel )
    250     TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  move_also_north  !< for agent exchange between PEs
    251     TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  move_also_south  !< for agent exchange between PEs
    252250    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  agt_gh_l         !< ghost layer left of pe domain
    253251    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  agt_gh_n         !< ghost layer north of pe domain
    254252    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  agt_gh_r         !< ghost layer right of pe domain
    255253    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  agt_gh_s         !< ghost layer south of pe domain
     254    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  move_also_north  !< for agent exchange between PEs
     255    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  move_also_south  !< for agent exchange between PEs
    256256#endif
    257257!
     
    338338
    339339
    340 !------------------------------------------------------------------------------!
     340!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    341341! Description:
    342342! ------------
    343343!> Multi Agent System:
    344344!> executes a number of agents sub-timesteps until the model timestep is reached.
    345 !> The agent timestep is usually smaller than the model timestep
    346 !------------------------------------------------------------------------------!
     345!> The agent timestep is usually smaller than the model timestep.
     346!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    347347 SUBROUTINE multi_agent_system
    348348
    349     USE biometeorology_mod,                                                    &
    350         ONLY:  bio_calc_ipt,                                                   &
    351                bio_calculate_mrt_grid,                                         &
     349    USE biometeorology_mod,                                                                        &
     350        ONLY:  bio_calc_ipt,                                                                       &
     351               bio_calculate_mrt_grid,                                                             &
    352352               bio_get_thermal_index_input_ij
    353353
     
    362362    INTEGER(iwp)       ::  js                 !< counter
    363363    INTEGER(iwp), SAVE ::  mas_count = 0      !< counts the mas-calls
    364     INTEGER(iwp)                :: a     !< agent iterator
    365     !-- local meteorological conditions
    366     REAL(wp)                    :: tmrt  !< mean radiant temperature        (degree_C)
    367     REAL(wp)                    :: ta    !< air temperature                 (degree_C)
    368     REAL(wp)                    :: vp    !< vapour pressure                 (hPa)
    369     REAL(wp)                    :: v     !< wind speed    (local level)     (m/s)
    370     REAL(wp)                    :: pair  !< air pressure                    (hPa)
     364    INTEGER(iwp)       ::  a                  !< agent iterator
     365!
     366!-- local meteorological conditions
     367    REAL(wp) ::  pair  !< air pressure                    (hPa)
     368    REAL(wp) ::  ta    !< air temperature                 (degree_C)
     369    REAL(wp) ::  tmrt  !< mean radiant temperature        (degree_C)
     370    REAL(wp) ::  v     !< wind speed    (local level)     (m/s)
     371    REAL(wp) ::  vp    !< vapour pressure                 (hPa)
    371372
    372373
     
    379380    CALL cpu_log( log_point(9), 'mas', 'start' )
    380381!
    381 !-- Initialize variables for the next (sub-) timestep, i.e., for marking
    382 !-- those agents to be deleted after the timestep
     382!-- Initialize variables for the next (sub-) timestep, i.e., for marking those agents to be deleted
     383!-- after the timestep
    383384    deleted_agents = 0
    384385    agent_substep_time = 0.0_wp
     
    387388    IF ( time_arel >= dt_arel  .AND.  end_time_arel > time_since_reference_point )  THEN
    388389
    389        CALL mas_create_agent(PHASE_RELEASE)
    390 !
    391 !--    The MOD function allows for changes in the output interval with
    392 !--    restart runs.
     390       CALL mas_create_agent( phase_release )
     391!
     392!--    The MOD function allows for changes in the output interval with restart runs.
    393393       time_arel = MOD( time_arel, MAX( dt_arel, dt_3d ) )
    394394
     
    402402!
    403403!-- Timestep loop for agent transport.
    404 !-- This loop has to be repeated until the transport time of every agent
    405 !-- (within the total domain!) has reached the LES timestep (dt_3d).
    406 !-- Timestep scheme is Euler-forward
     404!-- This loop has to be repeated until the transport time of every agent (within the total domain!)
     405!-- has reached the LES timestep (dt_3d).
     406!-- Timestep scheme is Euler-forward.
    407407    DO
    408408!
     
    415415          CALL mas_data_output_agents ( first_call )
    416416#else
    417           WRITE( message_string, * ) 'NetCDF is needed for agent output. ',    &
     417          WRITE( message_string, * ) 'NetCDF is needed for agent output. ',                        &
    418418                                     'Set __netcdf in compiler options'
    419419          CALL message( 'multi_agent_system', 'PA0071', 1, 2, 0, 6, 0 )
     
    423423       ENDIF
    424424!
    425 !--    Flag is true by default, will be set to false if an agent has not yet
    426 !--    reached the model timestep
     425!--    Flag is true by default, will be set to false if an agent has not yet reached the model
     426!--    timestep.
    427427       grid_agents(:,:)%time_loop_done = .TRUE.
    428428
     
    466466             agents(1:number_of_agents)%agent_mask = .TRUE.
    467467!
    468 !--          Initialize the variable storing the total time that an agent
    469 !--          has advanced within the timestep procedure
     468!--          Initialize the variable storing the total time that an agent has advanced within the
     469!--          timestep procedure.
    470470             IF ( first_loop_stride )  THEN
    471471                agents(1:number_of_agents)%dt_sum = 0.0_wp
    472472             ENDIF
    473473!
    474 !--          Initialize the switch used for the loop exit condition checked
    475 !--          at the end of this loop. If at least one agent has failed to
    476 !--          reach the LES timestep, this switch will be set false in
    477 !--          mas_transport.
     474!--          Initialize the switch used for the loop exit condition checked at the end of this loop.
     475!--          If at least one agent has failed to reach the LES timestep, this switch will be set
     476!--          false in mas_transport.
    478477             dt_3d_reached_l_mas = .TRUE.
    479478!
     
    481480             CALL mas_timestep
    482481!
    483 !--          Delete agents that have been simulated longer than allowed
     482!--          Delete agents that have been simulated longer than allowed.
    484483             CALL mas_boundary_conds( 'max_sim_time' )
    485484!
    486 !--          Delete agents that have reached target area
     485!--          Delete agents that have reached target area.
    487486             CALL mas_boundary_conds( 'target_area' )
    488487!
    489 !---         If not all agents of the actual grid cell have reached the
    490 !--          LES timestep, this cell has to to another loop iteration. Due to
    491 !--          the fact that agents can move into neighboring grid cell,
    492 !--          these neighbor cells also have to perform another loop iteration
     488!--          If not all agents of the actual grid cell have reached the LES timestep, this cell has
     489!--          to do another loop iteration. Due to the fact that agents can move into neighboring
     490!--          grid cell, these neighbor cells also have to perform another loop iteration.
    493491             IF ( .NOT. dt_3d_reached_l_mas )  THEN
    494492                js = MAX(nys,j-1)
     
    504502
    505503!
    506 !--    Find out, if all agents on every PE have completed the LES timestep
    507 !--    and set the switch corespondingly
     504!--    Find out, if all agents on each PE have completed the LES timestep and set the switch
     505!--    corespondingly.
    508506       dt_3d_reached_l_mas = ALL(grid_agents(:,:)%time_loop_done)
    509507#if defined( __parallel )
    510508       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
    511        CALL MPI_ALLREDUCE( dt_3d_reached_l_mas, dt_3d_reached_mas, 1, MPI_LOGICAL, &
    512                            MPI_LAND, comm2d, ierr )
     509       CALL MPI_ALLREDUCE( dt_3d_reached_l_mas, dt_3d_reached_mas, 1, MPI_LOGICAL,  MPI_LAND,      &
     510                           comm2d, ierr )
    513511#else
    514512       dt_3d_reached_mas = dt_3d_reached_l_mas
     
    527525       CALL mas_eh_exchange_horiz
    528526!
    529 !--    Pack agents (eliminate those marked for deletion),
    530 !--    determine new number of agents
     527!--    Pack agents (eliminate those marked for deletion), determine new number of agents
    531528       CALL mas_ps_sort_in_subboxes
    532529       CALL cpu_log( log_point_s(18), 'mas_move_exch_sort', 'stop' )
    533530!
    534 !--    Initialize variables for the next (sub-) timestep, i.e., for marking
    535 !--    those agents to be deleted after the timestep
     531!--    Initialize variables for the next (sub-) timestep, i.e., for marking those agents to be
     532!--    deleted after the timestep
    536533       deleted_agents = 0
    537534
     
    556553!
    557554!--             Determine local meteorological conditions
    558                 CALL bio_get_thermal_index_input_ij ( .FALSE., i, j, ta, vp,  &
    559                                                       v, pair, tmrt )
     555                CALL bio_get_thermal_index_input_ij ( .FALSE., i, j, ta, vp, v, pair, tmrt )
    560556
    561557                DO  a = 1, number_of_agents
     
    563559!--                Calculate instationary thermal indices based on local tmrt
    564560
    565                    CALL bio_calc_ipt ( ta, vp, v, pair, tmrt,                 &
    566                                        agents(a)%dt_sum,                      &
    567                                        agents(a)%energy_storage,              &
    568                                        agents(a)%clothing_temp,               &
    569                                        agents(a)%clo,                         &
    570                                        agents(a)%actlev,                      &
    571                                        agents(a)%age_years,                   &
    572                                        agents(a)%weight,                      &
    573                                        agents(a)%height,                      &
    574                                        agents(a)%work,                        &
    575                                        agents(a)%sex,                         &
     561                   CALL bio_calc_ipt ( ta, vp, v, pair, tmrt,                                      &
     562                                       agents(a)%dt_sum,                                           &
     563                                       agents(a)%energy_storage,                                   &
     564                                       agents(a)%clothing_temp,                                    &
     565                                       agents(a)%clo,                                              &
     566                                       agents(a)%actlev,                                           &
     567                                       agents(a)%age_years,                                        &
     568                                       agents(a)%weight,                                           &
     569                                       agents(a)%height,                                           &
     570                                       agents(a)%work,                                             &
     571                                       agents(a)%sex,                                              &
    576572                                       agents(a)%ipt )
    577573                END DO
     
    602598 END SUBROUTINE multi_agent_system
    603599
    604 !------------------------------------------------------------------------------!
     600!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    605601! Description:
    606602! ------------
    607 !> Calculation of the direction vector from each agent to its current
    608 !> intermittent target
    609 !------------------------------------------------------------------------------!
    610     SUBROUTINE mas_agent_direction
    611 
    612        IMPLICIT NONE
    613 
    614        LOGICAL ::  path_flag !< true if new path must be calculated
    615 
    616        INTEGER(iwp) ::  n  !< loop variable over all agents in a grid box
    617        INTEGER(iwp) ::  pc !< agent path counter
    618 
    619        REAL(wp) ::  abs_dir         !< length of direction vector (for normalization)
    620 !       REAL(wp) ::  d_curr_target   !< rounding influence expressed as x speed component
    621 !       REAL(wp) ::  d_prev_target   !< rounding influence expressed as x speed component
    622        REAL(wp) ::  dir_x           !< direction of agent (x)
    623        REAL(wp) ::  dir_y           !< direction of agent (y)
    624 !       REAL(wp) ::  dist_round = 3. !< distance at which agents start rounding a corner
    625        REAL(wp) ::  dtit            !< distance to intermittent target
    626 !       REAL(wp) ::  round_fac  = 0.2 !< factor for rounding influence
    627 !       REAL(wp) ::  speed_round_x   !< rounding influence expressed as x speed component
    628 !       REAL(wp) ::  speed_round_y   !< rounding influence expressed as x speed component
    629 
    630 !
    631 !--    loop over all agents in the current grid box
    632        DO n = 1, number_of_agents
    633           path_flag = .FALSE.
     603!> Calculation of the direction vector from each agent to its current intermittent target.
     604!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     605 SUBROUTINE mas_agent_direction
     606
     607    IMPLICIT NONE
     608
     609    LOGICAL ::  path_flag  !< true if new path must be calculated
     610
     611    INTEGER(iwp) ::  n   !< loop variable over all agents in a grid box
     612    INTEGER(iwp) ::  pc  !< agent path counter
     613
     614    REAL(wp) ::  abs_dir         !< length of direction vector (for normalization)
     615!    REAL(wp) ::  d_curr_target   !< rounding influence expressed as x speed component
     616!    REAL(wp) ::  d_prev_target   !< rounding influence expressed as x speed component
     617    REAL(wp) ::  dir_x           !< direction of agent (x)
     618    REAL(wp) ::  dir_y           !< direction of agent (y)
     619!    REAL(wp) ::  dist_round = 3. !< distance at which agents start rounding a corner
     620    REAL(wp) ::  dtit            !< distance to intermittent target
     621!    REAL(wp) ::  round_fac  = 0.2 !< factor for rounding influence
     622!    REAL(wp) ::  speed_round_x   !< rounding influence expressed as x speed component
     623!    REAL(wp) ::  speed_round_y   !< rounding influence expressed as x speed component
     624
     625!
     626!-- Loop over all agents in the current grid box
     627    DO  n = 1, number_of_agents
     628       path_flag = .FALSE.
     629       pc = agents(n)%path_counter
     630!
     631!--    If no path was calculated for agent yet, do it.
     632       IF ( pc >= 999 )  THEN
     633          CALL mas_nav_find_path(n)
    634634          pc = agents(n)%path_counter
    635635!
    636 !--       If no path was calculated for agent yet, do it
    637           IF ( pc >= 999 ) THEN
     636!--    Check if new path must be calculated and if so, do it.
     637       ELSE
     638!
     639!--       Case one: Agent has come close enough to intermittent target.
     640!--                 -> chose new int target and calculate rest of path if no
     641!--                    new intermittent targets are left
     642          dtit = SQRT(   ( agents(n)%x - agents(n)%path_x(pc) )**2                                 &
     643                       + ( agents(n)%y - agents(n)%path_y(pc) )**2 )
     644          IF ( dtit < dist_to_int_target )  THEN
     645             agents(n)%path_counter = agents(n)%path_counter + 1
     646             pc = agents(n)%path_counter
     647!
     648!--          Path counter out of scope (each agent can store a maximum of 15 intermittent targets on
     649!--          the way to its final target); new path must be calculated.
     650             IF ( pc >= SIZE( agents(n)%path_x) )  THEN
     651                path_flag = .TRUE.
     652             ENDIF
     653!
     654!--          Case two: Agent too far from path
     655!--                    -> set flag for new path to be calculated
     656          ELSEIF ( dist_point_to_edge(agents(n)%path_x(pc-1),                                      &
     657                                      agents(n)%path_y(pc-1),                                      &
     658                                      agents(n)%path_x(pc),                                        &
     659                                      agents(n)%path_y(pc),                                        &
     660                                      agents(n)%x, agents(n)%y)                                    &
     661                   > max_dist_from_path )                                                          &
     662          THEN
     663             path_flag = .TRUE.
     664          ENDIF
     665!
     666!--       If one of the above two cases was true, calculate new path and reset 0th path point.
     667!--       This point (the last target the agent had) is needed for the agent's rounding of corners
     668!--       and the calculation of its deviation from its current path.
     669          IF ( path_flag )  THEN
    638670             CALL mas_nav_find_path(n)
    639671             pc = agents(n)%path_counter
    640 !
    641 !--       Check if new path must be calculated and if so, do it
    642           ELSE
    643 !
    644 !--          Case one: Agent has come close enough to intermittent target.
    645 !--                    -> chose new int target and calculate rest of path if no
    646 !--                       new intermittent targets are left
    647              dtit = SQRT((agents(n)%x - agents(n)%path_x(pc))**2               &
    648                        + (agents(n)%y - agents(n)%path_y(pc))**2)
    649              IF ( dtit < dist_to_int_target ) THEN
    650                 agents(n)%path_counter = agents(n)%path_counter + 1
    651                 pc = agents(n)%path_counter
    652 !
    653 !--             Path counter out of scope (each agent can store a maximum of 15
    654 !--             intermittent targets on the way to her final target); new path
    655 !--             must be calculated
    656                 IF ( pc >= SIZE(agents(n)%path_x) ) THEN
    657                    path_flag = .TRUE.
    658                 ENDIF
    659 !
    660 !--          Case two: Agent too far from path
    661 !--                    -> set flag for new path to be calculated
    662              ELSEIF ( dist_point_to_edge(agents(n)%path_x(pc-1),               &
    663                                          agents(n)%path_y(pc-1),               &
    664                                          agents(n)%path_x(pc),                 &
    665                                          agents(n)%path_y(pc),                 &
    666                                          agents(n)%x, agents(n)%y)             &
    667                       > max_dist_from_path )                                   &
    668              THEN
    669                 path_flag = .TRUE.
    670              ENDIF
    671 !
    672 !--          If either of the above two cases was true, calculate new path and
    673 !--          reset 0th path point. This point (the last target the agent had)
    674 !--          is needed for the agents rounding of corners and the calculation
    675 !--          of her deviation from her current path
    676              IF ( path_flag ) THEN
    677                 CALL mas_nav_find_path(n)
    678                 pc = agents(n)%path_counter
    679              ENDIF
    680672          ENDIF
    681 !
    682 !--       Normalize direction vector
    683           abs_dir             = 1.0d-12
    684           dir_x               = agents(n)%path_x(pc) - agents(n)%x
    685           dir_y               = agents(n)%path_y(pc) - agents(n)%y
    686           abs_dir             = SQRT(dir_x**2 + dir_y**2)+1.0d-12
    687 !--         needed later for corner rounding
    688 !           dir_x               = dir_x/abs_dir
    689 !           dir_y               = dir_y/abs_dir
    690 !           dir_x               = dir_x + speed_round_x
    691 !           dir_y               = dir_y + speed_round_y
    692 !           abs_dir             = SQRT(dir_x**2 + dir_y**2)+1.0d-12
    693           agents(n)%speed_e_x = dir_x/abs_dir
    694           agents(n)%speed_e_y = dir_y/abs_dir
    695        ENDDO
     673       ENDIF
     674!
     675!--    Normalize direction vector
     676       abs_dir             = 1.0d-12
     677       dir_x               = agents(n)%path_x(pc) - agents(n)%x
     678       dir_y               = agents(n)%path_y(pc) - agents(n)%y
     679       abs_dir             = SQRT( dir_x**2 + dir_y**2 )+1.0d-12
     680!--      needed later for corner rounding
     681!        dir_x               = dir_x/abs_dir
     682!        dir_y               = dir_y/abs_dir
     683!        dir_x               = dir_x + speed_round_x
     684!        dir_y               = dir_y + speed_round_y
     685!        abs_dir             = SQRT(dir_x**2 + dir_y**2)+1.0d-12
     686       agents(n)%speed_e_x = dir_x/abs_dir
     687       agents(n)%speed_e_y = dir_y/abs_dir
     688    ENDDO
    696689
    697690!
     
    702695!           speed_round_x = 0.
    703696!           speed_round_y = 0.
    704 !           
     697!
    705698!           d_curr_target = SQRT( (agents(n)%path_x(pc) - agents(n)%x)**2 +      &
    706699!                                 (agents(n)%path_y(pc) - agents(n)%y)**2 )
     
    722715!                              SIN( pi/dist_round*d_curr_target )
    723716!           ENDIF
    724 ! 
    725 !           IF ( d_prev_target < dist_round ) THEN
    726 !              IF ( agents(n)%path_x(pc) /= agents(n)%path_x(pc+1) ) THEN
     717!
     718!           IF ( d_prev_target < dist_round )  THEN
     719!              IF ( agents(n)%path_x(pc) /= agents(n)%path_x(pc+1) )  THEN
    727720!                 speed_round_x = speed_round_x +                                   &
    728721!                                 (agents(n)%path_x(pc) - agents(n)%path_x(pc+1)) / &
     
    731724!                                 SIN( pi/dist_round*d_prev_target )
    732725!              ENDIF
    733 !             
    734 !              IF ( agents(n)%path_y(pc) /= agents(n)%path_y(pc+1) ) THEN
     726!
     727!              IF ( agents(n)%path_y(pc) /= agents(n)%path_y(pc+1) )  THEN
    735728!                 speed_round_y = speed_round_y +                                   &
    736729!                              (agents(n)%path_y(pc) - agents(n)%path_y(pc+1)) / &
     
    739732!                              SIN( pi/dist_round*d_prev_target )
    740733!              ENDIF
    741              
     734
    742735!           ENDIF
    743736
    744737
    745     END SUBROUTINE mas_agent_direction
    746 
    747 !------------------------------------------------------------------------------!
     738 END SUBROUTINE mas_agent_direction
     739
     740!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    748741! Description:
    749742! ------------
    750743!> Boundary conditions for maximum time, target reached and out of domain
    751 !------------------------------------------------------------------------------!
    752     SUBROUTINE mas_boundary_conds( location )
    753 
    754        IMPLICIT NONE
    755 
    756        CHARACTER (LEN=*) ::  location !< Identifier
    757 
    758        INTEGER(iwp) ::  n   !< agent number
    759        INTEGER(iwp) ::  grp !< agent group
    760 
    761        REAL(wp) ::  dist_to_target !< distance to target
    762 
    763        IF ( location == 'max_sim_time' )  THEN
    764 
    765 !
    766 !--       Delete agents that have been simulated longer than allowed
    767           DO  n = 1, number_of_agents
    768 
    769              IF ( agents(n)%age > agent_maximum_age  .AND.                     &
    770                   agents(n)%agent_mask )                                       &
    771              THEN
    772                 agents(n)%agent_mask  = .FALSE.
    773                 deleted_agents = deleted_agents + 1
    774              ENDIF
    775 
    776           ENDDO
    777        ENDIF
    778 
    779        IF ( location == 'target_area' )  THEN
    780 
    781 !
    782 !--       Delete agents that entered target region
    783           DO  n = 1, number_of_agents
    784              grp = agents(n)%group
    785              dist_to_target = SQRT((agents(n)%x-at_x(grp))**2                  &
    786                                  + (agents(n)%y-at_y(grp))**2)
    787              IF ( dist_to_target < dist_target_reached ) THEN
    788                 agents(n)%agent_mask  = .FALSE.
    789                 deleted_agents = deleted_agents + 1
    790              ENDIF
    791 
    792           ENDDO
    793        ENDIF
    794 
    795     END SUBROUTINE mas_boundary_conds
    796 
    797 !------------------------------------------------------------------------------!
     744!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     745 SUBROUTINE mas_boundary_conds( location )
     746
     747    IMPLICIT NONE
     748
     749    CHARACTER (LEN=*) ::  location  !< Identifier
     750
     751    INTEGER(iwp) ::  grp  !< agent group
     752    INTEGER(iwp) ::  n    !< agent number
     753
     754    REAL(wp) ::  dist_to_target !< distance to target
     755
     756    IF ( location == 'max_sim_time' )  THEN
     757
     758!
     759!--    Delete agents that have been simulated longer than allowed
     760       DO  n = 1, number_of_agents
     761
     762          IF ( agents(n)%age > agent_maximum_age  .AND.  agents(n)%agent_mask )  THEN
     763             agents(n)%agent_mask  = .FALSE.
     764             deleted_agents = deleted_agents + 1
     765          ENDIF
     766
     767       ENDDO
     768    ENDIF
     769
     770    IF ( location == 'target_area' )  THEN
     771
     772!
     773!--    Delete agents that entered target region
     774       DO  n = 1, number_of_agents
     775          grp = agents(n)%group
     776          dist_to_target = SQRT( ( agents(n)%x - at_x(grp) )**2 + ( agents(n)%y - at_y(grp) )**2 )
     777          IF ( dist_to_target < dist_target_reached )  THEN
     778             agents(n)%agent_mask  = .FALSE.
     779             deleted_agents = deleted_agents + 1
     780          ENDIF
     781
     782       ENDDO
     783    ENDIF
     784
     785 END SUBROUTINE mas_boundary_conds
     786
     787!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    798788! Description:
    799789! ------------
    800790!> Release new agents at their respective sources
    801 !------------------------------------------------------------------------------!
    802     SUBROUTINE mas_create_agent (phase)
    803 
    804        IMPLICIT  NONE
    805 
    806        INTEGER(iwp) ::  alloc_size  !< relative increase of allocated memory for agents
    807        INTEGER(iwp) ::  i           !< loop variable ( agent groups )
    808        INTEGER(iwp) ::  ip          !< index variable along x
    809        INTEGER(iwp) ::  jp          !< index variable along y
    810        INTEGER(iwp) ::  loop_stride !< loop variable for initialization
    811        INTEGER(iwp) ::  n           !< loop variable ( number of agents )
    812        INTEGER(iwp) ::  new_size    !< new size of allocated memory for agents
    813        INTEGER(iwp) ::  rn_side     !< index of agent path
    814 
    815        INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  phase       !< mode of inititialization
    816 
    817        INTEGER(iwp), DIMENSION(nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  local_count !< start address of new agent
    818        INTEGER(iwp), DIMENSION(nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  local_start !< start address of new agent
    819 
    820        LOGICAL ::  first_stride !< flag for initialization
    821 
    822        REAL(wp) ::  pos_x       !< increment for agent position in x
    823        REAL(wp) ::  pos_y       !< increment for agent position in y
    824        REAL(wp) ::  rand_contr  !< dummy argument for random position
    825        REAL(wp) ::  rn_side_dum !< index of agent path
    826 
    827        TYPE(agent_type),TARGET ::  tmp_agent !< temporary agent used for initialization
    828 
    829 !
    830 !--    Calculate agent positions and store agent attributes, if
    831 !--    agent is situated on this PE
    832        DO  loop_stride = 1, 2
    833           first_stride = (loop_stride == 1)
    834           IF ( first_stride )   THEN
    835              local_count = 0           ! count number of agents
    836           ELSE
    837              local_count = agt_count   ! Start address of new agents
    838           ENDIF
    839 
    840           DO  i = 1, number_of_agent_groups
    841 
    842              pos_y = ass(i)
    843 
    844              DO WHILE ( pos_y <= asn(i) )
    845 
    846                 IF ( pos_y >= nys * dy  .AND.                                  &
    847                            pos_y <  ( nyn + 1 ) * dy  )                        &
    848                 THEN
    849 
    850                    pos_x = asl(i)
    851 
    852             xloop: DO WHILE ( pos_x <= asr(i) )
    853 
    854                       IF ( pos_x >= nxl * dx  .AND.                            &
    855                                  pos_x <  ( nxr + 1) * dx )                    &
    856                       THEN
    857 
    858                          tmp_agent%agent_mask = .TRUE.
    859                          tmp_agent%group         = i
    860                          tmp_agent%id            = 0_idp
    861                          tmp_agent%block_nr      = -1
    862                          tmp_agent%path_counter  = 999 !SIZE(tmp_agent%path_x)
    863                          tmp_agent%age           = 0.0_wp
    864                          tmp_agent%age_m         = 0.0_wp
    865                          tmp_agent%dt_sum        = 0.0_wp
    866                          tmp_agent%clo           = -999.0_wp
    867                          tmp_agent%energy_storage= 0.0_wp
    868                          tmp_agent%ipt           = 99999.0_wp
    869                          tmp_agent%clothing_temp = -999._wp      !< energy stored by agent (W)
    870                          tmp_agent%actlev        = 134.6862_wp   !< metabolic + work energy of the person
    871                          tmp_agent%age_years     = 35._wp        !< physical age of the person
    872                          tmp_agent%weight        = 75._wp        !< total weight of the person (kg)
    873                          tmp_agent%height        = 1.75_wp       !< height of the person (m)
    874                          tmp_agent%work          = 134.6862_wp   !< workload of the agent (W)
    875                          tmp_agent%sex           = 1             !< agents gender: 1 = male, 2 = female
    876                          tmp_agent%force_x       = 0.0_wp
    877                          tmp_agent%force_y       = 0.0_wp
    878                          tmp_agent%origin_x      = pos_x
    879                          tmp_agent%origin_y      = pos_y
    880                          tmp_agent%speed_abs     = 0.0_wp
    881                          tmp_agent%speed_e_x     = 0.0_wp
    882                          tmp_agent%speed_e_y     = 0.0_wp
    883                          tmp_agent%speed_des     = random_normal(desired_speed,&
    884                                                                  des_sp_sig)
    885                          tmp_agent%speed_x       = 0.0_wp
    886                          tmp_agent%speed_y       = 0.0_wp
    887                          tmp_agent%x             = pos_x
    888                          tmp_agent%y             = pos_y
    889                          tmp_agent%path_x        = -1.0_wp
    890                          tmp_agent%path_y        = -1.0_wp
    891                          tmp_agent%t_x           = - pi
    892                          tmp_agent%t_y           = - pi
    893 !
    894 !--                      Determine the grid indices of the agent position
    895                          ip = tmp_agent%x * ddx
    896                          jp = tmp_agent%y * ddy
    897 !
    898 !--                      Give each agent its target
    899                          IF ( a_rand_target(i) ) THEN
    900 !
    901 !--                         Agent shall receive random target just outside
    902 !--                         simulated area
    903                             rn_side_dum = random_function(iran_agent)
    904                             rn_side     = FLOOR(4.*rn_side_dum)
    905                             IF ( rn_side < 2 ) THEN
    906                                IF ( rn_side == 0 ) THEN
    907                                   tmp_agent%t_y = -2*dy
    908                                ELSE
    909                                   tmp_agent%t_y = (ny+3)*dy
    910                                ENDIF
    911                                tmp_agent%t_x = random_function(iran_agent) *   &
    912                                                (nx+1)*dx
     791!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     792 SUBROUTINE mas_create_agent ( phase )
     793
     794    IMPLICIT  NONE
     795
     796    INTEGER(iwp) ::  alloc_size  !< relative increase of allocated memory for agents
     797    INTEGER(iwp) ::  i           !< loop variable ( agent groups )
     798    INTEGER(iwp) ::  ip          !< index variable along x
     799    INTEGER(iwp) ::  jp          !< index variable along y
     800    INTEGER(iwp) ::  loop_stride !< loop variable for initialization
     801    INTEGER(iwp) ::  n           !< loop variable ( number of agents )
     802    INTEGER(iwp) ::  new_size    !< new size of allocated memory for agents
     803    INTEGER(iwp) ::  rn_side     !< index of agent path
     804
     805    INTEGER(iwp), INTENT(IN) ::  phase       !< mode of inititialization
     806
     807    INTEGER(iwp), DIMENSION(nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  local_count !< start address of new agent
     808    INTEGER(iwp), DIMENSION(nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  local_start !< start address of new agent
     809
     810    LOGICAL ::  first_stride !< flag for initialization
     811
     812    REAL(wp) ::  pos_x       !< increment for agent position in x
     813    REAL(wp) ::  pos_y       !< increment for agent position in y
     814    REAL(wp) ::  rand_contr  !< dummy argument for random position
     815    REAL(wp) ::  rn_side_dum !< index of agent path
     816
     817    TYPE(agent_type),TARGET ::  tmp_agent !< temporary agent used for initialization
     818
     819!
     820!-- Calculate agent positions and store agent attributes, if agent is situated on this PE.
     821    DO  loop_stride = 1, 2
     822       first_stride = (loop_stride == 1)
     823       IF ( first_stride )  THEN
     824          local_count = 0           ! count number of agents
     825       ELSE
     826          local_count = agt_count   ! Start address of new agents
     827       ENDIF
     828
     829       DO  i = 1, number_of_agent_groups
     830
     831          pos_y = ass(i)
     832
     833          DO WHILE ( pos_y <= asn(i) )
     834
     835             IF ( pos_y >= nys * dy  .AND.  pos_y <  ( nyn + 1 ) * dy  )  THEN
     836
     837                pos_x = asl(i)
     838
     839         xloop: DO WHILE ( pos_x <= asr(i) )
     840
     841                   IF ( pos_x >= nxl * dx  .AND.  pos_x <  ( nxr + 1) * dx )  THEN
     842
     843                      tmp_agent%agent_mask = .TRUE.
     844                      tmp_agent%group         = i
     845                      tmp_agent%id            = 0_idp
     846                      tmp_agent%block_nr      = -1
     847                      tmp_agent%path_counter  = 999 !SIZE(tmp_agent%path_x)
     848                      tmp_agent%age           = 0.0_wp
     849                      tmp_agent%age_m         = 0.0_wp
     850                      tmp_agent%dt_sum        = 0.0_wp
     851                      tmp_agent%clo           = -999.0_wp
     852                      tmp_agent%energy_storage= 0.0_wp
     853                      tmp_agent%ipt           = 99999.0_wp
     854                      tmp_agent%clothing_temp = -999._wp      !< energy stored by agent (W)
     855                      tmp_agent%actlev        = 134.6862_wp   !< metabolic + work energy of the person
     856                      tmp_agent%age_years     = 35._wp        !< physical age of the person
     857                      tmp_agent%weight        = 75._wp        !< total weight of the person (kg)
     858                      tmp_agent%height        = 1.75_wp       !< height of the person (m)
     859                      tmp_agent%work          = 134.6862_wp   !< workload of the agent (W)
     860                      tmp_agent%sex           = 1             !< agents gender: 1 = male, 2 = female
     861                      tmp_agent%force_x       = 0.0_wp
     862                      tmp_agent%force_y       = 0.0_wp
     863                      tmp_agent%origin_x      = pos_x
     864                      tmp_agent%origin_y      = pos_y
     865                      tmp_agent%speed_abs     = 0.0_wp
     866                      tmp_agent%speed_e_x     = 0.0_wp
     867                      tmp_agent%speed_e_y     = 0.0_wp
     868                      tmp_agent%speed_des     = random_normal(desired_speed,des_sp_sig)
     869                      tmp_agent%speed_x       = 0.0_wp
     870                      tmp_agent%speed_y       = 0.0_wp
     871                      tmp_agent%x             = pos_x
     872                      tmp_agent%y             = pos_y
     873                      tmp_agent%path_x        = -1.0_wp
     874                      tmp_agent%path_y        = -1.0_wp
     875                      tmp_agent%t_x           = - pi
     876                      tmp_agent%t_y           = - pi
     877!
     878!--                   Determine the grid indices of the agent position
     879                      ip = tmp_agent%x * ddx
     880                      jp = tmp_agent%y * ddy
     881!
     882!--                   Give each agent its target
     883                      IF ( a_rand_target(i) )  THEN
     884!
     885!--                      Agent shall receive random target just outside simulated area
     886                         rn_side_dum = random_function(iran_agent)
     887                         rn_side     = FLOOR( 4.*rn_side_dum )
     888                         IF ( rn_side < 2 )  THEN
     889                            IF ( rn_side == 0 )  THEN
     890                               tmp_agent%t_y = -2 * dy
    913891                            ELSE
    914                                IF ( rn_side == 2 ) THEN
    915                                   tmp_agent%t_x = -2*dx
    916                                ELSE
    917                                   tmp_agent%t_x = (nx+3)*dx
    918                                ENDIF
    919                                tmp_agent%t_y = random_function(iran_agent) *   &
    920                                                (ny+1)*dy
     892                               tmp_agent%t_y = ( ny + 3 ) * dy
    921893                            ENDIF
    922 !
    923 !--                      Agent gets target of her group
     894                            tmp_agent%t_x = random_function(iran_agent) * ( nx + 1 ) * dx
    924895                         ELSE
    925                             tmp_agent%t_x = at_x(i)
    926                             tmp_agent%t_y = at_y(i)
     896                            IF ( rn_side == 2 )  THEN
     897                               tmp_agent%t_x = -2 * dx
     898                            ELSE
     899                               tmp_agent%t_x = ( nx + 3 ) * dx
     900                            ENDIF
     901                            tmp_agent%t_y = random_function(iran_agent) * ( ny + 1 ) * dy
    927902                         ENDIF
    928 
    929                          local_count(jp,ip) = local_count(jp,ip) + 1
    930 
    931                          IF ( .NOT. first_stride )  THEN
    932                             grid_agents(jp,ip)%agents(local_count(jp,ip))      &
    933                                               = tmp_agent
    934                          ENDIF
    935 
     903!
     904!--                   Agent gets target of her group
     905                      ELSE
     906                         tmp_agent%t_x = at_x(i)
     907                         tmp_agent%t_y = at_y(i)
    936908                      ENDIF
    937909
    938                       pos_x = pos_x + adx(i)
    939 
    940                    ENDDO xloop
    941 
    942                 ENDIF
    943 
    944                 pos_y = pos_y + ady(i)
    945 
    946              ENDDO
     910                      local_count(jp,ip) = local_count(jp,ip) + 1
     911
     912                      IF ( .NOT. first_stride )  THEN
     913                         grid_agents(jp,ip)%agents(local_count(jp,ip)) = tmp_agent
     914                      ENDIF
     915
     916                   ENDIF
     917
     918                   pos_x = pos_x + adx(i)
     919
     920                ENDDO xloop
     921
     922             ENDIF
     923
     924             pos_y = pos_y + ady(i)
    947925
    948926          ENDDO
    949927
    950 !
    951 !--       Allocate or reallocate agents array to new size
    952           IF ( first_stride )  THEN
    953              DO  ip = nxlg, nxrg
    954                 DO  jp = nysg, nyng
    955                    IF ( phase == PHASE_INIT )  THEN
    956                       IF ( local_count(jp,ip) > 0 )  THEN
    957                          alloc_size = MAX( INT( local_count(jp,ip) *           &
    958                             ( 1.0_wp + alloc_factor_mas / 100.0_wp ) ),        &
    959                             min_nr_agent )
    960                       ELSE
    961                          alloc_size = min_nr_agent
    962                       ENDIF
    963                       ALLOCATE(grid_agents(jp,ip)%agents(1:alloc_size))
    964                       DO  n = 1, alloc_size
    965                          grid_agents(jp,ip)%agents(n) = zero_agent
    966                       ENDDO
    967                    ELSEIF ( phase == PHASE_RELEASE )  THEN
    968                       IF ( local_count(jp,ip) > 0 )  THEN
    969                          new_size   = local_count(jp,ip) + agt_count(jp,ip)
    970                          alloc_size = MAX( INT( new_size * ( 1.0_wp +          &
    971                             alloc_factor_mas / 100.0_wp ) ), min_nr_agent )
    972                          IF( alloc_size > SIZE( grid_agents(jp,ip)%agents) )   &
    973                          THEN
    974                             CALL mas_eh_realloc_agents_array(ip,jp,alloc_size)
    975                          ENDIF
     928       ENDDO
     929
     930!
     931!--    Allocate or reallocate agents array to new size
     932       IF ( first_stride )  THEN
     933          DO  ip = nxlg, nxrg
     934             DO  jp = nysg, nyng
     935                IF ( phase == phase_init )  THEN
     936                   IF ( local_count(jp,ip) > 0 )  THEN
     937                      alloc_size = MAX( INT( local_count(jp,ip) *                                  &
     938                                             ( 1.0_wp + alloc_factor_mas / 100.0_wp ) ),           &
     939                                        min_nr_agent )
     940                   ELSE
     941                      alloc_size = min_nr_agent
     942                   ENDIF
     943                   ALLOCATE( grid_agents(jp,ip)%agents(1:alloc_size) )
     944                   DO  n = 1, alloc_size
     945                      grid_agents(jp,ip)%agents(n) = zero_agent
     946                   ENDDO
     947                ELSEIF ( phase == phase_release )  THEN
     948                   IF ( local_count(jp,ip) > 0 )  THEN
     949                      new_size   = local_count(jp,ip) + agt_count(jp,ip)
     950                      alloc_size = MAX( INT( new_size *                                            &
     951                                             ( 1.0_wp + alloc_factor_mas / 100.0_wp ) ),           &
     952                                        min_nr_agent )
     953                      IF( alloc_size > SIZE( grid_agents(jp,ip)%agents) )  THEN
     954                         CALL mas_eh_realloc_agents_array(ip,jp,alloc_size)
    976955                      ENDIF
    977956                   ENDIF
    978                 ENDDO
     957                ENDIF
    979958             ENDDO
    980           ENDIF
     959          ENDDO
     960       ENDIF
     961
     962    ENDDO
     963
     964    local_start = agt_count+1
     965    agt_count   = local_count
     966
     967!
     968!-- Calculate agent IDs
     969    DO  ip = nxl, nxr
     970       DO  jp = nys, nyn
     971          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     972          IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     973          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     974
     975          DO  n = local_start(jp,ip), number_of_agents  !only new agents
     976
     977             agents(n)%id = 10000_idp**2 * grid_agents(jp,ip)%id_counter + 10000_idp * jp + ip
     978!
     979!--          Count the number of agents that have been released before
     980             grid_agents(jp,ip)%id_counter = grid_agents(jp,ip)%id_counter + 1
     981
     982          ENDDO
    981983
    982984       ENDDO
    983 
    984        local_start = agt_count+1
    985        agt_count   = local_count
    986 
    987 !
    988 !--    Calculate agent IDs
     985    ENDDO
     986
     987!
     988!-- Add random fluctuation to agent positions.
     989    IF ( random_start_position_agents )  THEN
    989990       DO  ip = nxl, nxr
    990991          DO  jp = nys, nyn
     
    992993             IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    993994             agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    994 
    995              DO  n = local_start(jp,ip), number_of_agents  !only new agents
    996 
    997                 agents(n)%id = 10000_idp**2 * grid_agents(jp,ip)%id_counter +  &
    998                                10000_idp * jp + ip
    999 !
    1000 !--             Count the number of agents that have been released before
    1001                 grid_agents(jp,ip)%id_counter = grid_agents(jp,ip)%id_counter  &
    1002                                                 + 1
    1003 
     995!
     996!--          Move only new agents. Moreover, limit random fluctuation in order to prevent that
     997!--          agents move more than one grid box, which would lead to problems concerning agent
     998!--          exchange  between processors in case adx/ady are larger than dx/dy, respectively.
     999             DO  n = local_start(jp,ip), number_of_agents
     1000                IF ( asl(agents(n)%group) /= asr(agents(n)%group) )  THEN
     1001                   rand_contr = ( random_function( iran_agent ) - 0.5_wp ) * adx(agents(n)%group)
     1002                   agents(n)%x = agents(n)%x + MERGE( rand_contr, SIGN( dx, rand_contr ),          &
     1003                                                      ABS( rand_contr ) < dx                       &
     1004                                                    )
     1005                ENDIF
     1006                IF ( ass(agents(n)%group) /= asn(agents(n)%group) )  THEN
     1007                   rand_contr = ( random_function( iran_agent ) - 0.5_wp ) * ady(agents(n)%group)
     1008                   agents(n)%y = agents(n)%y +                                                     &
     1009                                 MERGE( rand_contr, SIGN( dy, rand_contr ), ABS( rand_contr ) < dy )
     1010                ENDIF
    10041011             ENDDO
     1012!
     1013!--          Delete agents that have been simulated longer than allowed
     1014             CALL mas_boundary_conds( 'max_sim_time' )
     1015!
     1016!--          Delete agents that have reached target area
     1017             CALL mas_boundary_conds( 'target_area' )
    10051018
    10061019          ENDDO
    10071020       ENDDO
    1008 
    1009 !
    1010 !--    Add random fluctuation to agent positions.
    1011        IF ( random_start_position_agents )  THEN
    1012           DO  ip = nxl, nxr
    1013              DO  jp = nys, nyn
    1014                 number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    1015                 IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    1016                 agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    1017 !
    1018 !--             Move only new agents. Moreover, limit random fluctuation
    1019 !--             in order to prevent that agents move more than one grid box,
    1020 !--             which would lead to problems concerning agent exchange
    1021 !--             between processors in case adx/ady are larger than dx/dy,
    1022 !--             respectively. 
    1023                 DO  n = local_start(jp,ip), number_of_agents
    1024                    IF ( asl(agents(n)%group) /= asr(agents(n)%group) )  THEN
    1025                       rand_contr = ( random_function( iran_agent ) - 0.5_wp ) *&
    1026                                      adx(agents(n)%group)
    1027                       agents(n)%x = agents(n)%x +                        &
    1028                               MERGE( rand_contr, SIGN( dx, rand_contr ),       &
    1029                                      ABS( rand_contr ) < dx                    &
    1030                                    )
    1031                    ENDIF
    1032                    IF ( ass(agents(n)%group) /= asn(agents(n)%group) )  THEN
    1033                       rand_contr = ( random_function( iran_agent ) - 0.5_wp ) *&
    1034                                      ady(agents(n)%group)
    1035                       agents(n)%y = agents(n)%y +                        &
    1036                               MERGE( rand_contr, SIGN( dy, rand_contr ),       &
    1037                                      ABS( rand_contr ) < dy )
    1038                    ENDIF
    1039                 ENDDO
    1040 !
    1041 !--             Delete agents that have been simulated longer than allowed
    1042                 CALL mas_boundary_conds( 'max_sim_time' )
    1043 !
    1044 !--             Delete agents that have reached target area
    1045                 CALL mas_boundary_conds( 'target_area' )
    1046 
    1047              ENDDO
    1048           ENDDO
    1049 !
    1050 !--       Exchange agents between grid cells and processors
    1051           CALL mas_eh_move_agent
    1052           CALL mas_eh_exchange_horiz
    1053 
    1054        ENDIF
    1055 !
    1056 !--    In case of random_start_position_agents, delete agents identified by
    1057 !--    mas_eh_exchange_horiz and mas_boundary_conds. Then sort agents into
    1058 !--    blocks, which is needed for a fast interpolation of the LES fields
    1059 !--    on the agent position.
    1060        CALL mas_ps_sort_in_subboxes
    1061 
    1062 !
    1063 !--    Determine the current number of agents
    1064        number_of_agents = 0
     1021!
     1022!--    Exchange agents between grid cells and processors
     1023       CALL mas_eh_move_agent
     1024       CALL mas_eh_exchange_horiz
     1025
     1026    ENDIF
     1027!
     1028!-- In case of random_start_position_agents, delete agents identified by mas_eh_exchange_horiz and
     1029!-- mas_boundary_conds. Then sort agents into blocks, which is needed for a fast interpolation of
     1030!-- the LES fields on the agent position.
     1031    CALL mas_ps_sort_in_subboxes
     1032
     1033!
     1034!-- Determine the current number of agents
     1035    number_of_agents = 0
     1036    DO  ip = nxl, nxr
     1037       DO  jp = nys, nyn
     1038          number_of_agents = number_of_agents + agt_count(jp,ip)
     1039       ENDDO
     1040    ENDDO
     1041!
     1042!-- Calculate the number of agents of the total domain
     1043#if defined( __parallel )
     1044    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
     1045    CALL MPI_ALLREDUCE( number_of_agents, total_number_of_agents, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm2d, &
     1046                        ierr )
     1047#else
     1048    total_number_of_agents = number_of_agents
     1049#endif
     1050
     1051    RETURN
     1052
     1053 END SUBROUTINE mas_create_agent
     1054
     1055!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1056! Description:
     1057! ------------
     1058!> Creates flags that indicate if a gridbox contains edges or corners. These flags are used for
     1059!> agents to check if obstacles are close to them.
     1060!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1061 SUBROUTINE mas_create_obstacle_flags
     1062
     1063    USE arrays_3d,                                                                                 &
     1064        ONLY:  zw
     1065
     1066    IMPLICIT NONE
     1067
     1068    INTEGER(iwp) ::  il
     1069    INTEGER(iwp) ::  jl
     1070
     1071    ALLOCATE( obstacle_flags(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
     1072
     1073    obstacle_flags = 0
     1074
     1075    DO  il = nxlg, nxrg
     1076       DO  jl = nysg, nyng
     1077!
     1078!--       Exclude cyclic topography boundary
     1079          IF ( il < 0 .OR. il > nx .OR. jl < 0 .OR. jl > ny ) CYCLE
     1080!
     1081!--       North edge
     1082          IF ( jl < nyng )  THEN
     1083             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il) ) > 1  .AND.                             &
     1084                  ( zw( top_top_w(jl,il) ) - zw( top_top_w(jl+1,il) ) ) > 0.51_wp )                &
     1085             THEN
     1086                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 0 )
     1087             ENDIF
     1088          ENDIF
     1089!
     1090!--       North right corner
     1091          IF ( jl < nyng  .AND.  il < nxrg )  THEN
     1092             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il)   ) > 1  .AND.                           &
     1093                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il+1) ) > 1  .AND.                           &
     1094                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il+1)   ) > 1  .AND.                           &
     1095                  ( zw( top_top_w(jl,il) ) - zw( top_top_w(jl+1,il+1) ) ) > 0.51_wp )              &
     1096             THEN
     1097                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 1 )
     1098             ENDIF
     1099          ENDIF
     1100!
     1101!--       Right edge
     1102          IF ( il < nxrg )  THEN
     1103             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il+1) ) > 1  .AND.                             &
     1104                  ( zw( top_top_w(jl,il) ) - zw( top_top_w(jl,il+1) ) ) > 0.51_wp )                &
     1105             THEN
     1106                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 2 )
     1107             ENDIF
     1108          ENDIF
     1109!
     1110!--       South right corner
     1111          IF ( jl > nysg  .AND.  il < nxrg )  THEN
     1112             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il+1)   ) > 1  .AND.                           &
     1113                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il+1) ) > 1  .AND.                           &
     1114                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il)   ) > 1  .AND.                           &
     1115                  ( zw(top_top_w(jl,il) ) - zw( top_top_w(jl-1,il+1) ) ) > 0.51_wp )               &
     1116             THEN
     1117                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 3 )
     1118             ENDIF
     1119          ENDIF
     1120!
     1121!--       South edge
     1122          IF ( jl > nysg )  THEN
     1123             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il) ) > 1  .AND.                             &
     1124                  ( zw( top_top_w(jl,il) ) - zw( top_top_w(jl-1,il) ) ) > 0.51_wp )                &
     1125             THEN
     1126                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 4 )
     1127             ENDIF
     1128          ENDIF
     1129!
     1130!--       South left corner
     1131          IF ( jl > nysg  .AND.  il > nxlg )  THEN
     1132             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il)   ) > 1  .AND.                           &
     1133                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il-1) ) > 1  .AND.                           &
     1134                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il-1)   ) > 1  .AND.                           &
     1135                  ( zw( top_top_w(jl,il) ) - zw(top_top_w(jl-1,il-1) ) ) > 0.51_wp )               &
     1136             THEN
     1137                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 5 )
     1138             ENDIF
     1139          ENDIF
     1140!
     1141!--       Left edge
     1142          IF ( il > nxlg )  THEN
     1143             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il-1) ) > 1  .AND.                             &
     1144                  ( zw(top_top_w(jl,il) ) - zw(top_top_w(jl,il-1) ) ) > 0.51_wp )                  &
     1145             THEN
     1146                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 6 )
     1147             ENDIF
     1148          ENDIF
     1149!
     1150!--       North left corner
     1151          IF ( jl < nyng  .AND.  il > nxlg )  THEN
     1152             IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il-1)   ) > 1  .AND.                           &
     1153                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il-1) ) > 1  .AND.                           &
     1154                  ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il)   ) > 1  .AND.                           &
     1155                  ( zw( top_top_w(jl,il) ) - zw( top_top_w(jl+1,il-1) ) ) > 0.51_wp )              &
     1156             THEN
     1157                obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 7 )
     1158             ENDIF
     1159          ENDIF
     1160
     1161       ENDDO
     1162    ENDDO
     1163
     1164 END SUBROUTINE mas_create_obstacle_flags
     1165
     1166!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1167! Description:
     1168! ------------
     1169!> Write agent data in netCDF format
     1170!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1171 SUBROUTINE mas_data_output_agents( ftest )
     1172
     1173    USE control_parameters,                                                                        &
     1174        ONLY:  agt_time_count, biometeorology, end_time, message_string, multi_agent_system_end,   &
     1175               multi_agent_system_start
     1176
     1177    USE netcdf_interface,                                                                          &
     1178        ONLY:  nc_stat, id_set_agt, id_var_time_agt, id_var_agt, netcdf_handle_error
     1179
     1180    USE pegrid
     1181
     1182#if defined( __netcdf )
     1183    USE NETCDF
     1184#endif
     1185    USE mas_global_attributes,                                                                     &
     1186        ONLY:  dim_size_agtnum
     1187
     1188    IMPLICIT NONE
     1189
     1190#if defined( __parallel )
     1191    INTEGER(iwp) ::  agt_size !< Agent size in bytes
     1192    INTEGER(iwp) ::  n        !< counter (number of PEs)
     1193    INTEGER(iwp) ::  noa_rcv  !< received number of agents
     1194#endif
     1195    INTEGER(iwp) ::  dummy    !< dummy
     1196    INTEGER(iwp) ::  ii       !< counter (x)
     1197    INTEGER(iwp) ::  ip       !< counter (x)
     1198    INTEGER(iwp) ::  jp       !< counter (y)
     1199    INTEGER(iwp) ::  noa      !< number of agents
     1200    INTEGER(iwp) ::  out_noa  !< number of agents for output
     1201
     1202#if defined( __parallel )
     1203    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:numprocs-1) ::  noa_arr !< number of agents on each PE
     1204#endif
     1205!
     1206!-- SAVE attribute required to avoid compiler warning about pointer outlive the pointer target
     1207    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET, SAVE ::  trf_agents !< all agents on current PE
     1208#if defined( __parallel )
     1209    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET, SAVE ::  out_agents !< all agents in entire domain
     1210#endif
     1211
     1212    LOGICAL, INTENT (INOUT) :: ftest
     1213
     1214    LOGICAL, SAVE :: agt_dimension_exceeded = .FALSE.
     1215
     1216
     1217    CALL cpu_log( log_point_s(17), 'mas_data_output', 'start' )
     1218!
     1219!-- Get total number of agents and put all agents on one PE in one array
     1220    noa = 0
     1221    DO  ip = nxl, nxr
     1222       DO  jp = nys, nyn
     1223          noa  = noa  + agt_count(jp,ip)
     1224       ENDDO
     1225    ENDDO
     1226    IF ( noa > 0 )  THEN
     1227       ALLOCATE( trf_agents(1:noa) )
     1228       dummy = 1
    10651229       DO  ip = nxl, nxr
    10661230          DO  jp = nys, nyn
    1067              number_of_agents = number_of_agents + agt_count(jp,ip)
     1231             IF ( agt_count(jp,ip) == 0 )  CYCLE
     1232             agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:agt_count(jp,ip))
     1233             trf_agents(dummy:(dummy-1+agt_count(jp,ip))) = agents
     1234             dummy = dummy + agt_count(jp,ip)
    10681235          ENDDO
    10691236       ENDDO
    1070 !
    1071 !--    Calculate the number of agents of the total domain
     1237    ENDIF
    10721238#if defined( __parallel )
    1073        IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
    1074        CALL MPI_ALLREDUCE( number_of_agents, total_number_of_agents, 1, &
    1075        MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm2d, ierr )
     1239!
     1240!-- Gather all agents on PE0 for output
     1241    IF ( myid == 0 )  THEN
     1242       noa_arr(0) = noa
     1243!
     1244!--    Receive data from all other PEs.
     1245       DO  n = 1, numprocs-1
     1246           CALL MPI_RECV( noa_arr(n), 1, MPI_INTEGER, n, 0, comm2d, status, ierr )
     1247       ENDDO
     1248    ELSE
     1249       CALL MPI_SEND( noa, 1, MPI_INTEGER, 0, 0, comm2d, ierr )
     1250    ENDIF
     1251    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
     1252    agt_size = STORAGE_SIZE( zero_agent ) / 8
     1253    IF ( myid == 0 )  THEN
     1254!
     1255!--    Receive data from all other PEs.
     1256       out_noa = SUM( noa_arr )
     1257       IF ( out_noa > 0 )  THEN
     1258          ALLOCATE( out_agents(1:out_noa) )
     1259          IF ( noa > 0 )  THEN
     1260             out_agents(1:noa) = trf_agents
     1261          ENDIF
     1262          noa_rcv = noa
     1263          DO  n = 1, numprocs-1
     1264             IF ( noa_arr(n) > 0 )  THEN
     1265                CALL MPI_RECV( out_agents(noa_rcv+1), noa_arr(n) * agt_size, MPI_BYTE, n, 0,       &
     1266                               comm2d, status, ierr )
     1267                noa_rcv = noa_rcv + noa_arr(n)
     1268             ENDIF
     1269          ENDDO
     1270       ELSE
     1271          ALLOCATE( out_agents(1:2) )
     1272          out_agents = zero_agent
     1273          out_noa    = 2
     1274       ENDIF
     1275    ELSE
     1276       IF ( noa > 0 )  THEN
     1277          CALL MPI_SEND( trf_agents(1), noa*agt_size, MPI_BYTE, 0, 0, comm2d, ierr )
     1278       ENDIF
     1279    ENDIF
     1280!
     1281!-- A barrier has to be set, because otherwise some PEs may proceed too fast so that PE0 may receive
     1282!-- wrong data on tag 0.
     1283    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
     1284#endif
     1285    IF ( myid == 0 )  THEN
     1286#if defined( __parallel )
     1287       agents => out_agents
    10761288#else
    1077        total_number_of_agents = number_of_agents
     1289       agents => trf_agents
    10781290#endif
    10791291
    1080        RETURN
    1081 
    1082     END SUBROUTINE mas_create_agent
    1083 
    1084 !------------------------------------------------------------------------------!
     1292#if defined( __netcdf )
     1293!
     1294!--    Update maximum number of agents
     1295       maximum_number_of_agents = MAX(maximum_number_of_agents, out_noa)
     1296!
     1297!--       Output in netCDF format
     1298       IF ( ftest )  THEN
     1299!
     1300!--          First, define size of agent number dimension from amount of agents released, release
     1301!--          interval, time of agent simulation and max age of agents.
     1302          dim_size_agtnum = MIN( MIN( multi_agent_system_end, end_time )                           &
     1303                                    - multi_agent_system_start,                                    &
     1304                                 agent_maximum_age)
     1305
     1306          DO ii = 1, number_of_agent_groups
     1307             dim_size_agtnum = dim_size_agtnum                                                     &
     1308                                + ( FLOOR( ( asr(ii)-asl(ii) ) / adx(ii) ) + 1 )                   &
     1309                                * ( FLOOR( ( asn(ii)-ass(ii) ) / ady(ii) ) + 1 )                   &
     1310                                * ( FLOOR( dim_size_agtnum / dt_arel )     + 1 )                   &
     1311                                * dim_size_factor_agtnum
     1312             dim_size_agtnum = MIN( dim_size_agtnum, dim_size_agtnum_manual )
     1313          ENDDO
     1314          CALL check_open( 118 )
     1315       ENDIF
     1316
     1317!
     1318!--    Update the NetCDF time axis
     1319       agt_time_count = agt_time_count + 1
     1320
     1321       IF ( .NOT. agt_dimension_exceeded )  THEN
     1322!
     1323!--       If number of agents to be output exceeds dimension, set flag and print warning.
     1324          IF ( out_noa > dim_size_agtnum )  THEN
     1325
     1326             agt_dimension_exceeded = .TRUE.
     1327             WRITE( message_string, '(A,F11.1,2(A,I8))' )                                          &
     1328                                                  'Number of agents exceeds agent dimension.' //   &
     1329                                                  '&Starting at time_since_reference_point = ',    &
     1330                                                  time_since_reference_point,                      &
     1331                                                  ' s, &data may be missing.'//                    &
     1332                                                  '&Number of agents:     ', out_noa,              &
     1333                                                  '&Agent dimension size: ', dim_size_agtnum
     1334
     1335             CALL message( 'mas_data_output_agents', 'PA0420', 0, 1, 0, 6, 0 )
     1336
     1337          ENDIF
     1338       ENDIF
     1339
     1340!
     1341!--    Reduce number of output agents to dimension size, if necessary.
     1342       IF ( agt_dimension_exceeded )  THEN
     1343
     1344          out_noa = MIN( out_noa, dim_size_agtnum )
     1345
     1346       ENDIF
     1347
     1348       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_time_agt,                                        &
     1349                               (/ time_since_reference_point + agent_substep_time /),              &
     1350                               start = (/ agt_time_count /),                                       &
     1351                               count = (/ 1 /) )
     1352       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 1 )
     1353
     1354!
     1355!--       Output agent attributes
     1356
     1357       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(1), agents%id,                               &
     1358                               start = (/ 1, agt_time_count /),                                    &
     1359                               count = (/ out_noa /) )
     1360       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 2 )
     1361
     1362       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(2), agents%x,                                &
     1363                               start = (/ 1, agt_time_count /),                                    &
     1364                               count = (/ out_noa /) )
     1365       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 3 )
     1366
     1367       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(3), agents%y,                                &
     1368                               start = (/ 1, agt_time_count /),                                    &
     1369                               count = (/ out_noa /) )
     1370       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 4 )
     1371
     1372       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(4), agents%windspeed,                        &
     1373                               start = (/ 1, agt_time_count /),                                    &
     1374                               count = (/ out_noa /) )
     1375       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 5 )
     1376
     1377       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(5), agents%t,                                &
     1378                               start = (/ 1, agt_time_count /),                                    &
     1379                               count = (/ out_noa /) )
     1380       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 6 )
     1381
     1382       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(6), agents%group,                            &
     1383                               start = (/ 1, agt_time_count /),                                    &
     1384                               count = (/ out_noa /) )
     1385       CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 7 )
     1386
     1387
     1388       IF ( biometeorology )  THEN
     1389          nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(7), agents%ipt,                           &
     1390                                  start = (/ 1, agt_time_count /),                                 &
     1391                                  count = (/ out_noa /) )
     1392          CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 8 )
     1393       ENDIF
     1394
     1395
     1396
     1397!           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(8), agents%pm10,                         &
     1398!                                   start = (/ 1, agt_time_count /),                                &
     1399!                                   count = (/ out_noa /) )
     1400!           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 9 )
     1401!
     1402!           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(9), agents%pm25,                         &
     1403!                                   start = (/ 1, agt_time_count /),                                &
     1404!                                   count = (/ out_noa /) )
     1405!           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 10 )
     1406!
     1407!
     1408!           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(9), agents%uv,                           &
     1409!                                   start = (/ 1, agt_time_count /),                                &
     1410!                                   count = (/ out_noa /) )
     1411!           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 10 )
     1412
     1413       CALL cpu_log( log_point_s(17), 'mas_data_output', 'stop' )
     1414
     1415
     1416#endif
     1417
     1418#if defined( __parallel )
     1419       IF ( ALLOCATED( out_agents ) ) DEALLOCATE( out_agents )
     1420#endif
     1421    ELSE
     1422       CALL cpu_log( log_point_s(17), 'mas_data_output', 'stop' )
     1423    ENDIF
     1424
     1425    IF ( ALLOCATED( trf_agents ) ) DEALLOCATE( trf_agents )
     1426
     1427 END SUBROUTINE mas_data_output_agents
     1428
     1429#if defined( __parallel )
     1430!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    10851431! Description:
    10861432! ------------
    1087 !> Creates flags that indicate if a gridbox contains edges or corners. These
    1088 !> flags are used for agents to check if obstacles are close to them.
    1089 !------------------------------------------------------------------------------!
    1090     SUBROUTINE mas_create_obstacle_flags
    1091 
    1092        USE arrays_3d,                                                          &
    1093            ONLY:  zw
    1094 
    1095        IMPLICIT NONE
    1096 
    1097        INTEGER(iwp) ::  il
    1098        INTEGER(iwp) ::  jl
    1099 
    1100        ALLOCATE(obstacle_flags(nysg:nyng,nxlg:nxrg))
    1101 
    1102        obstacle_flags = 0
    1103 
    1104        DO il = nxlg, nxrg
    1105           DO jl = nysg, nyng
    1106 !
    1107 !--          Exclude cyclic topography boundary
    1108              IF ( il < 0 .OR. il > nx .OR. jl < 0 .OR. jl > ny ) CYCLE
    1109 !
    1110 !--          North edge
    1111              IF ( jl < nyng ) THEN
    1112                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il) ) > 1 .AND.       &
    1113                      ( zw( top_top_w(jl,il) ) -                                &
    1114                        zw( top_top_w(jl+1,il) ) ) > .51_wp )                   &
    1115                 THEN
    1116                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 0 )
     1433!> If an agent moves from one processor to another, this subroutine moves the corresponding elements
     1434!> from the agent arrays of the old grid cells to the agent arrays of the new grid cells.
     1435!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1436 SUBROUTINE mas_eh_add_agents_to_gridcell (agent_array)
     1437
     1438    IMPLICIT NONE
     1439
     1440    INTEGER(iwp) ::  aindex  !< dummy argument for new number of agents per grid box
     1441    INTEGER(iwp) ::  ip      !< grid index (x) of agent
     1442    INTEGER(iwp) ::  jp      !< grid index (x) of agent
     1443    INTEGER(iwp) ::  n       !< index variable of agent
     1444
     1445    LOGICAL ::  pack_done  !< flag to indicate that packing is done
     1446
     1447    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), INTENT(IN)  ::  agent_array  !< new agents in a grid box
     1448    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  temp_ns      !< temporary agent array for reallocation
     1449
     1450    pack_done     = .FALSE.
     1451
     1452    DO  n = 1, SIZE(agent_array)
     1453
     1454       IF ( .NOT. agent_array(n)%agent_mask )  CYCLE
     1455
     1456       ip = agent_array(n)%x * ddx
     1457       jp = agent_array(n)%y * ddy
     1458
     1459       IF ( ip >= nxl  .AND.  ip <= nxr  .AND.  jp >= nys  .AND.  jp <= nyn )  THEN ! agent stays on processor
     1460          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     1461          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     1462
     1463          aindex = agt_count(jp,ip)+1
     1464          IF( aindex > SIZE( grid_agents(jp,ip)%agents ) )  THEN
     1465             IF ( pack_done )  THEN
     1466                CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
     1467             ELSE
     1468                CALL mas_ps_pack
     1469                agt_count(jp,ip) = number_of_agents
     1470                aindex = agt_count(jp,ip)+1
     1471                IF ( aindex > SIZE( grid_agents(jp,ip)%agents ) )  THEN
     1472                   CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
     1473                ENDIF
     1474                pack_done = .TRUE.
     1475             ENDIF
     1476          ENDIF
     1477          grid_agents(jp,ip)%agents(aindex) = agent_array(n)
     1478          agt_count(jp,ip) = aindex
     1479       ELSE
     1480          IF ( jp <= nys - 1 )  THEN
     1481             nr_move_south = nr_move_south+1
     1482!
     1483!--          Before agent information is swapped to exchange-array, check if enough memory is
     1484!--          allocated. If required, reallocate exchange array.
     1485             IF ( nr_move_south > SIZE( move_also_south ) )  THEN
     1486!
     1487!--             At first, allocate further temporary array to swap agent information.
     1488                ALLOCATE( temp_ns( SIZE( move_also_south ) + nr_2_direction_move ) )
     1489                temp_ns(1:nr_move_south-1) = move_also_south(1:nr_move_south-1)
     1490                DEALLOCATE( move_also_south )
     1491                ALLOCATE( move_also_south( SIZE(temp_ns) ) )
     1492                move_also_south(1:nr_move_south-1) = temp_ns(1:nr_move_south-1)
     1493                DEALLOCATE( temp_ns )
     1494
     1495             ENDIF
     1496
     1497             move_also_south(nr_move_south) = agent_array(n)
     1498
     1499             IF ( jp == -1 )  THEN
     1500!
     1501!--             Apply boundary condition along y
     1502                IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
     1503                   move_also_south(nr_move_south)%y = move_also_south(nr_move_south)%y             &
     1504                                                      + ( ny + 1 ) * dy
     1505                   move_also_south(nr_move_south)%origin_y =                                       &
     1506                                                         move_also_south(nr_move_south)%origin_y   &
     1507                                                         + ( ny + 1 ) * dy
     1508                ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
     1509!
     1510!--                Agent absorption
     1511                   move_also_south(nr_move_south)%agent_mask = .FALSE.
     1512                   deleted_agents = deleted_agents + 1
     1513
    11171514                ENDIF
    11181515             ENDIF
    1119 !
    1120 !--          North right corner
    1121              IF ( jl < nyng .AND. il < nxrg ) THEN
    1122                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il) )   > 1 .AND.     &
    1123                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il+1) ) > 1 .AND.     &
    1124                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il+1) )   > 1 .AND.     &
    1125                      ( zw( top_top_w(jl,il) ) -                                &
    1126                        zw( top_top_w(jl+1,il+1) ) ) > .51_wp )                 &
    1127                 THEN
    1128                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 1 )
    1129                 ENDIF
     1516          ELSEIF ( jp >= nyn+1 )  THEN
     1517             nr_move_north = nr_move_north+1
     1518!
     1519!--          Before agent information is swapped to exchange-array, check  if enough memory is
     1520!--          allocated. If required, reallocate exchange array.
     1521             IF ( nr_move_north > SIZE( move_also_north ) )  THEN
     1522!
     1523!--             At first, allocate further temporary array to swap agent information.
     1524                ALLOCATE( temp_ns( SIZE( move_also_north ) + nr_2_direction_move ) )
     1525                temp_ns(1:nr_move_north-1) = move_also_south(1:nr_move_north-1)
     1526                DEALLOCATE( move_also_north )
     1527                ALLOCATE( move_also_north(SIZE(temp_ns)) )
     1528                move_also_north(1:nr_move_north-1) = temp_ns(1:nr_move_north-1)
     1529                DEALLOCATE( temp_ns )
     1530
    11301531             ENDIF
    1131 !
    1132 !--          Right edge
    1133              IF ( il < nxrg ) THEN
    1134                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il+1) ) > 1 .AND.       &
    1135                      ( zw( top_top_w(jl,il) ) -                                &
    1136                        zw( top_top_w(jl,il+1) ) ) > .51_wp )                   &
    1137                 THEN
    1138                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 2 )
    1139                 ENDIF
    1140              ENDIF
    1141 !
    1142 !--          South right corner
    1143              IF ( jl > nysg .AND. il < nxrg ) THEN
    1144                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il+1) )   > 1 .AND.     &
    1145                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il+1) ) > 1 .AND.     &
    1146                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il) )   > 1 .AND.     &
    1147                      ( zw(top_top_w(jl,il)) -                                  &
    1148                        zw( top_top_w(jl-1,il+1) ) ) > .51_wp )                 &
    1149                 THEN
    1150                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 3 )
    1151                 ENDIF
    1152              ENDIF
    1153 !
    1154 !--          South edge
    1155              IF ( jl > nysg ) THEN
    1156                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il) ) > 1 .AND.       &
    1157                      ( zw( top_top_w(jl,il) ) -                                &
    1158                        zw( top_top_w(jl-1,il) ) ) > .51_wp )                   &
    1159                 THEN
    1160                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 4 )
    1161                 ENDIF
    1162              ENDIF
    1163 !
    1164 !--          South left corner
    1165              IF ( jl > nysg .AND. il > nxlg ) THEN
    1166                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il) )   > 1 .AND.     &
    1167                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl-1,il-1) ) > 1 .AND.     &
    1168                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il-1) )   > 1 .AND.     &
    1169                      ( zw( top_top_w(jl,il) ) -                                &
    1170                        zw(top_top_w(jl-1,il-1) ) ) > .51_wp )                  &
    1171                 THEN
    1172                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 5 )
    1173                 ENDIF
    1174              ENDIF
    1175 !
    1176 !--          Left edge
    1177              IF ( il > nxlg ) THEN
    1178                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il-1) ) > 1 .AND.       &
    1179                      ( zw(top_top_w(jl,il) ) -                                 &
    1180                        zw(top_top_w(jl,il-1) ) ) > .51_wp )                 &
    1181                 THEN
    1182                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 6 )
    1183                 ENDIF
    1184              ENDIF
    1185 !
    1186 !--          North left corner
    1187              IF ( jl < nyng .AND. il > nxlg ) THEN
    1188                 IF ( ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl,il-1) )   > 1 .AND.     &
    1189                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il-1) ) > 1 .AND.     &
    1190                      ( top_top_s(jl,il) - top_top_s(jl+1,il) )   > 1 .AND.     &
    1191                      ( zw( top_top_w(jl,il) ) -                                &
    1192                        zw( top_top_w(jl+1,il-1) ) ) > .51_wp )                 &
    1193                 THEN
    1194                    obstacle_flags(jl,il) = IBSET( obstacle_flags(jl,il), 7 )
    1195                 ENDIF
    1196              ENDIF
    1197 
    1198           ENDDO
    1199        ENDDO
    1200 
    1201     END SUBROUTINE mas_create_obstacle_flags
    1202 
    1203 !------------------------------------------------------------------------------!
    1204 ! Description:
    1205 ! ------------
    1206 !> Write agent data in netCDF format
    1207 !------------------------------------------------------------------------------!
    1208     SUBROUTINE mas_data_output_agents( ftest )
    1209 
    1210        USE control_parameters,                                                 &
    1211            ONLY:  agt_time_count, biometeorology, end_time, message_string,    &
    1212                   multi_agent_system_end, multi_agent_system_start
    1213 
    1214        USE netcdf_interface,                                                   &
    1215            ONLY:  nc_stat, id_set_agt, id_var_time_agt,        &
    1216                   id_var_agt, netcdf_handle_error
    1217 
    1218        USE pegrid
    1219 
    1220 #if defined( __netcdf )
    1221        USE NETCDF
    1222 #endif
    1223        USE mas_global_attributes,                                              &
    1224            ONLY:  dim_size_agtnum
    1225 
    1226        IMPLICIT NONE
    1227 
    1228 #if defined( __parallel )
    1229        INTEGER(iwp) ::  agt_size !< Agent size in bytes
    1230        INTEGER(iwp) ::  n        !< counter (number of PEs)
    1231        INTEGER(iwp) ::  noa_rcv  !< received number of agents
    1232 #endif
    1233        INTEGER(iwp) ::  dummy    !< dummy
    1234        INTEGER(iwp) ::  ii       !< counter (x)
    1235        INTEGER(iwp) ::  ip       !< counter (x)
    1236        INTEGER(iwp) ::  jp       !< counter (y)
    1237        INTEGER(iwp) ::  noa      !< number of agents
    1238        INTEGER(iwp) ::  out_noa  !< number of agents for output
    1239 
    1240 #if defined( __parallel )
    1241        INTEGER(iwp), DIMENSION(0:numprocs-1) ::  noa_arr !< number of agents on each PE
    1242 #endif
    1243 !
    1244 !--    SAVE attribute required to avoid compiler warning about pointer outlive the pointer target
    1245        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET, SAVE ::  trf_agents !< all agents on current PE
    1246 #if defined( __parallel )
    1247        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET, SAVE ::  out_agents !< all agents in entire domain
    1248 #endif
    1249 
    1250        LOGICAL, INTENT (INOUT) :: ftest
    1251 
    1252        LOGICAL, SAVE :: agt_dimension_exceeded = .FALSE.
    1253 
    1254        CALL cpu_log( log_point_s(17), 'mas_data_output', 'start' )
    1255 !
    1256 !--    Get total number of agents and put all agents on one PE in one array
    1257        noa = 0
    1258        DO  ip = nxl, nxr
    1259           DO  jp = nys, nyn
    1260              noa  = noa  + agt_count(jp,ip)
    1261           ENDDO
    1262        ENDDO
    1263        IF(noa > 0) THEN
    1264           ALLOCATE(trf_agents(1:noa))
    1265           dummy = 1
    1266           DO  ip = nxl, nxr
    1267              DO  jp = nys, nyn
    1268                 IF ( agt_count(jp,ip) == 0 ) CYCLE
    1269                 agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:agt_count(jp,ip))
    1270                 trf_agents(dummy:(dummy-1+agt_count(jp,ip))) = agents
    1271                 dummy = dummy + agt_count(jp,ip)
    1272              ENDDO
    1273           ENDDO
    1274        ENDIF
    1275 #if defined( __parallel )
    1276 !
    1277 !--    Gather all agents on PE0 for output
    1278        IF ( myid == 0 )  THEN
    1279           noa_arr(0) = noa
    1280 !
    1281 !--       Receive data from all other PEs.
    1282           DO  n = 1, numprocs-1
    1283               CALL MPI_RECV( noa_arr(n), 1, MPI_INTEGER,                       &
    1284                               n, 0, comm2d, status, ierr )
    1285           ENDDO
    1286        ELSE
    1287           CALL MPI_SEND( noa, 1, MPI_INTEGER, 0, 0, comm2d, ierr )
    1288        ENDIF
    1289        CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
    1290        agt_size = STORAGE_SIZE(zero_agent)/8
    1291        IF ( myid == 0 )  THEN
    1292 !
    1293 !--       Receive data from all other PEs.
    1294           out_noa = SUM(noa_arr)
    1295           IF ( out_noa > 0 ) THEN
    1296              ALLOCATE( out_agents(1:out_noa) )
    1297              IF ( noa > 0 ) THEN
    1298                 out_agents(1:noa) = trf_agents
    1299              ENDIF
    1300              noa_rcv = noa
    1301              DO n = 1, numprocs-1
    1302                 IF ( noa_arr(n) > 0 ) THEN
    1303                    CALL MPI_RECV( out_agents(noa_rcv+1), noa_arr(n)*agt_size,  &
    1304                                   MPI_BYTE, n, 0, comm2d, status, ierr )
    1305                    noa_rcv = noa_rcv + noa_arr(n)
    1306                 ENDIF
    1307              ENDDO
    1308           ELSE
    1309              ALLOCATE( out_agents(1:2) )
    1310              out_agents = zero_agent
    1311              out_noa    = 2
    1312           ENDIF
    1313        ELSE
    1314           IF ( noa > 0 ) THEN
    1315              CALL MPI_SEND( trf_agents(1), noa*agt_size, MPI_BYTE, 0, 0,       &
    1316                                         comm2d, ierr )
    1317           ENDIF
    1318        ENDIF
    1319 !
    1320 !--    A barrier has to be set, because otherwise some PEs may
    1321 !--    proceed too fast so that PE0 may receive wrong data on
    1322 !--    tag 0
    1323        CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
    1324 #endif
    1325        IF ( myid == 0 ) THEN
    1326 #if defined( __parallel )
    1327           agents => out_agents
    1328 #else
    1329           agents => trf_agents
    1330 #endif
    1331 
    1332 #if defined( __netcdf )
    1333 !
    1334 !--       Update maximum number of agents
    1335           maximum_number_of_agents = MAX(maximum_number_of_agents, out_noa)
    1336 !
    1337 !--       Output in netCDF format
    1338           IF ( ftest ) THEN
    1339 !
    1340 !--          First, define size of agent number dimension from amount of agents
    1341 !--          released, release interval, time of agent simulation and max
    1342 !--          age of agents
    1343              dim_size_agtnum = MIN( MIN( multi_agent_system_end, end_time )    &
    1344                                        - multi_agent_system_start,             &
    1345                                     agent_maximum_age)
    1346 
    1347              DO ii = 1, number_of_agent_groups
    1348                 dim_size_agtnum = dim_size_agtnum                              &
    1349                                 + (FLOOR( ( asr(ii)-asl(ii) ) / adx(ii) ) + 1) &
    1350                                 * (FLOOR( ( asn(ii)-ass(ii) ) / ady(ii) ) + 1) &
    1351                                 * (FLOOR( dim_size_agtnum / dt_arel )     + 1) &
    1352                                 * dim_size_factor_agtnum
    1353                 dim_size_agtnum = MIN( dim_size_agtnum, dim_size_agtnum_manual )
    1354              ENDDO
    1355              CALL check_open( 118 )
    1356           ENDIF
    1357 
    1358 !
    1359 !--       Update the NetCDF time axis
    1360           agt_time_count = agt_time_count + 1
    1361 
    1362           IF ( .NOT. agt_dimension_exceeded ) THEN
    1363 !
    1364 !--          if number of agents to be output exceeds dimension, set flag and
    1365 !--          print warning
    1366              IF ( out_noa > dim_size_agtnum ) THEN
    1367 
    1368                 agt_dimension_exceeded = .TRUE.
    1369                 WRITE(message_string,'(A,F11.1,2(A,I8))')                      &
    1370                                 'Number of agents exceeds agent dimension.' // &
    1371                                 '&Starting at time_since_reference_point = ',  &
    1372                                 time_since_reference_point,                    &
    1373                                 ' s, &data may be missing.'//                  &
    1374                                 '&Number of agents:     ', out_noa,            &
    1375                                 '&Agent dimension size: ', dim_size_agtnum
    1376 
    1377                 CALL message( 'mas_data_output_agents',                        &
    1378                               'PA0420', 0, 1, 0, 6, 0 )
    1379 
    1380              ENDIF
    1381           ENDIF
    1382 
    1383 !
    1384 !--       reduce number of output agents to dimension size, if necessary
    1385           IF ( agt_dimension_exceeded ) THEN
    1386 
    1387              out_noa = MIN( out_noa, dim_size_agtnum )
    1388 
    1389           ENDIF
    1390 
    1391           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_time_agt,                 &
    1392                                   (/ time_since_reference_point + agent_substep_time /),            &
    1393                                   start = (/ agt_time_count /),                &
    1394                                   count = (/ 1 /) )
    1395           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 1 )
    1396 
    1397 !
    1398 !--       Output agent attributes
    1399 
    1400           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(1), agents%id,        &
    1401                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1402                                   count = (/ out_noa /) )
    1403           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 2 )
    1404  
    1405           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(2), agents%x,         &
    1406                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1407                                   count = (/ out_noa /) )
    1408           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 3 )
    1409 
    1410           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(3), agents%y,         &
    1411                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1412                                   count = (/ out_noa /) )
    1413           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 4 )
    1414 
    1415           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(4), agents%windspeed, &
    1416                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1417                                   count = (/ out_noa /) )
    1418           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 5 )
    1419 
    1420           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(5), agents%t,         &
    1421                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1422                                   count = (/ out_noa /) )
    1423           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 6 )
    1424 
    1425           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(6), agents%group,     &
    1426                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1427                                   count = (/ out_noa /) )
    1428           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 7 )
    1429 
    1430 
    1431           IF ( biometeorology )  THEN
    1432              nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(7), agents%ipt,    &
    1433                                      start = (/ 1, agt_time_count /),          &
    1434                                      count = (/ out_noa /) )
    1435              CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 8 ) 
    1436           ENDIF
    1437          
    1438 
    1439          
    1440 !           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(8), agents%pm10,      &
    1441 !                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1442 !                                   count = (/ out_noa /) )
    1443 !           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 9 )
    1444 !
    1445 !           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(9), agents%pm25,      &
    1446 !                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1447 !                                   count = (/ out_noa /) )
    1448 !           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 10 )
    1449 !
    1450 !
    1451 !           nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_agt, id_var_agt(9), agents%uv,        &
    1452 !                                   start = (/ 1, agt_time_count /),             &
    1453 !                                   count = (/ out_noa /) )
    1454 !           CALL netcdf_handle_error( 'mas_data_output_agents', 10 )
    1455 
    1456           CALL cpu_log( log_point_s(17), 'mas_data_output', 'stop' )
    1457 
    1458 
    1459 #endif
    1460 
    1461 #if defined( __parallel )
    1462           IF ( ALLOCATED( out_agents ) ) DEALLOCATE( out_agents )
    1463 #endif
    1464        ELSE
    1465           CALL cpu_log( log_point_s(17), 'mas_data_output', 'stop' )
    1466        ENDIF
    1467 
    1468        IF ( ALLOCATED( trf_agents ) ) DEALLOCATE( trf_agents )
    1469 
    1470     END SUBROUTINE mas_data_output_agents
    1471 
    1472 #if defined( __parallel )
    1473 !------------------------------------------------------------------------------!
    1474 ! Description:
    1475 ! ------------
    1476 !> If an agent moves from one processor to another, this subroutine moves
    1477 !> the corresponding elements from the agent arrays of the old grid cells
    1478 !> to the agent arrays of the new grid cells.
    1479 !------------------------------------------------------------------------------!
    1480     SUBROUTINE mas_eh_add_agents_to_gridcell (agent_array)
    1481 
    1482        IMPLICIT NONE
    1483 
    1484        INTEGER(iwp) ::  aindex !< dummy argument for new number of agents per grid box
    1485        INTEGER(iwp) ::  ip     !< grid index (x) of agent
    1486        INTEGER(iwp) ::  jp     !< grid index (x) of agent
    1487        INTEGER(iwp) ::  n      !< index variable of agent
    1488 
    1489        LOGICAL ::  pack_done !< flag to indicate that packing is done
    1490 
    1491        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), INTENT(IN)  ::  agent_array !< new agents in a grid box
    1492        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  temp_ns     !< temporary agent array for reallocation
    1493 
    1494        pack_done     = .FALSE.
    1495 
    1496        DO n = 1, SIZE(agent_array)
    1497 
    1498           IF ( .NOT. agent_array(n)%agent_mask )  CYCLE
    1499 
    1500           ip = agent_array(n)%x * ddx
    1501           jp = agent_array(n)%y * ddy
    1502 
    1503           IF ( ip >= nxl  .AND.  ip <= nxr  .AND.                              &
    1504                jp >= nys  .AND.  jp <= nyn )  &
    1505           THEN ! agent stays on processor
    1506              number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    1507              agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    1508 
    1509              aindex = agt_count(jp,ip)+1
    1510              IF( aindex > SIZE(grid_agents(jp,ip)%agents) )  THEN
    1511                 IF ( pack_done )  THEN
    1512                    CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
    1513                 ELSE
    1514                    CALL mas_ps_pack
    1515                    agt_count(jp,ip) = number_of_agents
    1516                    aindex = agt_count(jp,ip)+1
    1517                    IF ( aindex > SIZE(grid_agents(jp,ip)%agents) )  THEN
    1518                       CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
    1519                    ENDIF
    1520                    pack_done = .TRUE.
    1521                 ENDIF
    1522              ENDIF
    1523              grid_agents(jp,ip)%agents(aindex) = agent_array(n)
    1524              agt_count(jp,ip) = aindex
    1525           ELSE
    1526              IF ( jp <= nys - 1 )  THEN
    1527                 nr_move_south = nr_move_south+1
    1528 !
    1529 !--             Before agent information is swapped to exchange-array, check
    1530 !--             if enough memory is allocated. If required, reallocate exchange
    1531 !--             array.
    1532                 IF ( nr_move_south > SIZE(move_also_south) )  THEN
    1533 !
    1534 !--                At first, allocate further temporary array to swap agent
    1535 !--                information.
    1536                    ALLOCATE( temp_ns(SIZE(move_also_south)+NR_2_direction_move))
    1537                    temp_ns(1:nr_move_south-1) = move_also_south                &
    1538                                                 (1:nr_move_south-1)
    1539                    DEALLOCATE( move_also_south )
    1540                    ALLOCATE( move_also_south(SIZE(temp_ns)) )
    1541                    move_also_south(1:nr_move_south-1) = temp_ns                &
    1542                                                         (1:nr_move_south-1)
    1543                    DEALLOCATE( temp_ns )
    1544 
    1545                 ENDIF
    1546 
    1547                 move_also_south(nr_move_south) = agent_array(n)
    1548 
    1549                 IF ( jp == -1 )  THEN
    1550 !
    1551 !--                Apply boundary condition along y
    1552                    IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
    1553                       move_also_south(nr_move_south)%y =                       &
    1554                                          move_also_south(nr_move_south)%y      &
    1555                                        + ( ny + 1 ) * dy
    1556                       move_also_south(nr_move_south)%origin_y =                &
    1557                                        move_also_south(nr_move_south)%origin_y &
    1558                                        + ( ny + 1 ) * dy
    1559                    ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
    1560 !
    1561 !--                   Agent absorption
    1562                       move_also_south(nr_move_south)%agent_mask = .FALSE.
    1563                       deleted_agents = deleted_agents + 1
    1564 
    1565                    ENDIF
    1566                 ENDIF
    1567              ELSEIF ( jp >= nyn+1 )  THEN
    1568                 nr_move_north = nr_move_north+1
    1569 !
    1570 !--             Before agent information is swapped to exchange-array, check
    1571 !--             if enough memory is allocated. If required, reallocate exchange
    1572 !--             array.
    1573                 IF ( nr_move_north > SIZE(move_also_north) )  THEN
    1574 !
    1575 !--                At first, allocate further temporary array to swap agent
    1576 !--                information.
    1577                    ALLOCATE( temp_ns(SIZE(move_also_north)+NR_2_direction_move))
    1578                    temp_ns(1:nr_move_north-1) =                                &
    1579                                 move_also_south(1:nr_move_north-1)
    1580                    DEALLOCATE( move_also_north )
    1581                    ALLOCATE( move_also_north(SIZE(temp_ns)) )
    1582                    move_also_north(1:nr_move_north-1) =                        &
    1583                                temp_ns(1:nr_move_north-1)
    1584                    DEALLOCATE( temp_ns )
    1585 
    1586                 ENDIF
    1587 
    1588                 move_also_north(nr_move_north) = agent_array(n)
    1589                 IF ( jp == ny+1 )  THEN
    1590 !
    1591 !--                Apply boundary condition along y
    1592                    IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
    1593 
    1594                       move_also_north(nr_move_north)%y =                       &
    1595                          move_also_north(nr_move_north)%y                      &
    1596                        - ( ny + 1 ) * dy
    1597                       move_also_north(nr_move_north)%origin_y =                &
    1598                          move_also_north(nr_move_north)%origin_y               &
    1599                        - ( ny + 1 ) * dy
    1600                    ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
    1601 !
    1602 !--                   Agent absorption
    1603                       move_also_north(nr_move_north)%agent_mask = .FALSE.
    1604                       deleted_agents = deleted_agents + 1
    1605 
    1606                    ENDIF
     1532
     1533             move_also_north(nr_move_north) = agent_array(n)
     1534             IF ( jp == ny+1 )  THEN
     1535!
     1536!--             Apply boundary condition along y
     1537                IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
     1538
     1539                   move_also_north(nr_move_north)%y = move_also_north(nr_move_north)%y             &
     1540                                                      - ( ny + 1 ) * dy
     1541                   move_also_north(nr_move_north)%origin_y =                                       &
     1542                                                        move_also_north(nr_move_north)%origin_y    &
     1543                                                        - ( ny + 1 ) * dy
     1544                ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
     1545!
     1546!--                Agent absorption
     1547                   move_also_north(nr_move_north)%agent_mask = .FALSE.
     1548                   deleted_agents = deleted_agents + 1
     1549
    16071550                ENDIF
    16081551             ENDIF
    16091552          ENDIF
    1610        ENDDO
    1611 
    1612        RETURN
    1613 
    1614     END SUBROUTINE mas_eh_add_agents_to_gridcell
     1553       ENDIF
     1554    ENDDO
     1555
     1556    RETURN
     1557
     1558 END SUBROUTINE mas_eh_add_agents_to_gridcell
    16151559#endif
    16161560
    16171561
    16181562#if defined( __parallel )
    1619 !------------------------------------------------------------------------------!
     1563!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    16201564! Description:
    16211565! ------------
    1622 !> After ghost layer agents have been received from neighboring PEs, this
    1623 !> subroutine sorts them into the corresponding grid cells
    1624 !------------------------------------------------------------------------------!
    1625     SUBROUTINE mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell (agent_array)
    1626 
    1627        IMPLICIT NONE
    1628 
    1629        INTEGER(iwp) ::  ip     !< grid index (x) of agent
    1630        INTEGER(iwp) ::  jp     !< grid index (x) of agent
    1631        INTEGER(iwp) ::  n      !< index variable of agent
    1632        INTEGER(iwp) ::  aindex !< dummy argument for new number of agents per grid box
    1633 
    1634        LOGICAL ::  pack_done !< flag to indicate that packing is done
    1635 
    1636        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), INTENT(IN)  ::  agent_array !< new agents in a grid box
    1637 
    1638        pack_done     = .FALSE.
    1639 
    1640        DO n = 1, SIZE(agent_array)
    1641 
    1642           IF ( .NOT. agent_array(n)%agent_mask )  CYCLE
    1643 
    1644           ip = agent_array(n)%x * ddx
    1645           jp = agent_array(n)%y * ddy
    1646 
    1647           IF ( ip < nxl  .OR.  ip > nxr  .OR.  jp < nys  .OR.  jp > nyn ) THEN
    1648              number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    1649              agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    1650 
    1651              aindex = agt_count(jp,ip)+1
    1652              IF( aindex > SIZE(grid_agents(jp,ip)%agents) )  THEN
    1653                 IF ( pack_done )  THEN
     1566!> After ghost layer agents have been received from neighboring PEs, this subroutine sorts them into
     1567!> the corresponding grid cells
     1568!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1569 SUBROUTINE mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell (agent_array)
     1570
     1571    IMPLICIT NONE
     1572
     1573    INTEGER(iwp) ::  aindex  !< dummy argument for new number of agents per grid box
     1574    INTEGER(iwp) ::  ip      !< grid index (x) of agent
     1575    INTEGER(iwp) ::  jp      !< grid index (x) of agent
     1576    INTEGER(iwp) ::  n       !< index variable of agent
     1577
     1578    LOGICAL ::  pack_done  !< flag to indicate that packing is done
     1579
     1580    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), INTENT(IN)  ::  agent_array  !< new agents in a grid box
     1581
     1582    pack_done     = .FALSE.
     1583
     1584    DO  n = 1, SIZE(agent_array)
     1585
     1586       IF ( .NOT. agent_array(n)%agent_mask )  CYCLE
     1587
     1588       ip = agent_array(n)%x * ddx
     1589       jp = agent_array(n)%y * ddy
     1590
     1591       IF ( ip < nxl  .OR.  ip > nxr  .OR.  jp < nys  .OR.  jp > nyn )  THEN
     1592          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     1593          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     1594
     1595          aindex = agt_count(jp,ip)+1
     1596          IF( aindex > SIZE( grid_agents(jp,ip)%agents ) )  THEN
     1597             IF ( pack_done )  THEN
     1598                CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
     1599             ELSE
     1600                CALL mas_ps_pack
     1601                agt_count(jp,ip) = number_of_agents
     1602                aindex = agt_count(jp,ip)+1
     1603                IF ( aindex > SIZE( grid_agents(jp,ip)%agents ) )  THEN
    16541604                   CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
    1655                 ELSE
    1656                    CALL mas_ps_pack
    1657                    agt_count(jp,ip) = number_of_agents
    1658                    aindex = agt_count(jp,ip)+1
    1659                    IF ( aindex > SIZE(grid_agents(jp,ip)%agents) )  THEN
    1660                       CALL mas_eh_realloc_agents_array (ip,jp)
    1661                    ENDIF
    1662                    pack_done = .TRUE.
    16631605                ENDIF
     1606                pack_done = .TRUE.
    16641607             ENDIF
    1665              grid_agents(jp,ip)%agents(aindex) = agent_array(n)
    1666              agt_count(jp,ip) = aindex
    16671608          ENDIF
    1668        ENDDO
    1669     END SUBROUTINE mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell
     1609          grid_agents(jp,ip)%agents(aindex) = agent_array(n)
     1610          agt_count(jp,ip) = aindex
     1611       ENDIF
     1612    ENDDO
     1613 END SUBROUTINE mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell
    16701614#endif
    16711615
    1672 !------------------------------------------------------------------------------!
     1616!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    16731617! Description:
    16741618! ------------
    16751619!> Resizing of agent arrays
    1676 !------------------------------------------------------------------------------!
    1677     SUBROUTINE mas_eh_dealloc_agents_array
    1678 
    1679        IMPLICIT NONE
    1680 
    1681        INTEGER(iwp) ::  i         !< grid index (x) of agent
    1682        INTEGER(iwp) ::  j         !< grid index (y) of agent
    1683        INTEGER(iwp) ::  old_size  !< old array size
    1684        INTEGER(iwp) ::  new_size  !< new array size
    1685        INTEGER(iwp) ::  noa       !< number of agents
    1686 
    1687        LOGICAL ::  dealloc  !< flag that indicates if reallocation is necessary
    1688 
    1689        TYPE(agent_type), DIMENSION(10) ::  tmp_agents_s !< temporary static agent array
    1690 
    1691        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tmp_agents_d !< temporary dynamic agent array
    1692 
    1693        DO  i = nxlg, nxrg
    1694           DO  j = nysg, nyng
    1695 !
    1696 !--          Determine number of active agents
    1697              noa = agt_count(j,i)
    1698 !
    1699 !--          Determine allocated memory size
    1700              old_size = SIZE( grid_agents(j,i)%agents )
    1701 !
    1702 !--          Check for large unused memory
    1703              dealloc = ( ( noa < min_nr_agent .AND. old_size  > min_nr_agent ) &
    1704                     .OR. ( noa > min_nr_agent .AND. old_size - noa *           &
    1705                          ( 1.0_wp + 0.01_wp * alloc_factor_mas ) > 0.0_wp ) )
    1706 !
    1707 !--          If large unused memory was found, resize the corresponding array
    1708              IF ( dealloc )  THEN
    1709                 IF ( noa < min_nr_agent )  THEN
    1710                    new_size = min_nr_agent
    1711                 ELSE
    1712                    new_size = INT( noa * ( 1.0_wp +                            &
    1713                                             0.01_wp * alloc_factor_mas ) )
    1714                 ENDIF
    1715 
    1716                 IF ( noa <= 10 )  THEN
    1717 
    1718                    tmp_agents_s(1:noa) = grid_agents(j,i)%agents(1:noa)
    1719 
    1720                    DEALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents)
    1721                    ALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents(1:new_size))
    1722 
    1723                    grid_agents(j,i)%agents(1:noa)          = tmp_agents_s(1:noa)
    1724                    grid_agents(j,i)%agents(noa+1:new_size) = zero_agent
    1725 
    1726                 ELSE
    1727 
    1728                    ALLOCATE(tmp_agents_d(noa))
    1729                    tmp_agents_d(1:noa) = grid_agents(j,i)%agents(1:noa)
    1730 
    1731                    DEALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents)
    1732                    ALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents(new_size))
    1733 
    1734                    grid_agents(j,i)%agents(1:noa)          = tmp_agents_d(1:noa)
    1735                    grid_agents(j,i)%agents(noa+1:new_size) = zero_agent
    1736 
    1737                    DEALLOCATE(tmp_agents_d)
    1738 
    1739                 ENDIF
    1740 
     1620!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1621 SUBROUTINE mas_eh_dealloc_agents_array
     1622
     1623    IMPLICIT NONE
     1624
     1625    INTEGER(iwp) ::  i         !< grid index (x) of agent
     1626    INTEGER(iwp) ::  j         !< grid index (y) of agent
     1627    INTEGER(iwp) ::  new_size  !< new array size
     1628    INTEGER(iwp) ::  noa       !< number of agents
     1629    INTEGER(iwp) ::  old_size  !< old array size
     1630
     1631    LOGICAL ::  dealloc  !< flag that indicates if reallocation is necessary
     1632
     1633    TYPE(agent_type), DIMENSION(10) ::  tmp_agents_s  !< temporary static agent array
     1634
     1635    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  tmp_agents_d  !< temporary dynamic agent array
     1636
     1637    DO  i = nxlg, nxrg
     1638       DO  j = nysg, nyng
     1639!
     1640!--       Determine number of active agents
     1641          noa = agt_count(j,i)
     1642!
     1643!--       Determine allocated memory size
     1644          old_size = SIZE( grid_agents(j,i)%agents )
     1645!
     1646!--       Check for large unused memory
     1647          dealloc = ( ( noa < min_nr_agent .AND. old_size  > min_nr_agent )  .OR.                  &
     1648                      ( noa > min_nr_agent .AND.                                                   &
     1649                        old_size - noa * ( 1.0_wp + 0.01_wp * alloc_factor_mas ) > 0.0_wp )        &
     1650                    )
     1651!
     1652!--       If large unused memory was found, resize the corresponding array
     1653          IF ( dealloc )  THEN
     1654             IF ( noa < min_nr_agent )  THEN
     1655                new_size = min_nr_agent
     1656             ELSE
     1657                new_size = INT( noa * ( 1.0_wp + 0.01_wp * alloc_factor_mas ) )
    17411658             ENDIF
    1742           ENDDO
     1659
     1660             IF ( noa <= 10 )  THEN
     1661
     1662                tmp_agents_s(1:noa) = grid_agents(j,i)%agents(1:noa)
     1663
     1664                DEALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents)
     1665                ALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents(1:new_size))
     1666
     1667                grid_agents(j,i)%agents(1:noa)          = tmp_agents_s(1:noa)
     1668                grid_agents(j,i)%agents(noa+1:new_size) = zero_agent
     1669
     1670             ELSE
     1671
     1672                ALLOCATE(tmp_agents_d(noa))
     1673                tmp_agents_d(1:noa) = grid_agents(j,i)%agents(1:noa)
     1674
     1675                DEALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents)
     1676                ALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents(new_size))
     1677
     1678                grid_agents(j,i)%agents(1:noa)          = tmp_agents_d(1:noa)
     1679                grid_agents(j,i)%agents(noa+1:new_size) = zero_agent
     1680
     1681                DEALLOCATE(tmp_agents_d)
     1682
     1683             ENDIF
     1684
     1685          ENDIF
    17431686       ENDDO
    1744 
    1745     END SUBROUTINE mas_eh_dealloc_agents_array
    1746 
    1747 !------------------------------------------------------------------------------!
     1687    ENDDO
     1688
     1689 END SUBROUTINE mas_eh_dealloc_agents_array
     1690
     1691!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    17481692! Description:
    17491693! ------------
    17501694!> Exchange between subdomains.
    1751 !> As soon as one agent has moved beyond the boundary of the domain, it
    1752 !> is included in the relevant transfer arrays and marked for subsequent
    1753 !> deletion on this PE.
    1754 !> First sweep for crossings in x direction. Find out first the number of
    1755 !> agents to be transferred and allocate temporary arrays needed to store
    1756 !> them.
    1757 !> For a one-dimensional decomposition along y, no transfer is necessary,
    1758 !> because the agent remains on the PE, but the agent coordinate has to
    1759 !> be adjusted.
    1760 !------------------------------------------------------------------------------!
    1761     SUBROUTINE mas_eh_exchange_horiz
    1762 
    1763        IMPLICIT NONE
    1764 
    1765        INTEGER(iwp) ::  ip               !< index variable along x
    1766        INTEGER(iwp) ::  jp               !< index variable along y
    1767        INTEGER(iwp) ::  n                !< agent index variable
     1695!> As soon as one agent has moved beyond the boundary of the domain, it is included in the relevant
     1696!> transfer arrays and marked for subsequent deletion on this PE.
     1697!> First sweep for crossings in x direction. Find out first the number of agents to be transferred
     1698!> and allocate temporary arrays needed to store them.
     1699!> For a one-dimensional decomposition along y, no transfer is necessary, because the agent remains
     1700!> on the PE, but the agent coordinate has to be adjusted.
     1701!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     1702 SUBROUTINE mas_eh_exchange_horiz
     1703
     1704    IMPLICIT NONE
     1705
     1706    INTEGER(iwp) ::  ip               !< index variable along x
     1707    INTEGER(iwp) ::  jp               !< index variable along y
     1708    INTEGER(iwp) ::  n                !< agent index variable
    17681709
    17691710#if defined( __parallel )
    17701711
    1771        INTEGER(iwp) ::  i                !< grid index (x) of agent positition
    1772        INTEGER(iwp) ::  j                !< grid index (y) of agent positition
    1773        INTEGER(iwp) ::  par_size         !< Agent size in bytes
    1774 
    1775        INTEGER(iwp) ::  trla_count       !< number of agents send to left PE
    1776        INTEGER(iwp) ::  trla_count_recv  !< number of agents receive from right PE
    1777        INTEGER(iwp) ::  trna_count       !< number of agents send to north PE
    1778        INTEGER(iwp) ::  trna_count_recv  !< number of agents receive from south PE
    1779        INTEGER(iwp) ::  trra_count       !< number of agents send to right PE
    1780        INTEGER(iwp) ::  trra_count_recv  !< number of agents receive from left PE
    1781        INTEGER(iwp) ::  trsa_count       !< number of agents send to south PE
    1782        INTEGER(iwp) ::  trsa_count_recv  !< number of agents receive from north PE
    1783 
    1784        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvla  !< agents received from right PE
    1785        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvna  !< agents received from south PE
    1786        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvra  !< agents received from left PE
    1787        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvsa  !< agents received from north PE
    1788        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trla  !< agents send to left PE
    1789        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trna  !< agents send to north PE
    1790        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trra  !< agents send to right PE
    1791        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trsa  !< agents send to south PE
    1792 
    1793 !
    1794 !--    Exchange between subdomains.
    1795 !--    As soon as one agent has moved beyond the boundary of the domain, it
    1796 !--    is included in the relevant transfer arrays and marked for subsequent
    1797 !--    deletion on this PE.
    1798 !--    First sweep for crossings in x direction. Find out first the number of
    1799 !--    agents to be transferred and allocate temporary arrays needed to store
    1800 !--    them.
    1801 !--    For a one-dimensional decomposition along y, no transfer is necessary,
    1802 !--    because the agent remains on the PE, but the agent coordinate has to
    1803 !--    be adjusted.
    1804        trla_count  = 0
    1805        trra_count  = 0
    1806 
    1807        trla_count_recv   = 0
    1808        trra_count_recv   = 0
    1809 
    1810        IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
    1811 !
    1812 !--       First calculate the storage necessary for sending and receiving the data.
    1813 !--       Compute only first (nxl) and last (nxr) loop iterration.
    1814           DO  ip = nxl, nxr, nxr - nxl
    1815              DO  jp = nys, nyn
    1816 
    1817                 number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    1818                 IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    1819                 agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    1820                 DO  n = 1, number_of_agents
    1821                    IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
    1822                       i = agents(n)%x * ddx
    1823 !
    1824 !--                   Above calculation does not work for indices less than zero
    1825                       IF ( agents(n)%x < 0.0_wp )  i = -1
    1826 
    1827                       IF ( i < nxl )  THEN
    1828                          trla_count = trla_count + 1
    1829                       ELSEIF ( i > nxr )  THEN
    1830                          trra_count = trra_count + 1
    1831                       ENDIF
    1832                    ENDIF
    1833                 ENDDO
    1834 
    1835              ENDDO
    1836           ENDDO
    1837 
    1838           IF ( trla_count  == 0 )  trla_count  = 1
    1839           IF ( trra_count  == 0 )  trra_count  = 1
    1840 
    1841           ALLOCATE( trla(trla_count), trra(trra_count) )
    1842 
    1843           trla = zero_agent
    1844           trra = zero_agent
    1845 
    1846           trla_count  = 0
    1847           trra_count  = 0
    1848 
    1849        ENDIF
    1850 !
    1851 !--    Compute only first (nxl) and last (nxr) loop iterration
    1852        DO  ip = nxl, nxr, nxr-nxl
     1712    INTEGER(iwp) ::  i                !< grid index (x) of agent positition
     1713    INTEGER(iwp) ::  j                !< grid index (y) of agent positition
     1714    INTEGER(iwp) ::  par_size         !< Agent size in bytes
     1715
     1716    INTEGER(iwp) ::  trla_count       !< number of agents send to left PE
     1717    INTEGER(iwp) ::  trla_count_recv  !< number of agents receive from right PE
     1718    INTEGER(iwp) ::  trna_count       !< number of agents send to north PE
     1719    INTEGER(iwp) ::  trna_count_recv  !< number of agents receive from south PE
     1720    INTEGER(iwp) ::  trra_count       !< number of agents send to right PE
     1721    INTEGER(iwp) ::  trra_count_recv  !< number of agents receive from left PE
     1722    INTEGER(iwp) ::  trsa_count       !< number of agents send to south PE
     1723    INTEGER(iwp) ::  trsa_count_recv  !< number of agents receive from north PE
     1724
     1725    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvla  !< agents received from right PE
     1726    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvna  !< agents received from south PE
     1727    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvra  !< agents received from left PE
     1728    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  rvsa  !< agents received from north PE
     1729    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trla  !< agents send to left PE
     1730    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trna  !< agents send to north PE
     1731    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trra  !< agents send to right PE
     1732    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  trsa  !< agents send to south PE
     1733
     1734!
     1735!-- Exchange between subdomains.
     1736!-- As soon as one agent has moved beyond the boundary of the domain, it is included in the relevant
     1737!-- transfer arrays and marked for subsequent deletion on this PE.
     1738!-- First sweep for crossings in x direction. Find out first the number of agents to be transferred
     1739!-- and allocate temporary arrays needed to store them.
     1740!-- For a one-dimensional decomposition along y, no transfer is necessary, because the agent remains
     1741!-- on the PE, but the agent coordinate has to be adjusted.
     1742    trla_count  = 0
     1743    trra_count  = 0
     1744
     1745    trla_count_recv   = 0
     1746    trra_count_recv   = 0
     1747
     1748    IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
     1749!
     1750!--    First calculate the storage necessary for sending and receiving the data.
     1751!--    Compute only first (nxl) and last (nxr) loop iterration.
     1752       DO  ip = nxl, nxr, nxr - nxl
    18531753          DO  jp = nys, nyn
    1854              number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    1855              IF ( number_of_agents <= 0 ) CYCLE
    1856              agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    1857              DO  n = 1, number_of_agents
    1858 !
    1859 !--             Only those agents that have not been marked as 'deleted' may
    1860 !--             be moved.
    1861                 IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
    1862 
    1863                    i = agents(n)%x * ddx
    1864 !
    1865 !--                Above calculation does not work for indices less than zero
    1866                    IF ( agents(n)%x < 0.0_wp )  i = -1
    1867 
    1868                    IF ( i <  nxl )  THEN
    1869                       IF ( i < 0 )  THEN
    1870 !
    1871 !--                      Apply boundary condition along x
    1872                          IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
    1873 !
    1874 !--                         Cyclic condition
    1875                             IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
    1876                                agents(n)%x        = ( nx + 1 ) * dx +          &
    1877                                                     agents(n)%x
    1878                                agents(n)%origin_x = ( nx + 1 ) * dx +          &
    1879                                                     agents(n)%origin_x
    1880                             ELSE
    1881                                trla_count         = trla_count + 1
    1882                                trla(trla_count)   = agents(n)
    1883                                trla(trla_count)%x = ( nx + 1 ) * dx +          &
    1884                                                     trla(trla_count)%x
    1885                                trla(trla_count)%origin_x =                     &
    1886                                                 trla(trla_count)%origin_x +    &
    1887                                                 ( nx + 1 ) * dx
    1888                                agents(n)%agent_mask  = .FALSE.
    1889                                deleted_agents = deleted_agents + 1
    1890 
    1891                                IF ( trla(trla_count)%x >=                      &
    1892                                         (nx + 1)* dx - 1.0E-12_wp )            &
    1893                                THEN
    1894                                   trla(trla_count)%x = trla(trla_count)%x -    &
    1895                                                    1.0E-10_wp
    1896                                   trla(trla_count)%origin_x =                  &
    1897                                                    trla(trla_count)%origin_x - 1
    1898                                ENDIF
    1899 
    1900                             ENDIF
    1901 
    1902                          ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
    1903 !
    1904 !--                         Agent absorption
    1905                             agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    1906                             deleted_agents = deleted_agents + 1
    1907 
    1908                          ENDIF
    1909                       ELSE
    1910 !
    1911 !--                      Store agent data in the transfer array, which will be
    1912 !--                      send to the neighbouring PE
    1913                          trla_count = trla_count + 1
    1914                          trla(trla_count) = agents(n)
    1915                          agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    1916                          deleted_agents = deleted_agents + 1
    1917 
    1918                       ENDIF
    1919 
    1920                    ELSEIF ( i > nxr )  THEN
    1921                       IF ( i > nx )  THEN
    1922 !
    1923 !--                      Apply boundary condition along x
    1924                          IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
    1925 !
    1926 !--                         Cyclic condition
    1927                             IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
    1928                                agents(n)%x = agents(n)%x - ( nx + 1 ) * dx
    1929                                agents(n)%origin_x = agents(n)%origin_x - &
    1930                                ( nx + 1 ) * dx
    1931                             ELSE
    1932                                trra_count = trra_count + 1
    1933                                trra(trra_count) = agents(n)
    1934                                trra(trra_count)%x = trra(trra_count)%x -       &
    1935                                                     ( nx + 1 ) * dx
    1936                                trra(trra_count)%origin_x =                     &
    1937                                                    trra(trra_count)%origin_x - &
    1938                                                    ( nx + 1 ) * dx
    1939                                agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    1940                                deleted_agents = deleted_agents + 1
    1941 
    1942                             ENDIF
    1943 
    1944                          ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
    1945 !
    1946 !--                         Agent absorption
    1947                             agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    1948                             deleted_agents = deleted_agents + 1
    1949 
    1950                          ENDIF
    1951                       ELSE
    1952 !
    1953 !--                      Store agent data in the transfer array, which will be send
    1954 !--                      to the neighbouring PE
    1955                          trra_count = trra_count + 1
    1956                          trra(trra_count) = agents(n)
    1957                          agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    1958                          deleted_agents = deleted_agents + 1
    1959 
    1960                       ENDIF
    1961 
    1962                    ENDIF
    1963                 ENDIF
    1964 
    1965              ENDDO
    1966           ENDDO
    1967        ENDDO
    1968 
    1969 !
    1970 !--    Allocate arrays required for north-south exchange, as these
    1971 !--    are used directly after agents are exchange along x-direction.
    1972        ALLOCATE( move_also_north(1:NR_2_direction_move) )
    1973        ALLOCATE( move_also_south(1:NR_2_direction_move) )
    1974 
    1975        nr_move_north = 0
    1976        nr_move_south = 0
    1977 !
    1978 !--    Send left boundary, receive right boundary (but first exchange how many
    1979 !--    and chec if agent storage must be extended)
    1980        IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
    1981 
    1982           CALL MPI_SENDRECV( trla_count,      1, MPI_INTEGER, pleft,  0, &
    1983                              trra_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pright, 0, &
    1984                              comm2d, status, ierr )
    1985 
    1986           ALLOCATE(rvra(MAX(1,trra_count_recv)))
    1987 !
    1988 !--       This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit
    1989 !--       variables in structure agent_type (due to the calculation of par_size)
    1990           par_size = STORAGE_SIZE(trla(1))/8
    1991           CALL MPI_SENDRECV( trla, max(1,trla_count)*par_size, MPI_BYTE, pleft,&
    1992                     1, rvra, max(1,trra_count_recv)*par_size, MPI_BYTE, pright,&
    1993                              1, comm2d, status, ierr )
    1994 
    1995           IF ( trra_count_recv > 0 ) THEN
    1996              CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvra(1:trra_count_recv))
    1997           ENDIF
    1998 
    1999           DEALLOCATE(rvra)
    2000 
    2001 !
    2002 !--       Send right boundary, receive left boundary
    2003           CALL MPI_SENDRECV( trra_count,      1, MPI_INTEGER, pright, 0,       &
    2004                              trla_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pleft,  0,       &
    2005                              comm2d, status, ierr )
    2006 
    2007           ALLOCATE(rvla(MAX(1,trla_count_recv)))
    2008 !
    2009 !--       This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit
    2010 !--       variables in structure agent_type (due to the calculation of par_size)
    2011           par_size = STORAGE_SIZE(trra(1))/8
    2012           CALL MPI_SENDRECV( trra, max(1,trra_count)*par_size, MPI_BYTE,       &
    2013                              pright, 1, rvla,                                  &
    2014                              max(1,trla_count_recv)*par_size, MPI_BYTE,        &
    2015                              pleft, 1, comm2d, status, ierr )
    2016 
    2017           IF ( trla_count_recv > 0 ) THEN
    2018              CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvla(1:trla_count_recv))
    2019           ENDIF
    2020 
    2021           DEALLOCATE( rvla )
    2022           DEALLOCATE( trla, trra )
    2023 
    2024        ENDIF
    2025 
    2026 !
    2027 !--    Check whether agents have crossed the boundaries in y direction. Note
    2028 !--    that this case can also apply to agents that have just been received
    2029 !--    from the adjacent right or left PE.
    2030 !--    Find out first the number of agents to be transferred and allocate
    2031 !--    temporary arrays needed to store them.
    2032 !--    For a one-dimensional decomposition along y, no transfer is necessary,
    2033 !--    because the agent remains on the PE.
    2034        trsa_count  = nr_move_south
    2035        trna_count  = nr_move_north
    2036 
    2037        trsa_count_recv   = 0
    2038        trna_count_recv   = 0
    2039 
    2040        IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
    2041 !
    2042 !--       First calculate the storage necessary for sending and receiving the
    2043 !--       data
    2044           DO  ip = nxl, nxr
    2045              DO  jp = nys, nyn, nyn-nys    !compute only first (nys) and last (nyn) loop iterration
    2046                 number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2047                 IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2048                 agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2049                 DO  n = 1, number_of_agents
    2050                    IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
    2051                       j = agents(n)%y * ddy
    2052 !
    2053 !--                   Above calculation does not work for indices less than zero
    2054                       IF ( agents(n)%y < 0.0_wp )  j = -1
    2055 
    2056                       IF ( j < nys )  THEN
    2057                          trsa_count = trsa_count + 1
    2058                       ELSEIF ( j > nyn )  THEN
    2059                          trna_count = trna_count + 1
    2060                       ENDIF
    2061                    ENDIF
    2062                 ENDDO
    2063              ENDDO
    2064           ENDDO
    2065 
    2066           IF ( trsa_count  == 0 )  trsa_count  = 1
    2067           IF ( trna_count  == 0 )  trna_count  = 1
    2068 
    2069           ALLOCATE( trsa(trsa_count), trna(trna_count) )
    2070 
    2071           trsa = zero_agent
    2072           trna = zero_agent
    2073 
    2074           trsa_count  = nr_move_south
    2075           trna_count  = nr_move_north
    2076 
    2077           trsa(1:nr_move_south) = move_also_south(1:nr_move_south)
    2078           trna(1:nr_move_north) = move_also_north(1:nr_move_north)
    2079 
    2080        ENDIF
    2081 
    2082        DO  ip = nxl, nxr
    2083           DO  jp = nys, nyn, nyn-nys ! compute only first (nys) and last (nyn) loop iterration
     1754
    20841755             number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    20851756             IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    20861757             agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    20871758             DO  n = 1, number_of_agents
    2088 !
    2089 !--             Only those agents that have not been marked as 'deleted' may
    2090 !--             be moved.
    20911759                IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
    2092 
    2093                    j = agents(n)%y * ddy
     1760                   i = agents(n)%x * ddx
    20941761!
    20951762!--                Above calculation does not work for indices less than zero
    2096                    IF ( agents(n)%y < 0.0_wp * dy )  j = -1
    2097 
    2098                    IF ( j < nys )  THEN
    2099                       IF ( j < 0 )  THEN
    2100 !
    2101 !--                      Apply boundary condition along y
    2102                          IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
    2103 !
    2104 !--                         Cyclic condition
    2105                             IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
    2106                                agents(n)%y = ( ny + 1 ) * dy + agents(n)%y
    2107                                agents(n)%origin_y = ( ny + 1 ) * dy +          &
    2108                                                      agents(n)%origin_y
    2109                             ELSE
    2110                                trsa_count         = trsa_count + 1
    2111                                trsa(trsa_count)   = agents(n)
    2112                                trsa(trsa_count)%y = ( ny + 1 ) * dy +          &
    2113                                                  trsa(trsa_count)%y
    2114                                trsa(trsa_count)%origin_y =                     &
    2115                                                   trsa(trsa_count)%origin_y    &
    2116                                                 + ( ny + 1 ) * dy
    2117                                agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    2118                                deleted_agents = deleted_agents + 1
    2119 
    2120                                IF ( trsa(trsa_count)%y >=                      &
    2121                                                     (ny+1)* dy - 1.0E-12_wp )  &
    2122                                THEN
    2123                                   trsa(trsa_count)%y = trsa(trsa_count)%y -    &
    2124                                                        1.0E-10_wp
    2125                                   trsa(trsa_count)%origin_y =                  &
    2126                                                   trsa(trsa_count)%origin_y - 1
    2127                                ENDIF
    2128 
     1763                   IF ( agents(n)%x < 0.0_wp )  i = -1
     1764
     1765                   IF ( i < nxl )  THEN
     1766                      trla_count = trla_count + 1
     1767                   ELSEIF ( i > nxr )  THEN
     1768                      trra_count = trra_count + 1
     1769                   ENDIF
     1770                ENDIF
     1771             ENDDO
     1772
     1773          ENDDO
     1774       ENDDO
     1775
     1776       IF ( trla_count  == 0 )  trla_count  = 1
     1777       IF ( trra_count  == 0 )  trra_count  = 1
     1778
     1779       ALLOCATE( trla(trla_count), trra(trra_count) )
     1780
     1781       trla = zero_agent
     1782       trra = zero_agent
     1783
     1784       trla_count  = 0
     1785       trra_count  = 0
     1786
     1787    ENDIF
     1788!
     1789!-- Compute only first (nxl) and last (nxr) loop iterration
     1790    DO  ip = nxl, nxr, nxr-nxl
     1791       DO  jp = nys, nyn
     1792          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     1793          IF ( number_of_agents <= 0 ) CYCLE
     1794          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     1795          DO  n = 1, number_of_agents
     1796!
     1797!--          Only those agents that have not been marked as 'deleted' may be moved.
     1798             IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
     1799
     1800                i = agents(n)%x * ddx
     1801!
     1802!--             Above calculation does not work for indices less than zero
     1803                IF ( agents(n)%x < 0.0_wp )  i = -1
     1804
     1805                IF ( i <  nxl )  THEN
     1806                   IF ( i < 0 )  THEN
     1807!
     1808!--                   Apply boundary condition along x
     1809                      IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
     1810!
     1811!--                      Cyclic condition
     1812                         IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
     1813                            agents(n)%x        = ( nx + 1 ) * dx + agents(n)%x
     1814                            agents(n)%origin_x = ( nx + 1 ) * dx + agents(n)%origin_x
     1815                         ELSE
     1816                            trla_count         = trla_count + 1
     1817                            trla(trla_count)   = agents(n)
     1818                            trla(trla_count)%x = ( nx + 1 ) * dx + trla(trla_count)%x
     1819                            trla(trla_count)%origin_x = trla(trla_count)%origin_x + ( nx + 1 ) * dx
     1820                            agents(n)%agent_mask  = .FALSE.
     1821                            deleted_agents = deleted_agents + 1
     1822
     1823                            IF ( trla(trla_count)%x >= (nx + 1)* dx - 1.0E-12_wp )  THEN
     1824                               trla(trla_count)%x = trla(trla_count)%x - 1.0E-10_wp
     1825                               trla(trla_count)%origin_x = trla(trla_count)%origin_x - 1
    21291826                            ENDIF
    21301827
    2131                          ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
    2132 !
    2133 !--                         Agent absorption
    2134                             agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    2135                             deleted_agents          = deleted_agents + 1
    2136 
    21371828                         ENDIF
    2138                       ELSE
    2139 !
    2140 !--                      Store agent data in the transfer array, which will
    2141 !--                      be send to the neighbouring PE
    2142                          trsa_count = trsa_count + 1
    2143                          trsa(trsa_count) = agents(n)
     1829
     1830                      ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
     1831!
     1832!--                      Agent absorption
    21441833                         agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    21451834                         deleted_agents = deleted_agents + 1
    21461835
    21471836                      ENDIF
    2148 
    2149                    ELSEIF ( j > nyn )  THEN
    2150                       IF ( j > ny )  THEN
    2151 !
    2152 !--                      Apply boundary condition along y
    2153                          IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
    2154 !
    2155 !--                         Cyclic condition
    2156                             IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
    2157                                agents(n)%y        = agents(n)%y -              &
    2158                                                     ( ny + 1 ) * dy
    2159                                agents(n)%origin_y = agents(n)%origin_y -       &
    2160                                                     ( ny + 1 ) * dy
    2161                             ELSE
    2162                                trna_count         = trna_count + 1
    2163                                trna(trna_count)   = agents(n)
    2164                                trna(trna_count)%y =                            &
    2165                                           trna(trna_count)%y - ( ny + 1 ) * dy
    2166                                trna(trna_count)%origin_y =                     &
    2167                                          trna(trna_count)%origin_y -           &
    2168                                          ( ny + 1 ) * dy
    2169                                agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    2170                                deleted_agents          = deleted_agents + 1
    2171                             ENDIF
    2172 
    2173                          ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
    2174 !
    2175 !--                         Agent absorption
     1837                   ELSE
     1838!
     1839!--                   Store agent data in the transfer array, which will be send to the neighbouring
     1840!--                   PE.
     1841                      trla_count = trla_count + 1
     1842                      trla(trla_count) = agents(n)
     1843                      agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     1844                      deleted_agents = deleted_agents + 1
     1845
     1846                   ENDIF
     1847
     1848                ELSEIF ( i > nxr )  THEN
     1849                   IF ( i > nx )  THEN
     1850!
     1851!--                   Apply boundary condition along x
     1852                      IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
     1853!
     1854!--                      Cyclic condition
     1855                         IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
     1856                            agents(n)%x = agents(n)%x - ( nx + 1 ) * dx
     1857                            agents(n)%origin_x = agents(n)%origin_x - ( nx + 1 ) * dx
     1858                         ELSE
     1859                            trra_count = trra_count + 1
     1860                            trra(trra_count) = agents(n)
     1861                            trra(trra_count)%x = trra(trra_count)%x - ( nx + 1 ) * dx
     1862                            trra(trra_count)%origin_x = trra(trra_count)%origin_x - ( nx + 1 ) * dx
    21761863                            agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    21771864                            deleted_agents = deleted_agents + 1
    21781865
    21791866                         ENDIF
    2180                       ELSE
    2181 !
    2182 !--                      Store agent data in the transfer array, which will
    2183 !--                      be send to the neighbouring PE
    2184                          trna_count = trna_count + 1
    2185                          trna(trna_count) = agents(n)
     1867
     1868                      ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
     1869!
     1870!--                      Agent absorption
    21861871                         agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    21871872                         deleted_agents = deleted_agents + 1
    21881873
    21891874                      ENDIF
    2190 
     1875                   ELSE
     1876!
     1877!--                   Store agent data in the transfer array, which will be send to the neighbouring
     1878!--                   PE.
     1879                      trra_count = trra_count + 1
     1880                      trra(trra_count) = agents(n)
     1881                      agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     1882                      deleted_agents = deleted_agents + 1
     1883
     1884                   ENDIF
     1885
     1886                ENDIF
     1887             ENDIF
     1888
     1889          ENDDO
     1890       ENDDO
     1891    ENDDO
     1892
     1893!
     1894!-- Allocate arrays required for north-south exchange, as these are used directly after agents are
     1895!-- exchange along x-direction.
     1896    ALLOCATE( move_also_north(1:nr_2_direction_move) )
     1897    ALLOCATE( move_also_south(1:nr_2_direction_move) )
     1898
     1899    nr_move_north = 0
     1900    nr_move_south = 0
     1901!
     1902!-- Send left boundary, receive right boundary (but first exchange how many and check if agent
     1903!-- storage must be extended).
     1904    IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
     1905
     1906       CALL MPI_SENDRECV( trla_count,      1, MPI_INTEGER, pleft,  0,                              &
     1907                          trra_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pright, 0,                              &
     1908                          comm2d, status, ierr )
     1909
     1910       ALLOCATE( rvra(MAX( 1,trra_count_recv )) )
     1911!
     1912!--    This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit variables in structure
     1913!--    agent_type (due to the calculation of par_size)
     1914       par_size = STORAGE_SIZE( trla(1) ) / 8
     1915       CALL MPI_SENDRECV( trla, MAX( 1, trla_count ) * par_size,     MPI_BYTE, pleft,  1,          &
     1916                          rvra, MAX( 1, trra_count_recv )* par_size, MPI_BYTE, pright, 1,          &
     1917                          comm2d, status, ierr )
     1918
     1919       IF ( trra_count_recv > 0 )  THEN
     1920          CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvra(1:trra_count_recv))
     1921       ENDIF
     1922
     1923       DEALLOCATE(rvra)
     1924
     1925!
     1926!--    Send right boundary, receive left boundary
     1927       CALL MPI_SENDRECV( trra_count,      1, MPI_INTEGER, pright, 0,                              &
     1928                          trla_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pleft,  0,                              &
     1929                          comm2d, status, ierr )
     1930
     1931       ALLOCATE(rvla(MAX(1,trla_count_recv)))
     1932!
     1933!--    This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit variables in structure
     1934!--    agent_type (due to the calculation of par_size)
     1935       par_size = STORAGE_SIZE(trra(1))/8
     1936       CALL MPI_SENDRECV( trra, MAX( 1, trra_count ) * par_size,   MPI_BYTE, pright, 1,            &
     1937                          rvla, MAX(1,trla_count_recv) * par_size, MPI_BYTE,  pleft, 1,            &
     1938                          comm2d, status, ierr )
     1939
     1940       IF ( trla_count_recv > 0 )  THEN
     1941          CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvla(1:trla_count_recv))
     1942       ENDIF
     1943
     1944       DEALLOCATE( rvla )
     1945       DEALLOCATE( trla, trra )
     1946
     1947    ENDIF
     1948
     1949!
     1950!-- Check whether agents have crossed the boundaries in y direction. Note that this case can also
     1951!-- apply to agents that have just been received from the adjacent right or left PE.
     1952!-- Find out first the number of agents to be transferred and allocate temporary arrays needed to
     1953!-- store them.
     1954!-- For a one-dimensional decomposition along y, no transfer is necessary, because the agent remains
     1955!-- on the PE.
     1956    trsa_count  = nr_move_south
     1957    trna_count  = nr_move_north
     1958
     1959    trsa_count_recv   = 0
     1960    trna_count_recv   = 0
     1961
     1962    IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
     1963!
     1964!--    First calculate the storage necessary for sending and receiving the data.
     1965       DO  ip = nxl, nxr
     1966          DO  jp = nys, nyn, nyn-nys    ! compute only first (nys) and last (nyn) loop iterration
     1967             number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     1968             IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     1969             agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     1970             DO  n = 1, number_of_agents
     1971                IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
     1972                   j = agents(n)%y * ddy
     1973!
     1974!--                Above calculation does not work for indices less than zero
     1975                   IF ( agents(n)%y < 0.0_wp )  j = -1
     1976
     1977                   IF ( j < nys )  THEN
     1978                      trsa_count = trsa_count + 1
     1979                   ELSEIF ( j > nyn )  THEN
     1980                      trna_count = trna_count + 1
    21911981                   ENDIF
    21921982                ENDIF
     
    21951985       ENDDO
    21961986
    2197 !
    2198 !--    Send front boundary, receive back boundary (but first exchange how many
    2199 !--    and chec if agent storage must be extended)
    2200        IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
    2201 
    2202           CALL MPI_SENDRECV( trsa_count,      1, MPI_INTEGER, psouth, 0,       &
    2203                              trna_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,       &
    2204                              comm2d, status, ierr )
    2205 
    2206           ALLOCATE(rvna(MAX(1,trna_count_recv)))
    2207 !
    2208 !--       This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit
    2209 !--       variables in structure agent_type (due to the calculation of par_size)
    2210           par_size = STORAGE_SIZE(trsa(1))/8
    2211           CALL MPI_SENDRECV( trsa, trsa_count*par_size, MPI_BYTE,              &
    2212                              psouth, 1, rvna,                                  &
    2213                              trna_count_recv*par_size, MPI_BYTE, pnorth, 1,    &
    2214                              comm2d, status, ierr )
    2215 
    2216           IF ( trna_count_recv  > 0 ) THEN
    2217              CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvna(1:trna_count_recv))
    2218           ENDIF
    2219 
    2220           DEALLOCATE(rvna)
    2221 
    2222 !
    2223 !--       Send back boundary, receive front boundary
    2224           CALL MPI_SENDRECV( trna_count,      1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,       &
    2225                              trsa_count_recv, 1, MPI_INTEGER, psouth, 0,       &
    2226                              comm2d, status, ierr )
    2227 
    2228           ALLOCATE(rvsa(MAX(1,trsa_count_recv)))
    2229 !
    2230 !--       This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit
    2231 !--       variables in structure agent_type (due to the calculation of par_size)
    2232           par_size = STORAGE_SIZE(trna(1))/8
    2233           CALL MPI_SENDRECV( trna, trna_count*par_size, MPI_BYTE,              &
    2234                              pnorth, 1, rvsa,                                  &
    2235                              trsa_count_recv*par_size, MPI_BYTE, psouth, 1,    &
    2236                              comm2d, status, ierr )
    2237 
    2238           IF ( trsa_count_recv > 0 ) THEN
    2239              CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvsa(1:trsa_count_recv))
    2240           ENDIF
    2241 
    2242           DEALLOCATE(rvsa)
    2243 
    2244           number_of_agents = number_of_agents + trsa_count_recv
    2245 
    2246           DEALLOCATE( trsa, trna )
    2247 
    2248        ENDIF
    2249 
    2250        DEALLOCATE( move_also_north )
    2251        DEALLOCATE( move_also_south )
    2252 
    2253 !
    2254 !--    Accumulate the number of agents transferred between the subdomains)
    2255        CALL mas_eh_ghost_exchange
    2256 
    2257 #else
    2258 
    2259        DO  ip = nxl, nxr, nxr-nxl
    2260           DO  jp = nys, nyn
    2261              number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2262              IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2263              agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2264              DO  n = 1, number_of_agents
    2265 !
    2266 !--             Apply boundary conditions
    2267                 IF ( agents(n)%x < 0.0_wp )  THEN
    2268 
    2269                    IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
    2270 !
    2271 !--                   Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
    2272                       agents(n)%x = ( nx + 1 ) * dx + agents(n)%x
    2273                       agents(n)%origin_x = ( nx + 1 ) * dx + &
    2274                                   agents(n)%origin_x
    2275                    ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
    2276 !
    2277 !--                   Agent absorption
     1987       IF ( trsa_count  == 0 )  trsa_count  = 1
     1988       IF ( trna_count  == 0 )  trna_count  = 1
     1989
     1990       ALLOCATE( trsa(trsa_count), trna(trna_count) )
     1991
     1992       trsa = zero_agent
     1993       trna = zero_agent
     1994
     1995       trsa_count  = nr_move_south
     1996       trna_count  = nr_move_north
     1997
     1998       trsa(1:nr_move_south) = move_also_south(1:nr_move_south)
     1999       trna(1:nr_move_north) = move_also_north(1:nr_move_north)
     2000
     2001    ENDIF
     2002
     2003    DO  ip = nxl, nxr
     2004       DO  jp = nys, nyn, nyn-nys ! compute only first (nys) and last (nyn) loop iterration
     2005          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2006          IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2007          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2008          DO  n = 1, number_of_agents
     2009!
     2010!--          Only those agents that have not been marked as 'deleted' may be moved.
     2011             IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
     2012
     2013                j = agents(n)%y * ddy
     2014!
     2015!--             Above calculation does not work for indices less than zero
     2016                IF ( agents(n)%y < 0.0_wp * dy )  j = -1
     2017
     2018                IF ( j < nys )  THEN
     2019                   IF ( j < 0 )  THEN
     2020!
     2021!--                   Apply boundary condition along y
     2022                      IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
     2023!
     2024!--                      Cyclic condition
     2025                         IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
     2026                            agents(n)%y = ( ny + 1 ) * dy + agents(n)%y
     2027                            agents(n)%origin_y = ( ny + 1 ) * dy + agents(n)%origin_y
     2028                         ELSE
     2029                            trsa_count         = trsa_count + 1
     2030                            trsa(trsa_count)   = agents(n)
     2031                            trsa(trsa_count)%y = ( ny + 1 ) * dy + trsa(trsa_count)%y
     2032                            trsa(trsa_count)%origin_y = trsa(trsa_count)%origin_y + ( ny + 1 ) * dy
     2033                            agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2034                            deleted_agents = deleted_agents + 1
     2035
     2036                            IF ( trsa(trsa_count)%y >= (ny+1)* dy - 1.0E-12_wp )  THEN
     2037                               trsa(trsa_count)%y = trsa(trsa_count)%y - 1.0E-10_wp
     2038                               trsa(trsa_count)%origin_y = trsa(trsa_count)%origin_y - 1
     2039                            ENDIF
     2040
     2041                         ENDIF
     2042
     2043                      ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
     2044!
     2045!--                      Agent absorption
     2046                         agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2047                         deleted_agents          = deleted_agents + 1
     2048
     2049                      ENDIF
     2050                   ELSE
     2051!
     2052!--                   Store agent data in the transfer array, which will be send to the neighbouring
     2053!--                   PE.
     2054                      trsa_count = trsa_count + 1
     2055                      trsa(trsa_count) = agents(n)
    22782056                      agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    22792057                      deleted_agents = deleted_agents + 1
     2058
    22802059                   ENDIF
    22812060
    2282                 ELSEIF ( agents(n)%x >= ( nx + 1 ) * dx )  THEN
    2283 
    2284                    IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
    2285 !
    2286 !--                   Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
    2287                       agents(n)%x = agents(n)%x - ( nx + 1 ) * dx
    2288 
    2289                    ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
    2290 !
    2291 !--                   Agent absorption
     2061                ELSEIF ( j > nyn )  THEN
     2062                   IF ( j > ny )  THEN
     2063!
     2064!--                   Apply boundary condition along y
     2065                      IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
     2066!
     2067!--                      Cyclic condition
     2068                         IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
     2069                            agents(n)%y        = agents(n)%y        - ( ny + 1 ) * dy
     2070                            agents(n)%origin_y = agents(n)%origin_y - ( ny + 1 ) * dy
     2071                         ELSE
     2072                            trna_count         = trna_count + 1
     2073                            trna(trna_count)   = agents(n)
     2074                            trna(trna_count)%y = trna(trna_count)%y - ( ny + 1 ) * dy
     2075                            trna(trna_count)%origin_y = trna(trna_count)%origin_y - ( ny + 1 ) * dy
     2076                            agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2077                            deleted_agents          = deleted_agents + 1
     2078                         ENDIF
     2079
     2080                      ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
     2081!
     2082!--                      Agent absorption
     2083                         agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2084                         deleted_agents = deleted_agents + 1
     2085
     2086                      ENDIF
     2087                   ELSE
     2088!
     2089!--                   Store agent data in the transfer array, which will be send to the neighbouring
     2090!--                   PE
     2091                      trna_count = trna_count + 1
     2092                      trna(trna_count) = agents(n)
    22922093                      agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    22932094                      deleted_agents = deleted_agents + 1
     2095
    22942096                   ENDIF
    22952097
     2098                ENDIF
     2099             ENDIF
     2100          ENDDO
     2101       ENDDO
     2102    ENDDO
     2103
     2104!
     2105!-- Send front boundary, receive back boundary (but first exchange how many and check if agent
     2106!-- storage must be extended).
     2107    IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
     2108
     2109       CALL MPI_SENDRECV( trsa_count,      1, MPI_INTEGER, psouth, 0,                              &
     2110                          trna_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,                              &
     2111                          comm2d, status, ierr )
     2112
     2113       ALLOCATE( rvna( MAX( 1, trna_count_recv )) )
     2114!
     2115!--    This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit variables in structure
     2116!--    agent_type (due to the calculation of par_size)
     2117       par_size = STORAGE_SIZE(trsa(1))/8
     2118       CALL MPI_SENDRECV( trsa, trsa_count * par_size,      MPI_BYTE, psouth, 1,                   &
     2119                          rvna, trna_count_recv * par_size, MPI_BYTE, pnorth, 1,                   &
     2120                          comm2d, status, ierr )
     2121
     2122       IF ( trna_count_recv  > 0 )  THEN
     2123          CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvna(1:trna_count_recv))
     2124       ENDIF
     2125
     2126       DEALLOCATE( rvna )
     2127
     2128!
     2129!--    Send back boundary, receive front boundary
     2130       CALL MPI_SENDRECV( trna_count,      1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,                              &
     2131                          trsa_count_recv, 1, MPI_INTEGER, psouth, 0,                              &
     2132                          comm2d, status, ierr )
     2133
     2134       ALLOCATE( rvsa( MAX( 1, trsa_count_recv )) )
     2135!
     2136!--    This MPI_SENDRECV should work even with odd mixture on 32 and 64 Bit variables in structure
     2137!--    agent_type (due to the calculation of par_size)
     2138       par_size = STORAGE_SIZE( trna(1) ) / 8
     2139       CALL MPI_SENDRECV( trna, trna_count * par_size,      MPI_BYTE, pnorth, 1,                   &
     2140                          rvsa, trsa_count_recv * par_size, MPI_BYTE, psouth, 1,                   &
     2141                          comm2d, status, ierr )
     2142
     2143       IF ( trsa_count_recv > 0 )  THEN
     2144          CALL mas_eh_add_agents_to_gridcell(rvsa(1:trsa_count_recv))
     2145       ENDIF
     2146
     2147       DEALLOCATE( rvsa )
     2148
     2149       number_of_agents = number_of_agents + trsa_count_recv
     2150
     2151       DEALLOCATE( trsa, trna )
     2152
     2153    ENDIF
     2154
     2155    DEALLOCATE( move_also_north )
     2156    DEALLOCATE( move_also_south )
     2157
     2158!
     2159!-- Accumulate the number of agents transferred between the subdomains)
     2160    CALL mas_eh_ghost_exchange
     2161
     2162#else
     2163
     2164    DO  ip = nxl, nxr, nxr-nxl
     2165       DO  jp = nys, nyn
     2166          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2167          IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2168          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2169          DO  n = 1, number_of_agents
     2170!
     2171!--          Apply boundary conditions
     2172             IF ( agents(n)%x < 0.0_wp )  THEN
     2173
     2174                IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
     2175!
     2176!--                Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
     2177                   agents(n)%x = ( nx + 1 ) * dx + agents(n)%x
     2178                   agents(n)%origin_x = ( nx + 1 ) * dx + agents(n)%origin_x
     2179                ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
     2180!
     2181!--                Agent absorption
     2182                   agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2183                   deleted_agents = deleted_agents + 1
     2184                ENDIF
     2185
     2186             ELSEIF ( agents(n)%x >= ( nx + 1 ) * dx )  THEN
     2187
     2188                IF ( ibc_mas_lr == 0 )  THEN
     2189!
     2190!--                Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
     2191                   agents(n)%x = agents(n)%x - ( nx + 1 ) * dx
     2192
     2193                ELSEIF ( ibc_mas_lr == 1 )  THEN
     2194!
     2195!--                Agent absorption
     2196                   agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2197                   deleted_agents = deleted_agents + 1
     2198                ENDIF
     2199
     2200             ENDIF
     2201          ENDDO
     2202       ENDDO
     2203    ENDDO
     2204
     2205    DO  ip = nxl, nxr
     2206       DO  jp = nys, nyn, nyn-nys
     2207          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2208          IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2209          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2210          DO  n = 1, number_of_agents
     2211
     2212             IF ( agents(n)%y < 0.0_wp )  THEN
     2213
     2214                IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
     2215!
     2216!--                Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
     2217                   agents(n)%y = ( ny + 1 ) * dy + agents(n)%y
     2218                   agents(n)%origin_y = ( ny + 1 ) * dy + &
     2219                        agents(n)%origin_y
     2220
     2221                ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
     2222!
     2223!--                Agent absorption
     2224                   agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2225                   deleted_agents = deleted_agents + 1
     2226                ENDIF
     2227
     2228             ELSEIF ( agents(n)%y >= ( ny + 0.5_wp ) * dy )  THEN
     2229
     2230                IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
     2231!
     2232!--                Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
     2233                   agents(n)%y = agents(n)%y - ( ny + 1 ) * dy
     2234
     2235                ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
     2236!
     2237!--                Agent absorption
     2238                   agents(n)%agent_mask = .FALSE.
     2239                   deleted_agents = deleted_agents + 1
     2240                ENDIF
     2241
     2242             ENDIF
     2243
     2244          ENDDO
     2245       ENDDO
     2246    ENDDO
     2247#endif
     2248
     2249 END SUBROUTINE mas_eh_exchange_horiz
     2250
     2251
     2252#if defined( __parallel )
     2253!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2254! Description:
     2255! ------------
     2256!> Sends the agents from the three gridcells closest to the north/south/left/right border of a PE to
     2257!> the corresponding neighbors ghost layer (which is three grid boxes deep)
     2258!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2259 SUBROUTINE mas_eh_ghost_exchange
     2260
     2261    IMPLICIT NONE
     2262
     2263    INTEGER(iwp) ::  agt_size    !< Bit size of agent datatype
     2264    INTEGER(iwp) ::  ghla_count  !< ghost points left agent
     2265    INTEGER(iwp) ::  ghna_count  !< ghost points north agent
     2266    INTEGER(iwp) ::  ghra_count  !< ghost points right agent
     2267    INTEGER(iwp) ::  ghsa_count  !< ghost points south agent
     2268    INTEGER(iwp) ::  ip          !< index variable along x
     2269    INTEGER(iwp) ::  jp          !< index variable along y
     2270
     2271    LOGICAL ::  ghla_empty      !< ghost points left agent
     2272    LOGICAL ::  ghla_empty_rcv  !< ghost points left agent
     2273    LOGICAL ::  ghna_empty      !< ghost points north agent
     2274    LOGICAL ::  ghna_empty_rcv  !< ghost points north agent
     2275    LOGICAL ::  ghra_empty      !< ghost points right agent
     2276    LOGICAL ::  ghra_empty_rcv  !< ghost points right agent
     2277    LOGICAL ::  ghsa_empty      !< ghost points south agent
     2278    LOGICAL ::  ghsa_empty_rcv  !< ghost points south agent
     2279
     2280    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghla  !< agents received from right PE
     2281    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghna  !< agents received from south PE
     2282    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghra  !< agents received from left PE
     2283    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghsa  !< agents received from north PE
     2284
     2285    ghla_empty = .TRUE.
     2286    ghna_empty = .TRUE.
     2287    ghra_empty = .TRUE.
     2288    ghsa_empty = .TRUE.
     2289!
     2290!-- Reset ghost layer
     2291    DO  ip = nxlg, nxl-1
     2292       DO  jp = nysg, nyng
     2293          agt_count(jp,ip) = 0
     2294       ENDDO
     2295    ENDDO
     2296    DO  ip = nxr+1, nxrg
     2297       DO  jp = nysg, nyng
     2298          agt_count(jp,ip) = 0
     2299       ENDDO
     2300    ENDDO
     2301    DO  ip = nxl, nxr
     2302       DO  jp = nysg, nys-1
     2303          agt_count(jp,ip) = 0
     2304       ENDDO
     2305    ENDDO
     2306    DO  ip = nxl, nxr
     2307       DO  jp = nyn+1, nyng
     2308          agt_count(jp,ip) = 0
     2309       ENDDO
     2310    ENDDO
     2311!
     2312!-- Transfer of agents from left to right and vice versa
     2313    IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
     2314!
     2315!--    Reset left and right ghost layers
     2316       ghla_count  = 0
     2317       ghra_count  = 0
     2318!
     2319!--    First calculate the storage necessary for sending and receiving the data.
     2320       ghla_count = SUM(agt_count(nys:nyn,nxl:nxl+2))
     2321       ghra_count = SUM(agt_count(nys:nyn,nxr-2:nxr))
     2322!
     2323!--    No cyclic boundaries for agents
     2324       IF ( nxl == 0  .OR.  ghla_count == 0 )  THEN
     2325          ghla_count = 1
     2326       ELSE
     2327          ghla_empty = .FALSE.
     2328       ENDIF
     2329       IF ( nxr == nx  .OR.  ghra_count == 0 )  THEN
     2330          ghra_count = 1
     2331       ELSE
     2332          ghra_empty = .FALSE.
     2333       ENDIF
     2334       ALLOCATE( ghla(1:ghla_count), ghra(1:ghra_count) )
     2335       ghla = zero_agent
     2336       ghra = zero_agent
     2337!
     2338!--    Get all agents that will be sent left into one array
     2339       ghla_count = 0
     2340       IF ( nxl /= 0 )  THEN
     2341          DO  ip = nxl, nxl+2
     2342             DO jp = nys, nyn
     2343
     2344                number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2345                IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2346                ghla(ghla_count+1:ghla_count+number_of_agents)                                     &
     2347                                                     = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2348                ghla_count = ghla_count + number_of_agents
     2349
     2350             ENDDO
     2351          ENDDO
     2352       ENDIF
     2353       IF ( ghla_count == 0 )  ghla_count = 1
     2354!
     2355!--    Get all agents that will be sent right into one array
     2356       ghra_count = 0
     2357       IF ( nxr /= nx )  THEN
     2358          DO  ip = nxr-2, nxr
     2359             DO  jp = nys, nyn
     2360
     2361                number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2362                IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2363                ghra(ghra_count+1:ghra_count+number_of_agents)                                     &
     2364                                                   = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2365                ghra_count = ghra_count + number_of_agents
     2366
     2367             ENDDO
     2368          ENDDO
     2369       ENDIF
     2370       IF ( ghra_count == 0 ) ghra_count = 1
     2371!
     2372!--    Send/receive number of agents that will be transferred to/from left/right neighbor.
     2373       CALL MPI_SENDRECV( ghla_count,      1, MPI_INTEGER, pleft,  0,                              &
     2374                          ghra_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pright, 0,                              &
     2375                          comm2d, status, ierr )
     2376       ALLOCATE ( agt_gh_r(1:ghra_count_recv) )
     2377!
     2378!--    Send/receive number of agents that will be transferred to/from right/left neighbor
     2379       CALL MPI_SENDRECV( ghra_count,      1, MPI_INTEGER, pright,  0,                             &
     2380                          ghla_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pleft,   0,                             &
     2381                          comm2d, status, ierr )
     2382!
     2383!--    Send/receive flag that indicates if there are actually any agents in ghost layer
     2384       CALL MPI_SENDRECV( ghla_empty,     1, MPI_LOGICAL, pleft, 1,                                &
     2385                          ghra_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, pright,1,                                &
     2386                          comm2d, status, ierr )
     2387       CALL MPI_SENDRECV( ghra_empty,     1, MPI_LOGICAL, pright,1,                                &
     2388                          ghla_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, pleft, 1,                                &
     2389                          comm2d, status, ierr )
     2390
     2391
     2392       ALLOCATE ( agt_gh_l(1:ghla_count_recv) )
     2393!
     2394!--    Get bit size of one agent
     2395       agt_size = STORAGE_SIZE(zero_agent)/8
     2396!
     2397!--    Send/receive agents to/from left/right neighbor
     2398       CALL MPI_SENDRECV( ghla,     ghla_count      * agt_size, MPI_BYTE, pleft, 1,                &
     2399                          agt_gh_r, ghra_count_recv * agt_size, MPI_BYTE, pright,1,                &
     2400                          comm2d, status, ierr )
     2401!
     2402!--    Send/receive agents to/from left/right neighbor
     2403       CALL MPI_SENDRECV( ghra,     ghra_count      * agt_size, MPI_BYTE, pright,1,                &
     2404                          agt_gh_l, ghla_count_recv * agt_size, MPI_BYTE, pleft, 1,                &
     2405                          comm2d, status, ierr )
     2406!
     2407!--    If agents were received, add them to the respective ghost layer cells
     2408       IF ( .NOT. ghra_empty_rcv )  THEN
     2409          CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_r)
     2410       ENDIF
     2411
     2412       IF ( .NOT. ghla_empty_rcv )  THEN
     2413          CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_l)
     2414       ENDIF
     2415
     2416       DEALLOCATE( ghla, ghra, agt_gh_l, agt_gh_r )
     2417
     2418    ENDIF
     2419
     2420!
     2421!-- Transfer of agents from south to north and vice versa
     2422    IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
     2423!
     2424!--    Reset south and north ghost layers
     2425       ghsa_count  = 0
     2426       ghna_count  = 0
     2427!
     2428!--    First calculate the storage necessary for sending and receiving the data.
     2429       ghsa_count = SUM( agt_count(nys:nys+2,nxlg:nxrg) )
     2430       ghna_count = SUM( agt_count(nyn-2:nyn,nxlg:nxrg) )
     2431!
     2432!--    No cyclic boundaries for agents
     2433       IF ( nys == 0  .OR.  ghsa_count == 0 )  THEN
     2434          ghsa_count = 1
     2435       ELSE
     2436          ghsa_empty = .FALSE.
     2437       ENDIF
     2438       IF ( nyn == ny  .OR.  ghna_count == 0 )  THEN
     2439          ghna_count = 1
     2440       ELSE
     2441          ghna_empty = .FALSE.
     2442       ENDIF
     2443       ALLOCATE( ghsa(1:ghsa_count), ghna(1:ghna_count) )
     2444       ghsa = zero_agent
     2445       ghna = zero_agent
     2446!
     2447!--    Get all agents that will be sent south into one array
     2448       ghsa_count = 0
     2449       IF ( nys /= 0 )  THEN
     2450          DO  ip = nxlg, nxrg
     2451             DO  jp = nys, nys+2
     2452
     2453                number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2454                IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2455                ghsa(ghsa_count+1:ghsa_count+number_of_agents)                                     &
     2456                                                    = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2457                ghsa_count = ghsa_count + number_of_agents
     2458
     2459             ENDDO
     2460          ENDDO
     2461       ENDIF
     2462       IF ( ghsa_count == 0 )  ghsa_count = 1
     2463!
     2464!--    Get all agents that will be sent north into one array
     2465       ghna_count = 0
     2466       IF ( nyn /= ny )  THEN
     2467          DO  ip = nxlg, nxrg
     2468             DO  jp = nyn-2, nyn
     2469
     2470                number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     2471                IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2472                ghna(ghna_count+1:ghna_count+number_of_agents)                                     &
     2473                                                     = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     2474                ghna_count = ghna_count + number_of_agents
     2475
     2476             ENDDO
     2477          ENDDO
     2478       ENDIF
     2479       IF ( ghna_count == 0 ) ghna_count = 1
     2480!
     2481!--    Send/receive number of agents that will be transferred to/from south/north neighbor
     2482       CALL MPI_SENDRECV( ghsa_count,        1, MPI_INTEGER, psouth, 0,                            &
     2483                          ghna_count_recv,   1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,                            &
     2484                          comm2d, status, ierr )
     2485       ALLOCATE ( agt_gh_n(1:ghna_count_recv) )
     2486!
     2487!--    Send/receive number of agents that will be transferred to/from north/south neighbor
     2488       CALL MPI_SENDRECV( ghna_count,        1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,                            &
     2489                          ghsa_count_recv,   1, MPI_INTEGER, psouth, 0,                            &
     2490                          comm2d, status, ierr )
     2491!
     2492!--    Send/receive flag that indicates if there are actually any agents in ghost layer
     2493       CALL MPI_SENDRECV( ghsa_empty,     1, MPI_LOGICAL, psouth, 1,                               &
     2494                          ghna_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, pnorth, 1,                               &
     2495                          comm2d, status, ierr )
     2496       CALL MPI_SENDRECV( ghna_empty,     1, MPI_LOGICAL, pnorth, 1,                               &
     2497                          ghsa_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, psouth, 1,                               &
     2498                          comm2d, status, ierr )
     2499
     2500
     2501       ALLOCATE ( agt_gh_s(1:ghsa_count_recv) )
     2502!
     2503!--    Get bit size of one agent
     2504       agt_size = STORAGE_SIZE(zero_agent)/8
     2505!
     2506!--    Send/receive agents to/from south/north neighbor
     2507       CALL MPI_SENDRECV( ghsa,     ghsa_count      * agt_size, MPI_BYTE, psouth,1,                &
     2508                          agt_gh_n, ghna_count_recv * agt_size, MPI_BYTE, pnorth,1,                &
     2509                          comm2d, status, ierr )
     2510!
     2511!--       Send/receive agents to/from south/north neighbor
     2512       CALL MPI_SENDRECV( ghna,     ghna_count      * agt_size, MPI_BYTE, pnorth,1,                &
     2513                          agt_gh_s, ghsa_count_recv * agt_size, MPI_BYTE, psouth,1,                &
     2514                          comm2d, status, ierr )
     2515!
     2516!--    If agents were received, add them to the respective ghost layer cells
     2517       IF ( .NOT. ghna_empty_rcv )  THEN
     2518          CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_n)
     2519       ENDIF
     2520
     2521       IF ( .NOT. ghsa_empty_rcv )  THEN
     2522          CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_s)
     2523       ENDIF
     2524
     2525       DEALLOCATE( ghna, ghsa, agt_gh_n, agt_gh_s )
     2526
     2527    ENDIF
     2528
     2529 END SUBROUTINE mas_eh_ghost_exchange
     2530#endif
     2531
     2532!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2533! Description:
     2534! ------------
     2535!> If an agent moves from one grid cell to another (on the current processor!), this subroutine
     2536!> moves the corresponding element from the agent array of the old grid cell to the agent array of
     2537!> the new grid cell.
     2538!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2539 SUBROUTINE mas_eh_move_agent
     2540
     2541    IMPLICIT NONE
     2542
     2543    INTEGER(iwp) ::  aindex         !< dummy argument for number of new agent per grid box
     2544    INTEGER(iwp) ::  i              !< grid index (x) of agent position
     2545    INTEGER(iwp) ::  ip             !< index variable along x
     2546    INTEGER(iwp) ::  j              !< grid index (y) of agent position
     2547    INTEGER(iwp) ::  jp             !< index variable along y
     2548    INTEGER(iwp) ::  n              !< index variable for agent array
     2549    INTEGER(iwp) ::  na_before_move !< number of agents per grid box before moving
     2550
     2551    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), POINTER ::  agents_before_move !< agents before moving
     2552
     2553    DO  ip = nxl, nxr
     2554       DO  jp = nys, nyn
     2555
     2556             na_before_move = agt_count(jp,ip)
     2557             IF ( na_before_move <= 0 )  CYCLE
     2558             agents_before_move => grid_agents(jp,ip)%agents(1:na_before_move)
     2559
     2560             DO  n = 1, na_before_move
     2561                i = agents_before_move(n)%x * ddx
     2562                j = agents_before_move(n)%y * ddy
     2563
     2564!--             For mas_eh_exchange_horiz to work properly agents need to be moved to the outermost
     2565!--             gridboxes of the respective processor.
     2566!--             If the agent index is inside the processor the following lines will not change the
     2567!--             index.
     2568                i = MIN ( i , nxr )
     2569                i = MAX ( i , nxl )
     2570                j = MIN ( j , nyn )
     2571                j = MAX ( j , nys )
     2572
     2573!
     2574!--             Check if agent has moved to another grid cell.
     2575                IF ( i /= ip  .OR.  j /= jp )  THEN
     2576!
     2577!--                If the agent stays on the same processor, the agent will be added to the agent
     2578!--                array of the new processor.
     2579                   number_of_agents = agt_count(j,i)
     2580                   agents => grid_agents(j,i)%agents(1:number_of_agents)
     2581
     2582                   aindex = number_of_agents+1
     2583                   IF (  aindex > SIZE(grid_agents(j,i)%agents)  )  THEN
     2584                      CALL mas_eh_realloc_agents_array(i,j)
     2585                   ENDIF
     2586
     2587                   grid_agents(j,i)%agents(aindex) = agents_before_move(n)
     2588                   agt_count(j,i) = aindex
     2589
     2590                   agents_before_move(n)%agent_mask = .FALSE.
    22962591                ENDIF
    22972592             ENDDO
    2298           ENDDO
     2593
    22992594       ENDDO
    2300 
    2301        DO  ip = nxl, nxr
    2302           DO  jp = nys, nyn, nyn-nys
    2303              number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2304              IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2305              agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2306              DO  n = 1, number_of_agents
    2307 
    2308                 IF ( agents(n)%y < 0.0_wp )  THEN
    2309 
    2310                    IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
    2311 !
    2312 !--                   Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
    2313                       agents(n)%y = ( ny + 1 ) * dy + agents(n)%y
    2314                       agents(n)%origin_y = ( ny + 1 ) * dy + &
    2315                            agents(n)%origin_y
    2316 
    2317                    ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
    2318 !
    2319 !--                   Agent absorption
    2320                       agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    2321                       deleted_agents = deleted_agents + 1
    2322                    ENDIF
    2323 
    2324                 ELSEIF ( agents(n)%y >= ( ny + 0.5_wp ) * dy )  THEN
    2325 
    2326                    IF ( ibc_mas_ns == 0 )  THEN
    2327 !
    2328 !--                   Cyclic boundary. Relevant coordinate has to be changed.
    2329                       agents(n)%y = agents(n)%y - ( ny + 1 ) * dy
    2330 
    2331                    ELSEIF ( ibc_mas_ns == 1 )  THEN
    2332 !
    2333 !--                   Agent absorption
    2334                       agents(n)%agent_mask = .FALSE.
    2335                       deleted_agents = deleted_agents + 1
    2336                    ENDIF
    2337 
    2338                 ENDIF
    2339 
    2340              ENDDO
    2341           ENDDO
    2342        ENDDO
    2343 #endif
    2344 
    2345     END SUBROUTINE mas_eh_exchange_horiz
    2346 
    2347 
    2348 #if defined( __parallel )
    2349 !------------------------------------------------------------------------------!
     2595    ENDDO
     2596
     2597    RETURN
     2598
     2599 END SUBROUTINE mas_eh_move_agent
     2600
     2601!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    23502602! Description:
    23512603! ------------
    2352 !> Sends the agents from the three gridcells closest to the
    2353 !> north/south/left/right border of a PE to the corresponding neighbors ghost
    2354 !> layer (which is three grid boxes deep)
    2355 !------------------------------------------------------------------------------!
    2356     SUBROUTINE mas_eh_ghost_exchange
     2604!> If the allocated memory for the agent array does not suffice to add arriving agents from
     2605!> neighbour grid cells, this subrouting reallocates the agent array to assure enough memory is
     2606!> available.
     2607!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2608    SUBROUTINE mas_eh_realloc_agents_array (i,j,size_in)
    23572609
    23582610       IMPLICIT NONE
    23592611
    2360        INTEGER(iwp) ::  ip          !< index variable along x
    2361        INTEGER(iwp) ::  jp          !< index variable along y
    2362        INTEGER(iwp) ::  agt_size    !< Bit size of agent datatype
    2363        INTEGER(iwp) ::  ghla_count  !< ghost points left agent
    2364        INTEGER(iwp) ::  ghna_count  !< ghost points north agent
    2365        INTEGER(iwp) ::  ghra_count  !< ghost points right agent
    2366        INTEGER(iwp) ::  ghsa_count  !< ghost points south agent
    2367 
    2368        LOGICAL ::  ghla_empty      !< ghost points left agent
    2369        LOGICAL ::  ghla_empty_rcv  !< ghost points left agent
    2370        LOGICAL ::  ghna_empty      !< ghost points north agent
    2371        LOGICAL ::  ghna_empty_rcv  !< ghost points north agent
    2372        LOGICAL ::  ghra_empty      !< ghost points right agent
    2373        LOGICAL ::  ghra_empty_rcv  !< ghost points right agent
    2374        LOGICAL ::  ghsa_empty      !< ghost points south agent
    2375        LOGICAL ::  ghsa_empty_rcv  !< ghost points south agent
    2376 
    2377        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghla  !< agents received from right PE
    2378        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghna  !< agents received from south PE
    2379        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghra  !< agents received from left PE
    2380        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ghsa  !< agents received from north PE
    2381 
    2382        ghla_empty = .TRUE.
    2383        ghna_empty = .TRUE.
    2384        ghra_empty = .TRUE.
    2385        ghsa_empty = .TRUE.
    2386 !
    2387 !--    reset ghost layer
    2388        DO ip = nxlg, nxl-1
    2389           DO jp = nysg, nyng
    2390              agt_count(jp,ip) = 0
    2391           ENDDO
    2392        ENDDO
    2393        DO ip = nxr+1, nxrg
    2394           DO jp = nysg, nyng
    2395              agt_count(jp,ip) = 0
    2396           ENDDO
    2397        ENDDO
    2398        DO ip = nxl, nxr
    2399           DO jp = nysg, nys-1
    2400              agt_count(jp,ip) = 0
    2401           ENDDO
    2402        ENDDO
    2403        DO ip = nxl, nxr
    2404           DO jp = nyn+1, nyng
    2405              agt_count(jp,ip) = 0
    2406           ENDDO
    2407        ENDDO
    2408 !
    2409 !--    Transfer of agents from left to right and vice versa
    2410        IF ( pdims(1) /= 1 )  THEN
    2411 !
    2412 !--       Reset left and right ghost layers
    2413           ghla_count  = 0
    2414           ghra_count  = 0
    2415 !
    2416 !--       First calculate the storage necessary for sending
    2417 !--       and receiving the data.
    2418           ghla_count = SUM(agt_count(nys:nyn,nxl:nxl+2))
    2419           ghra_count = SUM(agt_count(nys:nyn,nxr-2:nxr))
    2420 !
    2421 !--       No cyclic boundaries for agents
    2422           IF ( nxl == 0 .OR. ghla_count == 0 ) THEN
    2423              ghla_count = 1
    2424           ELSE
    2425              ghla_empty = .FALSE.
    2426           ENDIF
    2427           IF ( nxr == nx .OR. ghra_count == 0 ) THEN
    2428              ghra_count = 1
    2429           ELSE
    2430              ghra_empty = .FALSE.
    2431           ENDIF
    2432           ALLOCATE( ghla(1:ghla_count), ghra(1:ghra_count) )
    2433           ghla = zero_agent
    2434           ghra = zero_agent
    2435 !
    2436 !--       Get all agents that will be sent left into one array
    2437           ghla_count = 0
    2438           IF ( nxl /= 0 ) THEN
    2439              DO ip = nxl, nxl+2
    2440                 DO jp = nys, nyn
    2441 
    2442                    number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2443                    IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2444                    ghla(ghla_count+1:ghla_count+number_of_agents)              &
    2445                        = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2446                    ghla_count = ghla_count + number_of_agents
    2447 
    2448                 ENDDO
    2449              ENDDO
    2450           ENDIF
    2451           IF ( ghla_count == 0 )  ghla_count = 1
    2452 !
    2453 !--       Get all agents that will be sent right into one array
    2454           ghra_count = 0
    2455           IF ( nxr /= nx ) THEN
    2456              DO ip = nxr-2, nxr
    2457                 DO jp = nys, nyn
    2458 
    2459                    number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2460                    IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2461                    ghra(ghra_count+1:ghra_count+number_of_agents)              &
    2462                        = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2463                    ghra_count = ghra_count + number_of_agents
    2464 
    2465                 ENDDO
    2466              ENDDO
    2467           ENDIF
    2468           IF ( ghra_count == 0 ) ghra_count = 1
    2469 !
    2470 !--       Send/receive number of agents that
    2471 !--       will be transferred to/from left/right neighbor
    2472           CALL MPI_SENDRECV( ghla_count,      1, MPI_INTEGER, pleft,  0,       &
    2473                              ghra_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pright, 0,       &
    2474                              comm2d, status, ierr )
    2475           ALLOCATE ( agt_gh_r(1:ghra_count_recv) )
    2476 !
    2477 !--       Send/receive number of agents that
    2478 !--       will be transferred to/from right/left neighbor
    2479           CALL MPI_SENDRECV( ghra_count,      1, MPI_INTEGER, pright,  0,      &
    2480                              ghla_count_recv, 1, MPI_INTEGER, pleft,   0,      &
    2481                              comm2d, status, ierr )
    2482 !
    2483 !--       Send/receive flag that indicates if there are actually any agents
    2484 !--       in ghost  layer
    2485           CALL MPI_SENDRECV( ghla_empty,     1, MPI_LOGICAL, pleft, 1,         &
    2486                              ghra_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, pright,1,         &
    2487                              comm2d, status, ierr )
    2488           CALL MPI_SENDRECV( ghra_empty,     1, MPI_LOGICAL, pright,1,         &
    2489                              ghla_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, pleft, 1,         &
    2490                              comm2d, status, ierr )
    2491 
    2492 
    2493           ALLOCATE ( agt_gh_l(1:ghla_count_recv) )
    2494 !
    2495 !--       Get bit size of one agent
    2496           agt_size = STORAGE_SIZE(zero_agent)/8
    2497 !
    2498 !--       Send/receive agents to/from left/right neighbor
    2499           CALL MPI_SENDRECV( ghla,     ghla_count      * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2500                                 pleft, 1,                                      &
    2501                              agt_gh_r, ghra_count_recv * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2502                                 pright,1,                                      &
    2503                              comm2d, status, ierr )
    2504 !
    2505 !--       Send/receive agents to/from left/right neighbor
    2506           CALL MPI_SENDRECV( ghra,     ghra_count      * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2507                                 pright,1,                                      &
    2508                              agt_gh_l, ghla_count_recv * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2509                                 pleft, 1,                                      &
    2510                              comm2d, status, ierr )
    2511 !
    2512 !--       If agents were received, add them to the respective ghost layer cells
    2513           IF ( .NOT. ghra_empty_rcv ) THEN
    2514              CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_r)
    2515           ENDIF
    2516 
    2517           IF ( .NOT. ghla_empty_rcv ) THEN
    2518              CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_l)
    2519           ENDIF
    2520 
    2521           DEALLOCATE( ghla, ghra, agt_gh_l, agt_gh_r )
    2522 
    2523        ENDIF
    2524 
    2525 !
    2526 !--    Transfer of agents from south to north and vice versa
    2527        IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
    2528 !
    2529 !--       Reset south and north ghost layers
    2530           ghsa_count  = 0
    2531           ghna_count  = 0
    2532 !
    2533 !--       First calculate the storage necessary for sending
    2534 !--       and receiving the data.
    2535           ghsa_count = SUM(agt_count(nys:nys+2,nxlg:nxrg))
    2536           ghna_count = SUM(agt_count(nyn-2:nyn,nxlg:nxrg))
    2537 !
    2538 !--       No cyclic boundaries for agents
    2539           IF ( nys == 0 .OR. ghsa_count == 0 ) THEN
    2540              ghsa_count = 1
    2541           ELSE
    2542              ghsa_empty = .FALSE.
    2543           ENDIF
    2544           IF ( nyn == ny .OR. ghna_count == 0 ) THEN
    2545              ghna_count = 1
    2546           ELSE
    2547              ghna_empty = .FALSE.
    2548           ENDIF
    2549           ALLOCATE( ghsa(1:ghsa_count), ghna(1:ghna_count) )
    2550           ghsa = zero_agent
    2551           ghna = zero_agent
    2552 !
    2553 !--       Get all agents that will be sent south into one array
    2554           ghsa_count = 0
    2555           IF ( nys /= 0 ) THEN
    2556              DO ip = nxlg, nxrg
    2557                 DO jp = nys, nys+2
    2558 
    2559                    number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2560                    IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2561                    ghsa(ghsa_count+1:ghsa_count+number_of_agents)              &
    2562                        = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2563                    ghsa_count = ghsa_count + number_of_agents
    2564 
    2565                 ENDDO
    2566              ENDDO
    2567           ENDIF
    2568           IF ( ghsa_count == 0 )  ghsa_count = 1
    2569 !
    2570 !--       Get all agents that will be sent north into one array
    2571           ghna_count = 0
    2572           IF ( nyn /= ny ) THEN
    2573              DO ip = nxlg, nxrg
    2574                 DO jp = nyn-2, nyn
    2575 
    2576                    number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    2577                    IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    2578                    ghna(ghna_count+1:ghna_count+number_of_agents)              &
    2579                        = grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    2580                    ghna_count = ghna_count + number_of_agents
    2581 
    2582                 ENDDO
    2583              ENDDO
    2584           ENDIF
    2585           IF ( ghna_count == 0 ) ghna_count = 1
    2586 !
    2587 !--       Send/receive number of agents that
    2588 !--       will be transferred to/from south/north neighbor
    2589           CALL MPI_SENDRECV( ghsa_count, 1, MPI_INTEGER, psouth, 0,            &
    2590                              ghna_count_recv,   1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,     &
    2591                              comm2d, status, ierr )
    2592           ALLOCATE ( agt_gh_n(1:ghna_count_recv) )
    2593 !
    2594 !--       Send/receive number of agents that
    2595 !--       will be transferred to/from north/south neighbor
    2596           CALL MPI_SENDRECV( ghna_count, 1, MPI_INTEGER, pnorth, 0,            &
    2597                              ghsa_count_recv,   1, MPI_INTEGER, psouth, 0,     &
    2598                              comm2d, status, ierr )
    2599 !
    2600 !--       Send/receive flag that indicates if there are actually any agents
    2601 !--       in ghost  layer
    2602           CALL MPI_SENDRECV( ghsa_empty,     1, MPI_LOGICAL, psouth, 1,        &
    2603                              ghna_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, pnorth, 1,        &
    2604                              comm2d, status, ierr )
    2605           CALL MPI_SENDRECV( ghna_empty,     1, MPI_LOGICAL, pnorth, 1,        &
    2606                              ghsa_empty_rcv, 1, MPI_LOGICAL, psouth, 1,        &
    2607                              comm2d, status, ierr )
    2608 
    2609 
    2610           ALLOCATE ( agt_gh_s(1:ghsa_count_recv) )
    2611 !
    2612 !--       Get bit size of one agent
    2613           agt_size = STORAGE_SIZE(zero_agent)/8
    2614 !
    2615 !--       Send/receive agents to/from south/north neighbor
    2616           CALL MPI_SENDRECV( ghsa,     ghsa_count      * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2617                                 psouth,1,                                      &
    2618                              agt_gh_n, ghna_count_recv * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2619                                 pnorth,1,                                      &
    2620                              comm2d, status, ierr )
    2621 !
    2622 !--       Send/receive agents to/from south/north neighbor
    2623           CALL MPI_SENDRECV( ghna,     ghna_count      * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2624                                 pnorth,1,                                      &
    2625                              agt_gh_s, ghsa_count_recv * agt_size, MPI_BYTE,   &
    2626                                 psouth,1,                                      &
    2627                              comm2d, status, ierr )
    2628 !
    2629 !--       If agents were received, add them to the respective ghost layer cells
    2630           IF ( .NOT. ghna_empty_rcv ) THEN
    2631              CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_n)
    2632           ENDIF
    2633 
    2634           IF ( .NOT. ghsa_empty_rcv ) THEN
    2635              CALL mas_eh_add_ghost_agents_to_gridcell(agt_gh_s)
    2636           ENDIF
    2637 
    2638           DEALLOCATE( ghna, ghsa, agt_gh_n, agt_gh_s )
    2639 
    2640        ENDIF
    2641 
    2642     END SUBROUTINE mas_eh_ghost_exchange
    2643 #endif
    2644 
    2645 !------------------------------------------------------------------------------!
    2646 ! Description:
    2647 ! ------------
    2648 !> If an agent moves from one grid cell to another (on the current
    2649 !> processor!), this subroutine moves the corresponding element from the
    2650 !> agent array of the old grid cell to the agent array of the new grid
    2651 !> cell.
    2652 !------------------------------------------------------------------------------!
    2653     SUBROUTINE mas_eh_move_agent
    2654 
    2655        IMPLICIT NONE
    2656 
    2657        INTEGER(iwp) ::  i              !< grid index (x) of agent position
    2658        INTEGER(iwp) ::  ip             !< index variable along x
    2659        INTEGER(iwp) ::  j              !< grid index (y) of agent position
    2660        INTEGER(iwp) ::  jp             !< index variable along y
    2661        INTEGER(iwp) ::  n              !< index variable for agent array
    2662        INTEGER(iwp) ::  na_before_move !< number of agents per grid box before moving
    2663        INTEGER(iwp) ::  aindex         !< dummy argument for number of new agent per grid box
    2664 
    2665        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), POINTER ::  agents_before_move !< agents before moving
    2666 
    2667        DO  ip = nxl, nxr
    2668           DO  jp = nys, nyn
    2669 
    2670                 na_before_move = agt_count(jp,ip)
    2671                 IF ( na_before_move <= 0 )  CYCLE
    2672                 agents_before_move => grid_agents(jp,ip)%agents(1:na_before_move)
    2673 
    2674                 DO  n = 1, na_before_move
    2675                    i = agents_before_move(n)%x * ddx
    2676                    j = agents_before_move(n)%y * ddy
    2677 
    2678 !--                For mas_eh_exchange_horiz to work properly agents need to be
    2679 !--                moved to the outermost gridboxes of the respective processor.
    2680 !--                If the agent index is inside the processor the following
    2681 !--                lines will not change the index
    2682                    i = MIN ( i , nxr )
    2683                    i = MAX ( i , nxl )
    2684                    j = MIN ( j , nyn )
    2685                    j = MAX ( j , nys )
    2686 
    2687 !
    2688 !--                Check if agent has moved to another grid cell.
    2689                    IF ( i /= ip  .OR.  j /= jp )  THEN
    2690 !
    2691 !--                   If the agent stays on the same processor, the agent
    2692 !--                   will be added to the agent array of the new processor.
    2693                       number_of_agents = agt_count(j,i)
    2694                       agents => grid_agents(j,i)%agents(1:number_of_agents)
    2695 
    2696                       aindex = number_of_agents+1
    2697                       IF (  aindex > SIZE(grid_agents(j,i)%agents)  )     &
    2698                       THEN
    2699                          CALL mas_eh_realloc_agents_array(i,j)
    2700                       ENDIF
    2701 
    2702                       grid_agents(j,i)%agents(aindex) = agents_before_move(n)
    2703                       agt_count(j,i) = aindex
    2704 
    2705                       agents_before_move(n)%agent_mask = .FALSE.
    2706                    ENDIF
    2707                 ENDDO
    2708 
    2709           ENDDO
    2710        ENDDO
    2711 
    2712        RETURN
    2713 
    2714     END SUBROUTINE mas_eh_move_agent
    2715 
    2716 !------------------------------------------------------------------------------!
    2717 ! Description:
    2718 ! ------------
    2719 !> If the allocated memory for the agent array do not suffice to add arriving
    2720 !> agents from neighbour grid cells, this subrouting reallocates the
    2721 !> agent array to assure enough memory is available.
    2722 !------------------------------------------------------------------------------!
    2723     SUBROUTINE mas_eh_realloc_agents_array (i,j,size_in)
    2724 
    2725        IMPLICIT NONE
    2726 
     2612       INTEGER(iwp) :: new_size  !< new array size
    27272613       INTEGER(iwp) :: old_size  !< old array size
    2728        INTEGER(iwp) :: new_size  !< new array size
    27292614
    27302615       INTEGER(iwp), INTENT(in) ::  i  !< grid index (y)
     
    27332618       INTEGER(iwp), INTENT(in), OPTIONAL ::  size_in  !< size of input array
    27342619
    2735        TYPE(agent_type), DIMENSION(10) :: tmp_agents_s !< temporary static agent array
    2736 
    2737        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: tmp_agents_d !< temporary dynamic agent array
     2620       TYPE(agent_type), DIMENSION(10) :: tmp_agents_s  !< temporary static agent array
     2621
     2622       TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: tmp_agents_d  !< temporary dynamic agent array
    27382623
    27392624       old_size = SIZE(grid_agents(j,i)%agents)
    27402625
    2741        IF ( PRESENT(size_in) )   THEN
     2626       IF ( PRESENT( size_in ) )  THEN
    27422627          new_size = size_in
    27432628       ELSE
     
    27512636          tmp_agents_s(1:old_size) = grid_agents(j,i)%agents(1:old_size)
    27522637
    2753           DEALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents)
    2754           ALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents(new_size))
     2638          DEALLOCATE( grid_agents(j,i)%agents )
     2639          ALLOCATE( grid_agents(j,i)%agents(new_size) )
    27552640
    27562641          grid_agents(j,i)%agents(1:old_size)         = tmp_agents_s(1:old_size)
     
    27592644       ELSE
    27602645
    2761           ALLOCATE(tmp_agents_d(new_size))
     2646          ALLOCATE( tmp_agents_d(new_size) )
    27622647          tmp_agents_d(1:old_size) = grid_agents(j,i)%agents
    27632648
    2764           DEALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents)
    2765           ALLOCATE(grid_agents(j,i)%agents(new_size))
     2649          DEALLOCATE( grid_agents(j,i)%agents )
     2650          ALLOCATE( grid_agents(j,i)%agents(new_size) )
    27662651
    27672652          grid_agents(j,i)%agents(1:old_size)         = tmp_agents_d(1:old_size)
    27682653          grid_agents(j,i)%agents(old_size+1:new_size) = zero_agent
    27692654
    2770           DEALLOCATE(tmp_agents_d)
     2655          DEALLOCATE( tmp_agents_d )
    27712656
    27722657       ENDIF
     
    27762661    END SUBROUTINE mas_eh_realloc_agents_array
    27772662
    2778 !------------------------------------------------------------------------------!
     2663!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    27792664! Description:
    27802665! ------------
    2781 !> Inquires prognostic model quantities at the position of each agent and
    2782 !> stores them in that agent for later output
    2783 !------------------------------------------------------------------------------!
    2784     SUBROUTINE mas_get_prognostic_quantities
    2785 
    2786        USE arrays_3d,                                                          &
    2787            ONLY:  u, v, pt, exner
    2788 
    2789        IMPLICIT NONE
    2790 
    2791        INTEGER(iwp) ::  i_offset  !<  index offset for windspeed measurement
    2792        INTEGER(iwp) ::  il        !<  x-index
    2793        INTEGER(iwp) ::  is        !<  subgrid box counter
    2794        INTEGER(iwp) ::  j_offset  !<  index offset for windspeed measurement
    2795        INTEGER(iwp) ::  jl        !<  y-index
    2796        INTEGER(iwp) ::  kl        !<  z-index
    2797        INTEGER(iwp) ::  nl        !<  agent counter
    2798        INTEGER(iwp) ::  se        !<  subgrid box end index
    2799        INTEGER(iwp) ::  si        !<  subgrid box start index
    2800 
    2801        REAL(wp) ::  u_a  !< windspeed at agent position (x)
    2802        REAL(wp) ::  v_a  !< windspeed at agent position (y)
    2803 
    2804        DO  il = nxl, nxr
    2805           DO  jl = nys, nyn
    2806 
    2807              number_of_agents = agt_count(jl,il)
    2808 !
    2809 !--          If grid cell is empty, cycle
    2810              IF ( number_of_agents <= 0 ) CYCLE
    2811              kl = s_measure_height(jl,il)
    2812 
    2813              agents => grid_agents(jl,il)%agents(1:number_of_agents)
    2814 !
    2815 !--          loop over the four subgrid boxes
    2816              DO is = 0,3
    2817 !
    2818 !--             Set indices
    2819                 si = grid_agents(jl,il)%start_index(is)
    2820                 se = grid_agents(jl,il)%end_index(is)
    2821                 DO nl = si, se
    2822 !
    2823 !--                Calculate index offset in x-direction:
    2824 !--                Left value if wall right of grid box
    2825 !--                Right value if wall left of grid box
    2826 !--                Else the one that is closer to the agent
    2827                    IF ( BTEST( obstacle_flags( jl, il+1 ), 6 ) ) THEN
    2828                       i_offset = 0
    2829                    ELSEIF ( BTEST( obstacle_flags( jl, il-1 ), 2 ) ) THEN
    2830                       i_offset = 1
    2831                    ELSE
    2832                       i_offset = MERGE( 0, 1, BTEST(is,1) )
    2833                    ENDIF
    2834                    u_a = u( kl, jl, il + i_offset )
    2835 !
    2836 !--                Calculate index offset in y-direction:
    2837 !--                South value if wall north of grid box
    2838 !--                North value if wall south of grid box
    2839 !--                Else the one that is closer to the agent
    2840                    IF ( BTEST( obstacle_flags( jl+1, il ), 4 ) ) THEN
    2841                       j_offset = 0
    2842                    ELSEIF ( BTEST( obstacle_flags( jl-1, il ), 0 ) ) THEN
    2843                       j_offset = 1
    2844                    ELSE
    2845                       j_offset = MERGE( 0, 1, BTEST(is,0) )
    2846                    ENDIF
    2847                    v_a = v( kl, jl + j_offset, il )
    2848 !
    2849 !--                Calculate windspeed at agent postion
    2850                    agents(nl)%windspeed = SQRT(u_a**2 + v_a**2)
    2851 !
    2852 !--                Calculate temperature at agent position
    2853                    agents(nl)%t = pt(kl,jl,il) * exner(kl)
    2854 
    2855                 ENDDO
     2666!> Inquires prognostic model quantities at the position of each agent and stores them in that agent
     2667!> for later output
     2668!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2669 SUBROUTINE mas_get_prognostic_quantities
     2670
     2671    USE arrays_3d,                                                                                 &
     2672        ONLY:  exner, pt, u, v
     2673
     2674    IMPLICIT NONE
     2675
     2676    INTEGER(iwp) ::  i_offset  !<  index offset for windspeed measurement
     2677    INTEGER(iwp) ::  il        !<  x-index
     2678    INTEGER(iwp) ::  is        !<  subgrid box counter
     2679    INTEGER(iwp) ::  j_offset  !<  index offset for windspeed measurement
     2680    INTEGER(iwp) ::  jl        !<  y-index
     2681    INTEGER(iwp) ::  kl        !<  z-index
     2682    INTEGER(iwp) ::  nl        !<  agent counter
     2683    INTEGER(iwp) ::  se        !<  subgrid box end index
     2684    INTEGER(iwp) ::  si        !<  subgrid box start index
     2685
     2686    REAL(wp) ::  u_a  !< windspeed at agent position (x)
     2687    REAL(wp) ::  v_a  !< windspeed at agent position (y)
     2688
     2689    DO  il = nxl, nxr
     2690       DO  jl = nys, nyn
     2691
     2692          number_of_agents = agt_count(jl,il)
     2693!
     2694!--       If grid cell is empty, cycle
     2695          IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     2696          kl = s_measure_height(jl,il)
     2697
     2698          agents => grid_agents(jl,il)%agents(1:number_of_agents)
     2699!
     2700!--       Loop over the four subgrid boxes
     2701          DO  is = 0,3
     2702!
     2703!--          Set indices
     2704             si = grid_agents(jl,il)%start_index(is)
     2705             se = grid_agents(jl,il)%end_index(is)
     2706             DO  nl = si, se
     2707!
     2708!--             Calculate index offset in x-direction:
     2709!--             Left value if wall right of grid box
     2710!--             Right value if wall left of grid box
     2711!--             Else the one that is closer to the agent
     2712                IF ( BTEST( obstacle_flags( jl, il+1 ), 6 ) )  THEN
     2713                   i_offset = 0
     2714                ELSEIF ( BTEST( obstacle_flags( jl, il-1 ), 2 ) )  THEN
     2715                   i_offset = 1
     2716                ELSE
     2717                   i_offset = MERGE( 0, 1, BTEST(is,1) )
     2718                ENDIF
     2719                u_a = u( kl, jl, il + i_offset )
     2720!
     2721!--             Calculate index offset in y-direction:
     2722!--             South value if wall north of grid box
     2723!--             North value if wall south of grid box
     2724!--             Else the one that is closer to the agent
     2725                IF ( BTEST( obstacle_flags( jl+1, il ), 4 ) )  THEN
     2726                   j_offset = 0
     2727                ELSEIF ( BTEST( obstacle_flags( jl-1, il ), 0 ) )  THEN
     2728                   j_offset = 1
     2729                ELSE
     2730                   j_offset = MERGE( 0, 1, BTEST(is,0) )
     2731                ENDIF
     2732                v_a = v( kl, jl + j_offset, il )
     2733!
     2734!--             Calculate windspeed at agent postion
     2735                agents(nl)%windspeed = SQRT(u_a**2 + v_a**2)
     2736!
     2737!--             Calculate temperature at agent position
     2738                agents(nl)%t = pt(kl,jl,il) * exner(kl)
    28562739
    28572740             ENDDO
    28582741
    28592742          ENDDO
     2743
    28602744       ENDDO
    2861 
    2862     END SUBROUTINE mas_get_prognostic_quantities
    2863 
    2864 !------------------------------------------------------------------------------!
     2745    ENDDO
     2746
     2747 END SUBROUTINE mas_get_prognostic_quantities
     2748
     2749!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    28652750! Description:
    28662751! ------------
    28672752!> Adds an item to the priority queue (binary heap) at the correct position
    2868 !------------------------------------------------------------------------------!
    2869     SUBROUTINE mas_heap_insert_item( id, priority )
    2870 
    2871        IMPLICIT NONE
    2872 
    2873        INTEGER(iwp) ::  cur_pos !< current position
    2874        INTEGER(iwp) ::  id      !< mesh ID of item
    2875 
    2876        REAL(wp) ::  priority !< item priority
    2877 
    2878        TYPE(heap_item) ::  item !< heap item
    2879 
    2880        item%mesh_id  = id
    2881        item%priority = priority
     2753!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2754 SUBROUTINE mas_heap_insert_item( id, priority )
     2755
     2756    IMPLICIT NONE
     2757
     2758    INTEGER(iwp) ::  cur_pos !< current position
     2759    INTEGER(iwp) ::  id       !< mesh ID of item
     2760
     2761    REAL(wp) ::  priority !< item priority
     2762
     2763    TYPE(heap_item) ::  item !< heap item
     2764
     2765    item%mesh_id  = id
     2766    item%priority = priority
    28822767!
    28832768!--    Extend heap, if necessary
    2884        IF ( heap_count + 1 > SIZE(queue) ) THEN
    2885           CALL mas_heap_extend
     2769    IF ( heap_count + 1 > SIZE( queue ) )  THEN
     2770       CALL mas_heap_extend
     2771    ENDIF
     2772!
     2773!-- Insert item at first unoccupied postion (highest index) of heap
     2774    cur_pos = heap_count
     2775    queue(cur_pos) = item
     2776!
     2777!-- Sort while inserted item is not at top of heap
     2778    DO WHILE ( cur_pos /= 0 )
     2779!
     2780!--    If priority < its parent's priority, swap them.
     2781!--    Else, sorting is done.
     2782       IF ( queue(cur_pos)%priority < queue(FLOOR( (cur_pos) / 2.0_wp ))%priority )  THEN
     2783          item = queue(cur_pos)
     2784          queue(cur_pos) = queue(FLOOR( ( cur_pos ) / 2.0_wp ))
     2785          queue(FLOOR( ( cur_pos ) / 2.0_wp )) = item
     2786          cur_pos = FLOOR( ( cur_pos ) / 2.0_wp )
     2787       ELSE
     2788          EXIT
    28862789       ENDIF
    2887 !
    2888 !--    Insert item at first unoccupied postion (highest index) of heap
    2889        cur_pos = heap_count
    2890        queue(cur_pos) = item
    2891 !
    2892 !--    Sort while inserted item is not at top of heap
    2893        DO WHILE ( cur_pos /= 0 )
    2894 !
    2895 !--       If priority < its parent's priority, swap them.
    2896 !--       Else, sorting is done.
    2897           IF ( queue(cur_pos)%priority                                         &
    2898               < queue(FLOOR((cur_pos)/2.))%priority )                          &
    2899           THEN
    2900              item = queue(cur_pos)
    2901              queue(cur_pos) = queue(FLOOR((cur_pos)/2.))
    2902              queue(FLOOR((cur_pos)/2.)) = item
    2903              cur_pos = FLOOR((cur_pos)/2.)
     2790    ENDDO
     2791!
     2792!-- Item was added to heap, so the heap count increases
     2793    heap_count = heap_count + 1
     2794
     2795 END SUBROUTINE mas_heap_insert_item
     2796
     2797!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2798! Description:
     2799! ------------
     2800!> Extends the size of the priority queue (binary heap)
     2801!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2802 SUBROUTINE mas_heap_extend
     2803
     2804    IMPLICIT NONE
     2805
     2806    INTEGER(iwp) ::  soh  !< size of heap
     2807
     2808    TYPE(heap_item), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dummy_heap  !< dummy heap
     2809
     2810    soh = SIZE( queue ) - 1
     2811    ALLOCATE( dummy_heap(0:soh) )
     2812    dummy_heap = queue
     2813    DEALLOCATE( queue )
     2814    ALLOCATE( queue(0:2*soh+1) )
     2815    queue(0:soh) = dummy_heap(0:soh)
     2816
     2817 END SUBROUTINE mas_heap_extend
     2818
     2819!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2820! Description:
     2821! ------------
     2822!> Removes first (smallest) element from the priority queue, reorders the rest and returns the ID of
     2823!> the removed mesh point
     2824!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2825 SUBROUTINE mas_heap_extract_item ( id )
     2826
     2827    IMPLICIT NONE
     2828
     2829    INTEGER(iwp) ::  child    !< child of item in heap
     2830    INTEGER(iwp) ::  cur_pos  !< current position of item in heap
     2831    INTEGER(iwp) ::  id       !< ID of item extracted item
     2832
     2833    TYPE(heap_item) ::  dummy
     2834!
     2835!-- Get ID of mesh point with lowest priority (extracted item: top of heap)
     2836    id = queue(0)%mesh_id
     2837!
     2838!-- Put last item in heap at first position
     2839    queue(0) = queue(heap_count-1)
     2840    cur_pos = 0
     2841    DO
     2842!
     2843!--    If current item has no children, sorting is done
     2844       IF( 2*cur_pos+1 > heap_count - 1 )  THEN
     2845          EXIT
     2846!
     2847!--    If current item has only one child, check if item and its child are ordered correctly. Else,
     2848!--    swap them.
     2849       ELSEIF ( 2*cur_pos+2 > heap_count - 1 )  THEN
     2850          IF ( queue(cur_pos)%priority > queue(2*cur_pos+1)%priority )  THEN
     2851             dummy = queue(cur_pos)
     2852             queue(cur_pos) = queue(2*cur_pos+1)
     2853             queue(2*cur_pos+1) = dummy
     2854             cur_pos = 2*cur_pos+1
    29042855          ELSE
    29052856             EXIT
    29062857          ENDIF
    2907        ENDDO
    2908 !
    2909 !--    Item was added to heap, so the heap count increases
    2910        heap_count = heap_count + 1
    2911 
    2912     END SUBROUTINE mas_heap_insert_item
    2913 
    2914 !------------------------------------------------------------------------------!
    2915 ! Description:
    2916 ! ------------
    2917 !> Extends the size of the priority queue (binary heap)
    2918 !------------------------------------------------------------------------------!
    2919     SUBROUTINE mas_heap_extend
    2920 
    2921        IMPLICIT NONE
    2922 
    2923        INTEGER(iwp) ::  soh !< size of heap
    2924 
    2925        TYPE(heap_item), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dummy_heap !< dummy heap
    2926 
    2927        soh = SIZE(queue)-1
    2928        ALLOCATE(dummy_heap(0:soh))
    2929        dummy_heap = queue
    2930        DEALLOCATE(queue)
    2931        ALLOCATE(queue(0:2*soh+1))
    2932        queue(0:soh) = dummy_heap(0:soh)
    2933 
    2934     END SUBROUTINE mas_heap_extend
    2935 
    2936 !------------------------------------------------------------------------------!
    2937 ! Description:
    2938 ! ------------
    2939 !> Removes first (smallest) element from the priority queue, reorders the rest
    2940 !> and returns the ID of the removed mesh point
    2941 !------------------------------------------------------------------------------!
    2942     SUBROUTINE mas_heap_extract_item ( id )
    2943 
    2944        IMPLICIT NONE
    2945 
    2946        INTEGER(iwp) ::  id      !< ID of item extracted item
    2947        INTEGER(iwp) ::  child   !< child of item in heap
    2948        INTEGER(iwp) ::  cur_pos !< current position of item in heap
    2949 
    2950        TYPE(heap_item) ::  dummy
    2951 !
    2952 !--    Get ID of mesh point with lowest priority (extracted item: top of heap)
    2953        id = queue(0)%mesh_id
    2954 !
    2955 !--    Put last item in heap at first position
    2956        queue(0) = queue(heap_count-1)
    2957        cur_pos = 0
    2958        DO
    2959 !
    2960 !--       If current item has no children, sorting is done
    2961           IF( 2*cur_pos+1 > heap_count - 1 ) THEN
     2858       ELSE
     2859!
     2860!--       Determine the smaller child
     2861          IF ( queue(2*cur_pos+1)%priority >= queue(2*cur_pos+2)%priority )  THEN
     2862             child = 2
     2863          ELSE
     2864             child = 1
     2865          ENDIF
     2866!
     2867!--       Check if item and its smaller child are ordered falsely. If so, swap them. Else, sorting
     2868!--       is done.
     2869          IF ( queue(cur_pos)%priority > queue(2*cur_pos+child )%priority )  THEN
     2870             dummy = queue(cur_pos)
     2871             queue(cur_pos) = queue(2*cur_pos+child)
     2872             queue(2*cur_pos+child) = dummy
     2873             cur_pos = 2*cur_pos+child
     2874          ELSE
    29622875             EXIT
    2963 !
    2964 !--       If current item has only one child, check if item and its child are
    2965 !--       ordered correctly. Else, swap them.
    2966           ELSEIF ( 2*cur_pos+2 > heap_count - 1 ) THEN
    2967              IF ( queue(cur_pos)%priority > queue(2*cur_pos+1)%priority ) THEN
    2968                 dummy = queue(cur_pos)
    2969                 queue(cur_pos) = queue(2*cur_pos+1)
    2970                 queue(2*cur_pos+1) = dummy
    2971                 cur_pos = 2*cur_pos+1
    2972              ELSE
    2973                 EXIT
    2974              ENDIF
    2975           ELSE
    2976 !
    2977 !--          determine the smaller child
    2978              IF ( queue(2*cur_pos+1)%priority                                  &
    2979                  >= queue(2*cur_pos+2)%priority )                              &
    2980              THEN
    2981                 child = 2
    2982              ELSE
    2983                 child = 1
    2984              ENDIF
    2985 !
    2986 !--          Check if item and its smaller child are ordered falsely. If so,
    2987 !--          swap them. Else, sorting is done.
    2988              IF ( queue(cur_pos)%priority > queue(2*cur_pos+child )%priority ) &
    2989              THEN
    2990                 dummy = queue(cur_pos)
    2991                 queue(cur_pos) = queue(2*cur_pos+child)
    2992                 queue(2*cur_pos+child) = dummy
    2993                 cur_pos = 2*cur_pos+child
    2994              ELSE
    2995                 EXIT
    2996              ENDIF
    29972876          ENDIF
    2998        ENDDO
    2999 !
    3000 !--    Top item was removed from heap, thus, heap_cout decreases by one
    3001        heap_count = heap_count-1
    3002 
    3003     END SUBROUTINE mas_heap_extract_item
    3004 
    3005 !------------------------------------------------------------------------------!
     2877       ENDIF
     2878    ENDDO
     2879!
     2880!-- Top item was removed from heap, thus, heap_cout decreases by one
     2881    heap_count = heap_count-1
     2882
     2883 END SUBROUTINE mas_heap_extract_item
     2884
     2885!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    30062886! Description:
    30072887! ------------
    30082888!> Initialization of Multi Agent System
    3009 !------------------------------------------------------------------------------!
    3010     SUBROUTINE mas_init
    3011 
    3012        USE control_parameters,                                                 &
    3013            ONLY:  coupling_char, initializing_actions, io_blocks, io_group
    3014 
    3015        USE arrays_3d,                                                          &
    3016            ONLY:  zu, zw
    3017 
    3018        USE indices,                                                            &
    3019            ONLY:  nzt
    3020 
    3021        IMPLICIT NONE
    3022 
    3023        INTEGER(iwp) ::  i             !< grid cell (x)
    3024        INTEGER(iwp) ::  ii            !< io-block counter
    3025        INTEGER(iwp) ::  il            !< io-block counter
    3026        INTEGER(iwp) ::  jl            !< io-block counter
    3027        INTEGER(iwp) ::  kl            !< io-block counter
    3028        INTEGER(iwp) ::  kdum            !< io-block counter
    3029        INTEGER(iwp) ::  locdum            !< io-block counter
    3030        INTEGER(iwp) ::  j             !< grid cell (y)
    3031        INTEGER(iwp) ::  size_of_mesh  !< temporary value for read
    3032        INTEGER(iwp) ::  size_of_pols  !< temporary value for read
    3033        INTEGER(iwp) ::  ioerr         !< IOSTAT flag for IO-commands ( 0 = no error )
    3034 
    3035        LOGICAL ::  navigation_data_present  !< Flag: check for input file
    3036 
    3037        REAL(wp) ::  zdum  !< dummy for measurement height
    3038        REAL(wp) ::  avg_agt_height = 1.8_wp
    3039 
    3040 
    3041 !
    3042 !--    Check the number of agent groups.
    3043        IF ( number_of_agent_groups > max_number_of_agent_groups )  THEN
    3044           WRITE( message_string, * ) 'max_number_of_agent_groups =',      &
    3045                                      max_number_of_agent_groups ,         &
    3046                                      '&number_of_agent_groups reset to ', &
    3047                                      max_number_of_agent_groups
    3048           CALL message( 'mas_init', 'PA0072', 0, 1, 0, 6, 0 )
    3049           number_of_agent_groups = max_number_of_agent_groups
    3050        ENDIF
    3051 
    3052 !
    3053 !--    Set some parameters
    3054        d_sigma_rep_agent = 1.0_wp/sigma_rep_agent
    3055        d_sigma_rep_wall  = 1.0_wp/sigma_rep_wall
    3056        d_tau_accel_agent = 1.0_wp/tau_accel_agent
    3057        IF ( dt_agent /= 999.0_wp ) THEN
    3058           agent_own_timestep = .TRUE.
    3059        ENDIF
    3060 
    3061 !
    3062 !--    Get index of first grid box above topography
    3063        ALLOCATE( top_top_s(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                               &
    3064                  top_top_w(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                               &
    3065                  s_measure_height(nys:nyn,nxl:nxr) )
    3066 !
    3067 !--    Get first index above topography for scalar grid and last index in
    3068 !--    topography for z-component of wind
    3069        DO il = nxlg, nxrg
    3070           DO jl = nysg, nyng
    3071              top_top_s(jl,il) = topo_top_ind(jl,il,0) + 1
    3072              top_top_w(jl,il) = topo_top_ind(jl,il,3)
     2889!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     2890 SUBROUTINE mas_init
     2891
     2892    USE control_parameters,                                                                        &
     2893        ONLY:  coupling_char, initializing_actions, io_blocks, io_group
     2894
     2895    USE arrays_3d,                                                                                 &
     2896        ONLY:  zu, zw
     2897
     2898    USE indices,                                                                                   &
     2899        ONLY:  nzt
     2900
     2901    IMPLICIT NONE
     2902
     2903    INTEGER(iwp) ::  i             !< grid cell (x)
     2904    INTEGER(iwp) ::  ii            !< io-block counter
     2905    INTEGER(iwp) ::  il            !< io-block counter
     2906    INTEGER(iwp) ::  ioerr         !< IOSTAT flag for IO-commands ( 0 = no error )
     2907    INTEGER(iwp) ::  j             !< grid cell (y)
     2908    INTEGER(iwp) ::  jl            !< io-block counter
     2909    INTEGER(iwp) ::  kl            !< io-block counter
     2910    INTEGER(iwp) ::  kdum          !< io-block counter
     2911    INTEGER(iwp) ::  locdum        !< io-block counter
     2912    INTEGER(iwp) ::  size_of_mesh  !< temporary value for read
     2913    INTEGER(iwp) ::  size_of_pols  !< temporary value for read
     2914
     2915    LOGICAL ::  navigation_data_present  !< Flag: check for input file
     2916
     2917    REAL(wp) ::  zdum  !< dummy for measurement height
     2918    REAL(wp) ::  avg_agt_height = 1.8_wp
     2919
     2920
     2921!
     2922!-- Check the number of agent groups.
     2923    IF ( number_of_agent_groups > max_number_of_agent_groups )  THEN
     2924       WRITE( message_string, * ) 'max_number_of_agent_groups =', max_number_of_agent_groups ,     &
     2925                                  '&number_of_agent_groups reset to ', max_number_of_agent_groups
     2926       CALL message( 'mas_init', 'PA0072', 0, 1, 0, 6, 0 )
     2927       number_of_agent_groups = max_number_of_agent_groups
     2928    ENDIF
     2929
     2930!
     2931!-- Set some parameters
     2932    d_sigma_rep_agent = 1.0_wp/sigma_rep_agent
     2933    d_sigma_rep_wall  = 1.0_wp/sigma_rep_wall
     2934    d_tau_accel_agent = 1.0_wp/tau_accel_agent
     2935    IF ( dt_agent /= 999.0_wp )  THEN
     2936       agent_own_timestep = .TRUE.
     2937    ENDIF
     2938
     2939!
     2940!-- Get index of first grid box above topography
     2941    ALLOCATE( top_top_s(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                                      &
     2942              top_top_w(nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                                      &
     2943              s_measure_height(nys:nyn,nxl:nxr) )
     2944!
     2945!-- Get first index above topography for scalar grid and last index in topography for z-component of
     2946!-- wind.
     2947    DO  il = nxlg, nxrg
     2948       DO  jl = nysg, nyng
     2949          top_top_s(jl,il) = topo_top_ind(jl,il,0) + 1
     2950          top_top_w(jl,il) = topo_top_ind(jl,il,3)
     2951       ENDDO
     2952    ENDDO
     2953!
     2954!-- Create 2D array containing the index at which measurements are done by agents. The height of
     2955!-- this measurement is given by avg_agt_height.
     2956    DO  il = nxl, nxr
     2957       DO  jl = nys, nyn
     2958
     2959          kdum = top_top_w(jl,il)
     2960          zdum = zw(kdum)
     2961          zdum = zdum + avg_agt_height
     2962          locdum = 0
     2963!
     2964!--       Locate minimum distance from u-grid to measurement height (zdum)
     2965          DO  kl = 1, nzt
     2966             IF ( ABS(zu(kl)-zdum) < ABS(zu(locdum)-zdum) ) locdum = kl
    30732967          ENDDO
     2968          s_measure_height(jl,il) = locdum
     2969
    30742970       ENDDO
    3075 !
    3076 !--    Create 2D array containing the index at which measurements are done by
    3077 !--    agents. The height of this measurement is given by avg_agt_height.
    3078        DO il = nxl, nxr
    3079           DO jl = nys, nyn
    3080 
    3081              kdum = top_top_w(jl,il)
    3082              zdum = zw(kdum)
    3083              zdum = zdum + avg_agt_height
    3084              locdum = 0
    3085 !
    3086 !--          Locate minimum distance from u-grid to measurement height (zdum)
    3087              DO kl = 1, nzt
    3088                 IF ( ABS(zu(kl)-zdum) < ABS(zu(locdum)-zdum) ) locdum = kl
     2971    ENDDO
     2972
     2973    CALL mas_create_obstacle_flags
     2974
     2975!
     2976!-- Set default start positions, if necessary
     2977    IF ( asl(1) == 9999999.9_wp )  asl(1) = 0.0_wp
     2978    IF ( asr(1) == 9999999.9_wp )  asr(1) = ( nx + 1 ) * dx
     2979    IF ( ass(1) == 9999999.9_wp )  ass(1) = 0.0_wp
     2980    IF ( asn(1) == 9999999.9_wp )  asn(1) = ( ny + 1 ) * dy
     2981    IF ( adx(1) == 9999999.9_wp  .OR.  adx(1) == 0.0_wp ) adx(1) = dx
     2982    IF ( ady(1) == 9999999.9_wp  .OR.  ady(1) == 0.0_wp ) ady(1) = dy
     2983
     2984    DO  j = 2, number_of_agent_groups
     2985       IF ( asl(j) == 9999999.9_wp )  asl(j) = asl(j-1)
     2986       IF ( asr(j) == 9999999.9_wp )  asr(j) = asr(j-1)
     2987       IF ( ass(j) == 9999999.9_wp )  ass(j) = ass(j-1)
     2988       IF ( asn(j) == 9999999.9_wp )  asn(j) = asn(j-1)
     2989       IF ( adx(j) == 9999999.9_wp  .OR.  adx(j) == 0.0_wp ) adx(j) = adx(j-1)
     2990       IF ( ady(j) == 9999999.9_wp  .OR.  ady(j) == 0.0_wp ) ady(j) = ady(j-1)
     2991    ENDDO
     2992
     2993!
     2994!-- Check boundary condition and set internal variables
     2995    SELECT CASE ( bc_mas_lr )
     2996
     2997       CASE ( 'cyclic' )
     2998          ibc_mas_lr = 0
     2999
     3000       CASE ( 'absorb' )
     3001          ibc_mas_lr = 1
     3002
     3003       CASE DEFAULT
     3004          WRITE( message_string, * ) 'unknown boundary condition ',                                &
     3005                                     'bc_mas_lr = "', TRIM( bc_mas_lr ), '"'
     3006          CALL message( 'mas_init', 'PA0073', 1, 2, 0, 6, 0 )
     3007
     3008    END SELECT
     3009    SELECT CASE ( bc_mas_ns )
     3010
     3011       CASE ( 'cyclic' )
     3012          ibc_mas_ns = 0
     3013
     3014       CASE ( 'absorb' )
     3015          ibc_mas_ns = 1
     3016
     3017       CASE DEFAULT
     3018          WRITE( message_string, * ) 'unknown boundary condition ',                                &
     3019                                     'bc_mas_ns = "', TRIM( bc_mas_ns ), '"'
     3020          CALL message( 'mas_init', 'PA0074', 1, 2, 0, 6, 0 )
     3021
     3022    END SELECT
     3023
     3024!
     3025!-- For the first model run of a possible job chain initialize the agents, otherwise read the agent
     3026!-- data from restart file.
     3027    IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'read_restart_data'  .AND.  read_agents_from_restartfile )&
     3028    THEN
     3029
     3030!           CALL mas_read_restart_file
     3031
     3032    ELSE
     3033!
     3034!--    Read preprocessed data of navigation mesh and building polygons for agent pathfinding
     3035       DO  ii = 0, io_blocks-1
     3036          IF ( ii == io_group )  THEN
     3037!
     3038!--          Check for naviation input file and open it
     3039             INQUIRE( FILE='NAVIGATION_DATA' // TRIM( coupling_char ),                             &
     3040                      EXIST=navigation_data_present )
     3041             IF ( .NOT. navigation_data_present )  THEN
     3042                message_string = 'Input file NAVIGATION_DATA' //                                   &
     3043                                  TRIM( coupling_char ) // ' for MAS missing. ' //                 &
     3044                                  '&Please run agent_preprocessing before the job to create it.'
     3045                CALL message( 'mas_init', 'PA0525', 1, 2, 0, 6, 0 )
     3046             ENDIF
     3047             OPEN ( 119, FILE='NAVIGATION_DATA'//TRIM( coupling_char ), FORM='UNFORMATTED',        &
     3048                         IOSTAT=ioerr )
     3049!
     3050!--             Read mesh data
     3051             READ( 119 ) size_of_mesh
     3052             ALLOCATE( mesh(1:size_of_mesh) )
     3053             DO  i = 1, size_of_mesh
     3054                READ( 119 ) mesh(i)%polygon_id, mesh(i)%vertex_id,                                 &
     3055                            mesh(i)%noc, mesh(i)%origin_id,                                        &
     3056                            mesh(i)%cost_so_far, mesh(i)%x,                                        &
     3057                            mesh(i)%y, mesh(i)%x_s, mesh(i)%y_s
     3058                ALLOCATE( mesh(i)%connected_vertices(1:mesh(i)%noc),                               &
     3059                          mesh(i)%distance_to_vertex(1:mesh(i)%noc) )
     3060                DO  j = 1, mesh(i)%noc
     3061                   READ( 119 ) mesh(i)%connected_vertices(j),                                      &
     3062                               mesh(i)%distance_to_vertex(j)
     3063                ENDDO
    30893064             ENDDO
    3090              s_measure_height(jl,il) = locdum
    3091 
    3092           ENDDO
     3065!
     3066!--             Read polygon data
     3067             READ( 119 ) size_of_pols
     3068             ALLOCATE( polygons(1:size_of_pols) )
     3069             DO  i = 1, size_of_pols
     3070                READ( 119 ) polygons(i)%nov
     3071                ALLOCATE( polygons(i)%vertices(0:polygons(i)%nov+1) )
     3072                DO  j = 0, polygons(i)%nov+1
     3073                   READ( 119 ) polygons(i)%vertices(j)%delete,                                     &
     3074                               polygons(i)%vertices(j)%x,                                          &
     3075                               polygons(i)%vertices(j)%y
     3076                ENDDO
     3077             ENDDO
     3078             CLOSE(119)
     3079
     3080          ENDIF
     3081#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
     3082          CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
     3083#endif
    30933084       ENDDO
    30943085
    3095        CALL mas_create_obstacle_flags
    3096 
    3097 !
    3098 !--    Set default start positions, if necessary
    3099        IF ( asl(1) == 9999999.9_wp )  asl(1) = 0.0_wp
    3100        IF ( asr(1) == 9999999.9_wp )  asr(1) = ( nx + 1 ) * dx
    3101        IF ( ass(1) == 9999999.9_wp )  ass(1) = 0.0_wp
    3102        IF ( asn(1) == 9999999.9_wp )  asn(1) = ( ny + 1 ) * dy
    3103        IF ( adx(1) == 9999999.9_wp .OR. adx(1) == 0.0_wp ) adx(1) = dx
    3104        IF ( ady(1) == 9999999.9_wp .OR. ady(1) == 0.0_wp ) ady(1) = dy
    3105 
    3106        DO  j = 2, number_of_agent_groups
    3107           IF ( asl(j) == 9999999.9_wp )  asl(j) = asl(j-1)
    3108           IF ( asr(j) == 9999999.9_wp )  asr(j) = asr(j-1)
    3109           IF ( ass(j) == 9999999.9_wp )  ass(j) = ass(j-1)
    3110           IF ( asn(j) == 9999999.9_wp )  asn(j) = asn(j-1)
    3111           IF ( adx(j) == 9999999.9_wp .OR. adx(j) == 0.0_wp ) adx(j) = adx(j-1)
    3112           IF ( ady(j) == 9999999.9_wp .OR. ady(j) == 0.0_wp ) ady(j) = ady(j-1)
    3113        ENDDO
    3114 
    3115 !
    3116 !--    Check boundary condition and set internal variables
    3117        SELECT CASE ( bc_mas_lr )
    3118 
    3119           CASE ( 'cyclic' )
    3120              ibc_mas_lr = 0
    3121 
    3122           CASE ( 'absorb' )
    3123              ibc_mas_lr = 1
    3124 
    3125           CASE DEFAULT
    3126              WRITE( message_string, * ) 'unknown boundary condition ',         &
    3127                                         'bc_mas_lr = "', TRIM( bc_mas_lr ), '"'
    3128              CALL message( 'mas_init', 'PA0073', 1, 2, 0, 6, 0 )
    3129 
    3130        END SELECT
    3131        SELECT CASE ( bc_mas_ns )
    3132 
    3133           CASE ( 'cyclic' )
    3134              ibc_mas_ns = 0
    3135 
    3136           CASE ( 'absorb' )
    3137              ibc_mas_ns = 1
    3138 
    3139           CASE DEFAULT
    3140              WRITE( message_string, * ) 'unknown boundary condition ',         &
    3141                                         'bc_mas_ns = "', TRIM( bc_mas_ns ), '"'
    3142              CALL message( 'mas_init', 'PA0074', 1, 2, 0, 6, 0 )
    3143 
    3144        END SELECT
    3145 
    3146 !
    3147 !--    For the first model run of a possible job chain initialize the
    3148 !--    agents, otherwise read the agent data from restart file.
    3149        IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'read_restart_data'                &
    3150             .AND.  read_agents_from_restartfile )  THEN
    3151 
    3152 !           CALL mas_read_restart_file
    3153 
    3154        ELSE
    3155 !
    3156 !--       Read preprocessed data of navigation mesh and building polygons
    3157 !--       for agent pathfinding
    3158           DO ii = 0, io_blocks-1
    3159              IF ( ii == io_group )  THEN
    3160 !
    3161 !--             Check for naviation input file and open it
    3162                 INQUIRE( FILE='NAVIGATION_DATA' // TRIM( coupling_char ), EXIST=navigation_data_present )
    3163                 IF ( .NOT. navigation_data_present )  THEN
    3164                    message_string = 'Input file NAVIGATION_DATA' //                &
    3165                                      TRIM( coupling_char ) // ' for MAS missing. ' // &
    3166                                      '&Please run agent_preprocessing before the job to create it.'
    3167                    CALL message( 'mas_init', 'PA0525', 1, 2, 0, 6, 0 )
    3168                 ENDIF
    3169                 OPEN ( 119, FILE='NAVIGATION_DATA'//TRIM( coupling_char ),     &
    3170                             FORM='UNFORMATTED', IOSTAT=ioerr )
    3171 !
    3172 !--             Read mesh data
    3173                 READ(119) size_of_mesh
    3174                 ALLOCATE( mesh(1:size_of_mesh))
    3175                 DO i = 1, size_of_mesh
    3176                    READ(119) mesh(i)%polygon_id, mesh(i)%vertex_id,            &
    3177                              mesh(i)%noc, mesh(i)%origin_id,                   &
    3178                              mesh(i)%cost_so_far, mesh(i)%x,                   &
    3179                              mesh(i)%y, mesh(i)%x_s, mesh(i)%y_s
    3180                    ALLOCATE( mesh(i)%connected_vertices(1:mesh(i)%noc),        &
    3181                              mesh(i)%distance_to_vertex(1:mesh(i)%noc) )
    3182                    DO j = 1, mesh(i)%noc
    3183                       READ(119) mesh(i)%connected_vertices(j),                 &
    3184                                 mesh(i)%distance_to_vertex(j)
    3185                    ENDDO
    3186                 ENDDO
    3187 !
    3188 !--             Read polygon data
    3189                 READ(119) size_of_pols
    3190                 ALLOCATE( polygons(1:size_of_pols) )
    3191                 DO i = 1, size_of_pols
    3192                    READ(119) polygons(i)%nov
    3193                    ALLOCATE( polygons(i)%vertices(0:polygons(i)%nov+1) )
    3194                    DO j = 0, polygons(i)%nov+1
    3195                       READ(119) polygons(i)%vertices(j)%delete,                &
    3196                                 polygons(i)%vertices(j)%x,                     &
    3197                                 polygons(i)%vertices(j)%y
    3198                    ENDDO
    3199                 ENDDO
    3200                 CLOSE(119)
    3201 
    3202              ENDIF
    3203 #if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
    3204              CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
    3205 #endif
    3206           ENDDO
    3207 
    3208 !
    3209 !--       Allocate agent arrays and set attributes of the initial set of
    3210 !--       agents, which can be also periodically released at later times.
    3211           ALLOCATE( agt_count  (nysg:nyng,nxlg:nxrg),                          &
    3212                     grid_agents(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
    3213 !
    3214 !--       Allocate dummy arrays for pathfinding
    3215           ALLOCATE( dummy_path_x(0:agt_path_size),                 &
    3216                     dummy_path_y(0:agt_path_size) )
    3217 
    3218           number_of_agents = 0
    3219           sort_count_mas   = 0
    3220           agt_count        = 0
    3221 
    3222 !
    3223 !--       initialize counter for agent IDs
    3224           grid_agents%id_counter = 1
    3225 
    3226 !
    3227 !--       Initialize all agents with dummy values (otherwise errors may
    3228 !--       occur within restart runs). The reason for this is still not clear
    3229 !--       and may be presumably caused by errors in the respective user-interface.
    3230           zero_agent%agent_mask = .FALSE.
    3231           zero_agent%block_nr      = -1
    3232           zero_agent%group         = 0
    3233           zero_agent%id            = 0_idp
    3234           zero_agent%path_counter  = agt_path_size
    3235           zero_agent%age           = 0.0_wp
    3236           zero_agent%age_m         = 0.0_wp
    3237           zero_agent%dt_sum        = 0.0_wp
    3238           zero_agent%clo           = 0.0_wp
    3239           zero_agent%energy_storage= 0.0_wp
    3240           zero_agent%force_x       = 0.0_wp
    3241           zero_agent%force_y       = 0.0_wp
    3242           zero_agent%origin_x      = 0.0_wp
    3243           zero_agent%origin_y      = 0.0_wp
    3244           zero_agent%speed_abs     = 0.0_wp
    3245           zero_agent%speed_e_x     = 0.0_wp
    3246           zero_agent%speed_e_y     = 0.0_wp
    3247           zero_agent%speed_des     = random_normal(desired_speed, des_sp_sig)
    3248           zero_agent%speed_x       = 0.0_wp
    3249           zero_agent%speed_y       = 0.0_wp
    3250           zero_agent%ipt           = 0.0_wp
    3251           zero_agent%x             = 0.0_wp
    3252           zero_agent%y             = 0.0_wp
    3253           zero_agent%path_x        = 0.0_wp
    3254           zero_agent%path_y        = 0.0_wp
    3255           zero_agent%t_x           = 0.0_wp
    3256           zero_agent%t_y           = 0.0_wp
    3257 
    3258 !
    3259 !--    Set a seed value for the random number generator to be exclusively
    3260 !--    used for the agent code. The generated random numbers should be
    3261 !--    different on the different PEs.
    3262           iran_agent = iran_agent + myid
    3263 
    3264           CALL mas_create_agent (PHASE_INIT)
    3265 
    3266        ENDIF
    3267 
    3268 !
    3269 !--    To avoid programm abort, assign agents array to the local version of
    3270 !--    first grid cell
    3271        number_of_agents = agt_count(nys,nxl)
    3272        agents => grid_agents(nys,nxl)%agents(1:number_of_agents)
    3273 
    3274     END SUBROUTINE mas_init
    3275 
    3276 !------------------------------------------------------------------------------!
     3086!
     3087!--    Allocate agent arrays and set attributes of the initial set of agents, which can be also
     3088!--    periodically released at later times.
     3089       ALLOCATE( agt_count  (nysg:nyng,nxlg:nxrg),                                                 &
     3090                 grid_agents(nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
     3091!
     3092!--    Allocate dummy arrays for pathfinding
     3093       ALLOCATE( dummy_path_x(0:agt_path_size),                                                    &
     3094                 dummy_path_y(0:agt_path_size) )
     3095
     3096       number_of_agents = 0
     3097       sort_count_mas   = 0
     3098       agt_count        = 0
     3099
     3100!
     3101!--    Initialize counter for agent IDs
     3102       grid_agents%id_counter = 1
     3103
     3104!
     3105!--    Initialize all agents with dummy values (otherwise errors may occur within restart runs).
     3106!--    The reason for this is still not clear and may be presumably caused by errors in the
     3107!--    respective user-interface.
     3108       zero_agent%agent_mask = .FALSE.
     3109       zero_agent%block_nr      = -1
     3110       zero_agent%group         = 0
     3111       zero_agent%id            = 0_idp
     3112       zero_agent%path_counter  = agt_path_size
     3113       zero_agent%age           = 0.0_wp
     3114       zero_agent%age_m         = 0.0_wp
     3115       zero_agent%dt_sum        = 0.0_wp
     3116       zero_agent%clo           = 0.0_wp
     3117       zero_agent%energy_storage= 0.0_wp
     3118       zero_agent%force_x       = 0.0_wp
     3119       zero_agent%force_y       = 0.0_wp
     3120       zero_agent%origin_x      = 0.0_wp
     3121       zero_agent%origin_y      = 0.0_wp
     3122       zero_agent%speed_abs     = 0.0_wp
     3123       zero_agent%speed_e_x     = 0.0_wp
     3124       zero_agent%speed_e_y     = 0.0_wp
     3125       zero_agent%speed_des     = random_normal(desired_speed, des_sp_sig)
     3126       zero_agent%speed_x       = 0.0_wp
     3127       zero_agent%speed_y       = 0.0_wp
     3128       zero_agent%ipt           = 0.0_wp
     3129       zero_agent%x             = 0.0_wp
     3130       zero_agent%y             = 0.0_wp
     3131       zero_agent%path_x        = 0.0_wp
     3132       zero_agent%path_y        = 0.0_wp
     3133       zero_agent%t_x           = 0.0_wp
     3134       zero_agent%t_y           = 0.0_wp
     3135
     3136!
     3137!--    Set a seed value for the random number generator to be exclusively used for the agent code.
     3138!--    The generated random numbers should be different on the different PEs.
     3139       iran_agent = iran_agent + myid
     3140
     3141       CALL mas_create_agent( phase_init )
     3142
     3143    ENDIF
     3144
     3145!
     3146!-- To avoid programm abort, assign agents array to the local version of first grid cell.
     3147    number_of_agents = agt_count(nys,nxl)
     3148    agents => grid_agents(nys,nxl)%agents(1:number_of_agents)
     3149
     3150 END SUBROUTINE mas_init
     3151
     3152!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    32773153! Description:
    32783154! ------------
    32793155!> Output of informative message about maximum agent number
    3280 !------------------------------------------------------------------------------!
    3281     SUBROUTINE mas_last_actions
    3282 
    3283        USE control_parameters,                                                 &
    3284            ONLY:  message_string
    3285 
    3286        IMPLICIT NONE
    3287 
    3288        WRITE(message_string,'(A,I8,A)')                                        &
    3289                          'The maximumn number of agents during this run was',  &
    3290                          maximum_number_of_agents,                             &
    3291                          '&Consider adjusting the INPUT parameter'//           &
    3292                          '&dim_size_agtnum_manual accordingly for the next run.'
    3293 
    3294        CALL message( 'mas_data_output_agents', 'PA0457', 0, 0, 0, 6, 0 )
    3295 
    3296     END SUBROUTINE mas_last_actions
    3297 
    3298 !------------------------------------------------------------------------------!
     3156!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3157 SUBROUTINE mas_last_actions
     3158
     3159    USE control_parameters,                                                                        &
     3160        ONLY:  message_string
     3161
     3162    IMPLICIT NONE
     3163
     3164    WRITE(message_string,'(A,I8,A)') 'The maximumn number of agents during this run was',          &
     3165                                     maximum_number_of_agents,                                     &
     3166                                     '&Consider adjusting the INPUT parameter'//                   &
     3167                                     '&dim_size_agtnum_manual accordingly for the next run.'
     3168
     3169    CALL message( 'mas_data_output_agents', 'PA0457', 0, 0, 0, 6, 0 )
     3170
     3171 END SUBROUTINE mas_last_actions
     3172
     3173!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    32993174! Description:
    33003175! ------------
    3301 !> Finds the shortest path from a start position to a target position using the
    3302 !> A*-algorithm
    3303 !------------------------------------------------------------------------------!
    3304     SUBROUTINE mas_nav_a_star( start_x, start_y, target_x, target_y, nsteps )
    3305 
    3306        IMPLICIT NONE
    3307 
    3308        LOGICAL ::  target_reached !< flag
    3309 
    3310        INTEGER(iwp) ::  cur_node     !< current node of binary heap
    3311        INTEGER(iwp) ::  il           !< counter (x)
    3312        INTEGER(iwp) ::  neigh_node   !< neighbor node
    3313        INTEGER(iwp) ::  node_counter !< binary heap node counter
    3314        INTEGER(iwp) ::  path_ag      !< index of agent path
    3315        INTEGER(iwp) ::  som          !< size of mesh
    3316        INTEGER(iwp) ::  steps        !< steps along the path
    3317        INTEGER(iwp) ::  nsteps        !< number of steps
    3318 
    3319        REAL(wp) ::  start_x      !< x-coordinate agent
    3320        REAL(wp) ::  start_y      !< y-coordinate agent
    3321        REAL(wp) ::  new_cost     !< updated cost to reach node
    3322        REAL(wp) ::  new_priority !< priority of node to be added to queue
    3323        REAL(wp) ::  rn_gate      !< random number for corner gate
    3324        REAL(wp) ::  target_x     !< x-coordinate target
    3325        REAL(wp) ::  target_y     !< y-coordinate target
    3326 !
    3327 !--    Coordinate Type
    3328        TYPE coord
    3329           REAL(wp) ::  x   !< x-coordinate
    3330           REAL(wp) ::  x_s !< x-coordinate (shifted)
    3331           REAL(wp) ::  y   !< y-coordinate
    3332           REAL(wp) ::  y_s !< y-coordinate (shifted)
    3333        END TYPE coord
    3334 
    3335        TYPE(coord), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  path     !< path array
    3336        TYPE(coord), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  tmp_path !< temporary path for resizing
    3337 
    3338        node_counter = 0
    3339 !
    3340 !--    Create temporary navigation mesh including agent and target positions
    3341        CALL mas_nav_create_tmp_mesh( start_x, start_y, target_x, target_y, som )
    3342        tmp_mesh(som)%cost_so_far = 0.0_wp
    3343 !
    3344 !--    Initialize priority queue
    3345        heap_count = 0_iwp
    3346        ALLOCATE(queue(0:100))
    3347        target_reached = .FALSE.
    3348 !
    3349 !--    Add starting point (agent position) to frontier (the frontier consists
    3350 !--    of all the nodes that are to be visited. The node with the smallest
    3351 !--    priority will be visited first. The priority consists of the distance
    3352 !--    from the start node to this node plus a minimal guess (direct distance)
    3353 !--    from this node to the goal). For the starting node, the priority is set
    3354 !--    to 0, as it's the only node thus far
    3355        CALL mas_heap_insert_item(som,0.0_wp)
    3356        cur_node = som
    3357        DO WHILE ( heap_count > 0 )
    3358 !
    3359 !--       Step one: Pick lowest priority item from queue
    3360           node_counter = node_counter + 1
    3361           CALL mas_heap_extract_item(cur_node)
    3362 !
    3363 !--       Node 0 is the goal node
    3364           IF ( cur_node == 0 ) THEN
    3365              EXIT
     3176!> Finds the shortest path from a start position to a target position using the A*-algorithm
     3177!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3178 SUBROUTINE mas_nav_a_star( start_x, start_y, target_x, target_y, nsteps )
     3179
     3180    IMPLICIT NONE
     3181
     3182    INTEGER(iwp) ::  cur_node      !< current node of binary heap
     3183    INTEGER(iwp) ::  il            !< counter (x)
     3184    INTEGER(iwp) ::  neigh_node    !< neighbor node
     3185    INTEGER(iwp) ::  node_counter  !< binary heap node counter
     3186    INTEGER(iwp) ::  nsteps        !< number of steps
     3187    INTEGER(iwp) ::  path_ag       !< index of agent path
     3188    INTEGER(iwp) ::  som           !< size of mesh
     3189    INTEGER(iwp) ::  steps         !< steps along the path
     3190
     3191    LOGICAL ::  target_reached  !< flag
     3192
     3193    REAL(wp) ::  new_cost      !< updated cost to reach node
     3194    REAL(wp) ::  new_priority  !< priority of node to be added to queue
     3195    REAL(wp) ::  start_x       !< x-coordinate agent
     3196    REAL(wp) ::  start_y       !< y-coordinate agent
     3197    REAL(wp) ::  rn_gate       !< random number for corner gate
     3198    REAL(wp) ::  target_x      !< x-coordinate target
     3199    REAL(wp) ::  target_y      !< y-coordinate target
     3200!
     3201!-- Coordinate Type
     3202    TYPE coord
     3203       REAL(wp) ::  x    !< x-coordinate
     3204       REAL(wp) ::  x_s  !< x-coordinate (shifted)
     3205       REAL(wp) ::  y    !< y-coordinate
     3206       REAL(wp) ::  y_s  !< y-coordinate (shifted)
     3207    END TYPE coord
     3208
     3209    TYPE(coord), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  path      !< path array
     3210    TYPE(coord), DIMENSION(:), ALLOCATABLE, TARGET ::  tmp_path  !< temporary path for resizing
     3211
     3212    node_counter = 0
     3213!
     3214!-- Create temporary navigation mesh including agent and target positions
     3215    CALL mas_nav_create_tmp_mesh( start_x, start_y, target_x, target_y, som )
     3216    tmp_mesh(som)%cost_so_far = 0.0_wp
     3217!
     3218!-- Initialize priority queue
     3219    heap_count = 0_iwp
     3220    ALLOCATE( queue(0:100) )
     3221    target_reached = .FALSE.
     3222!
     3223!-- Add starting point (agent position) to frontier (the frontier consists of all the nodes that
     3224!-- are to be visited. The node with the smallest priority will be visited first. The priority
     3225!-- consists of the distance from the start node to this node plus a minimal guess (direct
     3226!-- distance) from this node to the goal). For the starting node, the priority is set to 0, as it's
     3227!-- the only node thus far.
     3228    CALL mas_heap_insert_item( som, 0.0_wp )
     3229    cur_node = som
     3230    DO WHILE ( heap_count > 0 )
     3231!
     3232!--    Step one: Pick lowest priority item from queue
     3233       node_counter = node_counter + 1
     3234       CALL mas_heap_extract_item(cur_node)
     3235!
     3236!--    Node 0 is the goal node
     3237       IF ( cur_node == 0 )  THEN
     3238          EXIT
     3239       ENDIF
     3240!
     3241!--    Loop over all of cur_node's neighbors
     3242       DO  il = 1, tmp_mesh(cur_node)%noc
     3243          neigh_node = tmp_mesh(cur_node)%connected_vertices(il)
     3244!
     3245!--       Check, if the way from the start node to this neigh_node via cur_node is shorter than the
     3246!--       previously found shortest path to it.
     3247!--       If so, replace said cost and add neigh_node to the frontier.
     3248!--       cost_so_far is initialized as 1.d12 so that all found distances should be smaller.
     3249          new_cost   = tmp_mesh(cur_node)%cost_so_far + tmp_mesh(cur_node)%distance_to_vertex(il)
     3250          IF ( new_cost < tmp_mesh(neigh_node)%cost_so_far )  THEN
     3251             tmp_mesh(neigh_node)%cost_so_far = new_cost
     3252             tmp_mesh(neigh_node)%origin_id   = cur_node
     3253!
     3254!--             Priority in the queue is cost_so_far + heuristic to goal
     3255             new_priority = new_cost                                                               &
     3256                            + heuristic(tmp_mesh(neigh_node)%x,                                    &
     3257                              tmp_mesh(neigh_node)%y, tmp_mesh(0)%x,                               &
     3258                              tmp_mesh(0)%y)
     3259             CALL mas_heap_insert_item(neigh_node,new_priority)
    33663260          ENDIF
    3367 !
    3368 !--       Loop over all of cur_node's neighbors
    3369           DO il = 1, tmp_mesh(cur_node)%noc
    3370              neigh_node = tmp_mesh(cur_node)%connected_vertices(il)
    3371 !
    3372 !--          Check, if the way from the start node to this neigh_node via
    3373 !--          cur_node is shorter than the previously found shortest path to it.
    3374 !--          If so, replace said cost and add neigh_node to the frontier.
    3375 !--          cost_so_far is initialized as 1.d12 so that all found distances
    3376 !--          should be smaller.
    3377              new_cost   = tmp_mesh(cur_node)%cost_so_far                       &
    3378                          + tmp_mesh(cur_node)%distance_to_vertex(il)
    3379              IF ( new_cost < tmp_mesh(neigh_node)%cost_so_far ) THEN
    3380                 tmp_mesh(neigh_node)%cost_so_far = new_cost
    3381                 tmp_mesh(neigh_node)%origin_id   = cur_node
    3382 !
    3383 !--             Priority in the queue is cost_so_far + heuristic to goal
    3384                 new_priority = new_cost                                        &
    3385                               + heuristic(tmp_mesh(neigh_node)%x,              &
    3386                                 tmp_mesh(neigh_node)%y, tmp_mesh(0)%x,         &
    3387                                 tmp_mesh(0)%y)
    3388                 CALL mas_heap_insert_item(neigh_node,new_priority)
    3389              ENDIF
    3390           ENDDO
    33913261       ENDDO
    3392 !
    3393 !--    Add nodes to a path array. To do this, we must backtrack from the target
    3394 !--    node to its origin to its origin and so on until an node is reached that
    3395 !--    has no origin (%origin_id == -1). This is the starting node.
    3396        DEALLOCATE(queue)
    3397        cur_node = 0
    3398        steps = 0
    3399        ALLOCATE(path(1:100))
    3400        DO WHILE ( cur_node /= -1 )
    3401           steps = steps + 1
    3402 !
    3403 !--       Resize path array if necessary
    3404           IF ( steps > SIZE(path) ) THEN
    3405              ALLOCATE(tmp_path(1:steps-1))
    3406              tmp_path(1:steps-1) = path(1:steps-1)
    3407              DEALLOCATE(path)
    3408              ALLOCATE(path(1:2*(steps-1)))
    3409              path(1:steps-1) = tmp_path(1:steps-1)
    3410              DEALLOCATE(tmp_path)
    3411           ENDIF
    3412           path(steps)%x = tmp_mesh(cur_node)%x
    3413           path(steps)%y = tmp_mesh(cur_node)%y
    3414           path(steps)%x_s = tmp_mesh(cur_node)%x_s
    3415           path(steps)%y_s = tmp_mesh(cur_node)%y_s
    3416           cur_node = tmp_mesh(cur_node)%origin_id
    3417        ENDDO
    3418 !
    3419 !--    Add calculated intermittent targets to the path until either the
    3420 !--    target or the maximum number of intermittent targets is reached.
    3421 !--    Ignore starting point (reduce index by one), it is agent position.
    3422        dummy_path_x = -1
    3423        dummy_path_y = -1
    3424        path_ag = 1
     3262    ENDDO
     3263!
     3264!-- Add nodes to a path array. To do this, we must backtrack from the target node to its origin and
     3265!-- so on until a node is reached that has no origin (%origin_id == -1). This is the starting node.
     3266    DEALLOCATE( queue )
     3267    cur_node = 0
     3268    steps = 0
     3269    ALLOCATE( path(1:100) )
     3270    DO WHILE ( cur_node /= -1 )
     3271       steps = steps + 1
     3272!
     3273!--    Resize path array if necessary
     3274       IF ( steps > SIZE(path) )  THEN
     3275          ALLOCATE( tmp_path(1:steps-1) )
     3276          tmp_path(1:steps-1) = path(1:steps-1)
     3277          DEALLOCATE( path )
     3278          ALLOCATE( path(1:2*(steps-1)) )
     3279          path(1:steps-1) = tmp_path(1:steps-1)
     3280          DEALLOCATE( tmp_path )
     3281       ENDIF
     3282       path(steps)%x = tmp_mesh(cur_node)%x
     3283       path(steps)%y = tmp_mesh(cur_node)%y
     3284       path(steps)%x_s = tmp_mesh(cur_node)%x_s
     3285       path(steps)%y_s = tmp_mesh(cur_node)%y_s
     3286       cur_node = tmp_mesh(cur_node)%origin_id
     3287    ENDDO
     3288!
     3289!-- Add calculated intermittent targets to the path until either the target or the maximum number of
     3290!-- intermittent targets is reached.
     3291!-- Ignore starting point (reduce index by one), it is agent position.
     3292    dummy_path_x = -1
     3293    dummy_path_y = -1
     3294    path_ag = 1
     3295    steps = steps - 1
     3296    nsteps = 0
     3297    DO WHILE( steps > 0 .AND. path_ag <= agt_path_size )
     3298!
     3299!--    Each target point is randomly chosen along a line target along the bisector of the building
     3300!--    corner that starts at corner_gate_start and has a width of corner_gate_width. This is to
     3301!--    avoid clustering when opposing agent groups try to reach the same corner target.
     3302       rn_gate = random_function(iran_agent) * corner_gate_width + corner_gate_start
     3303       dummy_path_x(path_ag) = path(steps)%x + rn_gate * (path(steps)%x_s - path(steps)%x)
     3304       dummy_path_y(path_ag) = path(steps)%y + rn_gate * (path(steps)%y_s - path(steps)%y)
    34253305       steps = steps - 1
    3426        nsteps = 0
    3427        DO WHILE( steps > 0 .AND. path_ag <= agt_path_size )
    3428 !
    3429 !--       Each target point is randomly chosen along a line target along the
    3430 !--       bisector of the building corner that starts at corner_gate_start
    3431 !--       and has a width of corner_gate_width. This is to avoid clustering
    3432 !--       when opposing agent groups try to reach the same corner target.
    3433           rn_gate = random_function(iran_agent) * corner_gate_width            &
    3434                                                 + corner_gate_start
    3435           dummy_path_x(path_ag) = path(steps)%x + rn_gate                      &
    3436                          * (path(steps)%x_s - path(steps)%x)
    3437           dummy_path_y(path_ag) = path(steps)%y + rn_gate                      &
    3438                          * (path(steps)%y_s - path(steps)%y)
    3439           steps = steps - 1
    3440           path_ag = path_ag + 1
    3441           nsteps = nsteps + 1
    3442        ENDDO
    3443 !
    3444 !--    Set current intermittent target of this agent
    3445        DEALLOCATE(tmp_mesh, path)
    3446 
    3447     END SUBROUTINE mas_nav_a_star
    3448 
    3449 !------------------------------------------------------------------------------!
     3306       path_ag = path_ag + 1
     3307       nsteps = nsteps + 1
     3308    ENDDO
     3309!
     3310!-- Set current intermittent target of this agent
     3311    DEALLOCATE( tmp_mesh, path )
     3312
     3313 END SUBROUTINE mas_nav_a_star
     3314
     3315!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    34503316! Description:
    34513317! ------------
    3452 !> Adds a connection between two points of the navigation mesh
    3453 !> (one-way: in_mp1 to in_mp2)
    3454 !------------------------------------------------------------------------------!
    3455     SUBROUTINE mas_nav_add_connection ( in_mp1, id2, in_mp2 )
    3456 
    3457        IMPLICIT NONE
    3458 
    3459        LOGICAL ::  connection_established  !< Flag to indicate if connection has already been established
    3460 
    3461        INTEGER(iwp) ::  id2  !< ID of in_mp2
    3462        INTEGER(iwp) ::  il   !< local counter
    3463        INTEGER(iwp) ::  noc1 !< number of connections in in_mp1
    3464 
    3465        INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_cv !< dummy array for connected_vertices
    3466 
    3467        REAL(wp) ::  dist  !< Distance between the two points
    3468 
    3469        REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_dtv
    3470 
    3471        TYPE(mesh_point) ::  in_mp1  !< mesh point that gets a new connection
    3472        TYPE(mesh_point) ::  in_mp2  !< mesh point in_mp1 will be connected to
    3473 
    3474        connection_established = .FALSE.
    3475 !
    3476 !--    Check if connection has already been established
    3477        noc1 = SIZE(in_mp1%connected_vertices)
    3478        DO il = 1, in_mp1%noc
    3479           IF ( in_mp1%connected_vertices(il) == id2 ) THEN
    3480              connection_established = .TRUE.
    3481              EXIT
    3482           ENDIF
    3483        ENDDO
    3484 
    3485        IF ( .NOT. connection_established ) THEN
    3486 !
    3487 !--       Resize arrays, if necessary
    3488           IF ( in_mp1%noc >= noc1 ) THEN
    3489              ALLOCATE( dum_cv(1:noc1),dum_dtv(1:noc1) )
    3490              dum_cv  = in_mp1%connected_vertices
    3491              dum_dtv = in_mp1%distance_to_vertex
    3492              DEALLOCATE( in_mp1%connected_vertices, in_mp1%distance_to_vertex )
    3493              ALLOCATE( in_mp1%connected_vertices(1:2*noc1),                    &
    3494                        in_mp1%distance_to_vertex(1:2*noc1) )
    3495              in_mp1%connected_vertices         = -999
    3496              in_mp1%distance_to_vertex         = -999.
    3497              in_mp1%connected_vertices(1:noc1) = dum_cv
    3498              in_mp1%distance_to_vertex(1:noc1) = dum_dtv
    3499           ENDIF
    3500 
    3501 !
    3502 !--       Add connection
    3503           in_mp1%noc = in_mp1%noc+1
    3504           dist = SQRT( (in_mp1%x - in_mp2%x)**2 + (in_mp1%y - in_mp2%y)**2 )
    3505           in_mp1%connected_vertices(in_mp1%noc) = id2
    3506           in_mp1%distance_to_vertex(in_mp1%noc) = dist
     3318!> Adds a connection between two points of the navigation mesh (one-way: in_mp1 to in_mp2)
     3319!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3320 SUBROUTINE mas_nav_add_connection ( in_mp1, id2, in_mp2 )
     3321
     3322    IMPLICIT NONE
     3323
     3324    LOGICAL ::  connection_established  !< Flag to indicate if connection has already been established
     3325
     3326    INTEGER(iwp) ::  id2   !< ID of in_mp2
     3327    INTEGER(iwp) ::  il    !< local counter
     3328    INTEGER(iwp) ::  noc1  !< number of connections in in_mp1
     3329
     3330    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_cv  !< dummy array for connected_vertices
     3331
     3332    REAL(wp) ::  dist  !< Distance between the two points
     3333
     3334    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_dtv
     3335
     3336    TYPE(mesh_point) ::  in_mp1  !< mesh point that gets a new connection
     3337    TYPE(mesh_point) ::  in_mp2  !< mesh point in_mp1 will be connected to
     3338
     3339    connection_established = .FALSE.
     3340!
     3341!-- Check if connection has already been established
     3342    noc1 = SIZE( in_mp1%connected_vertices )
     3343    DO  il = 1, in_mp1%noc
     3344       IF ( in_mp1%connected_vertices(il) == id2 )  THEN
     3345          connection_established = .TRUE.
     3346          EXIT
    35073347       ENDIF
    3508 
    3509     END SUBROUTINE mas_nav_add_connection
    3510 
    3511 !------------------------------------------------------------------------------!
     3348    ENDDO
     3349
     3350    IF ( .NOT. connection_established )  THEN
     3351!
     3352!--    Resize arrays, if necessary
     3353       IF ( in_mp1%noc >= noc1 )  THEN
     3354          ALLOCATE( dum_cv(1:noc1),dum_dtv(1:noc1) )
     3355          dum_cv  = in_mp1%connected_vertices
     3356          dum_dtv = in_mp1%distance_to_vertex
     3357          DEALLOCATE( in_mp1%connected_vertices, in_mp1%distance_to_vertex )
     3358          ALLOCATE( in_mp1%connected_vertices(1:2*noc1),                                           &
     3359                    in_mp1%distance_to_vertex(1:2*noc1) )
     3360          in_mp1%connected_vertices         = -999
     3361          in_mp1%distance_to_vertex         = -999.
     3362          in_mp1%connected_vertices(1:noc1) = dum_cv
     3363          in_mp1%distance_to_vertex(1:noc1) = dum_dtv
     3364       ENDIF
     3365
     3366!
     3367!--    Add connection
     3368       in_mp1%noc = in_mp1%noc+1
     3369       dist = SQRT( (in_mp1%x - in_mp2%x)**2 + (in_mp1%y - in_mp2%y)**2 )
     3370       in_mp1%connected_vertices(in_mp1%noc) = id2
     3371       in_mp1%distance_to_vertex(in_mp1%noc) = dist
     3372    ENDIF
     3373
     3374 END SUBROUTINE mas_nav_add_connection
     3375
     3376!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    35123377! Description:
    35133378! ------------
    35143379!> Adds a vertex (curren position of agent or target) to the existing tmp_mesh
    3515 !------------------------------------------------------------------------------!
    3516     SUBROUTINE mas_nav_add_vertex_to_mesh ( in_mp, in_id )
    3517 
    3518        IMPLICIT NONE
    3519 
    3520        LOGICAL ::  intersection_found !< flag
    3521 
    3522        INTEGER(iwp) ::  jl    !< mesh point counter
    3523        INTEGER(iwp) ::  pl    !< polygon counter
    3524        INTEGER(iwp) ::  vl    !< vertex counter
    3525        INTEGER(iwp) ::  pid_t !< polygon id of tested mesh point
    3526        INTEGER(iwp) ::  vid_t !< vertex id of tested mesh point
    3527        INTEGER(iwp) ::  in_id !< vertex id of tested mesh point
    3528 
    3529        LOGICAL ::  is_left_n  !< local switch
    3530        LOGICAL ::  is_left_p  !< local switch
    3531        LOGICAL ::  is_right_n !< local switch
    3532        LOGICAL ::  is_right_p !< local switch
    3533 
    3534        REAL(wp) ::  v1x !< x-coordinate of test vertex 1 for intersection test
    3535        REAL(wp) ::  v1y !< y-coordinate of test vertex 1 for intersection test
    3536        REAL(wp) ::  v2x !< x-coordinate of test vertex 2 for intersection test
    3537        REAL(wp) ::  v2y !< y-coordinate of test vertex 2 for intersection test
    3538        REAL(wp) ::  x   !< x-coordinate of current mesh point
    3539        REAL(wp) ::  x_t !< x-coordinate of tested mesh point
    3540        REAL(wp) ::  y   !< y-coordinate of current mesh point
    3541        REAL(wp) ::  y_t !< y-coordinate of tested mesh point
    3542 
    3543        TYPE(mesh_point) ::  in_mp !< Input mesh point
     3380!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3381 SUBROUTINE mas_nav_add_vertex_to_mesh ( in_mp, in_id )
     3382
     3383    IMPLICIT NONE
     3384
     3385
     3386    INTEGER(iwp) ::  in_id  !< vertex id of tested mesh point
     3387    INTEGER(iwp) ::  jl     !< mesh point counter
     3388    INTEGER(iwp) ::  pl     !< polygon counter
     3389    INTEGER(iwp) ::  vl     !< vertex counter
     3390    INTEGER(iwp) ::  pid_t !< polygon id of tested mesh point
     3391    INTEGER(iwp) ::  vid_t !< vertex id of tested mesh point
     3392
     3393    LOGICAL ::  intersection_found  !< flag
     3394    LOGICAL ::  is_left_n           !< local switch
     3395    LOGICAL ::  is_left_p           !< local switch
     3396    LOGICAL ::  is_right_n          !< local switch
     3397    LOGICAL ::  is_right_p          !< local switch
     3398
     3399    REAL(wp) ::  v1x !< x-coordinate of test vertex 1 for intersection test
     3400    REAL(wp) ::  v1y !< y-coordinate of test vertex 1 for intersection test
     3401    REAL(wp) ::  v2x !< x-coordinate of test vertex 2 for intersection test
     3402    REAL(wp) ::  v2y !< y-coordinate of test vertex 2 for intersection test
     3403    REAL(wp) ::  x    !< x-coordinate of current mesh point
     3404    REAL(wp) ::  x_t !< x-coordinate of tested mesh point
     3405    REAL(wp) ::  y    !< y-coordinate of current mesh point
     3406    REAL(wp) ::  y_t !< y-coordinate of tested mesh point
     3407
     3408    TYPE(mesh_point) ::  in_mp !< Input mesh point
    35443409!
    35453410!--
    3546        x = in_mp%x
    3547        y = in_mp%y
    3548        DO jl = 0, SIZE(tmp_mesh)-2
    3549           IF ( in_id == jl ) CYCLE
    3550 !
    3551 !--       Ignore mesh points with 0 connections
    3552           IF ( tmp_mesh(jl)%polygon_id /= -1 ) THEN
    3553              IF ( tmp_mesh(jl)%noc == 0 ) CYCLE
    3554           ENDIF
    3555           x_t = tmp_mesh(jl)%x
    3556           y_t = tmp_mesh(jl)%y
    3557           pid_t = tmp_mesh(jl)%polygon_id
    3558           vid_t = tmp_mesh(jl)%vertex_id
    3559 !
    3560 !--       If the connecting line between the target and a mesh point points
    3561 !--       into the mesh point's polygon, no connection will be
    3562 !--       established between the two points. This is the case if the
    3563 !--       previous (next, n) vertex of the polygon is right of the connecting
    3564 !--       line and the next (previous, p) vertex of the polygon is left of the
    3565 !--       connecting line.
    3566           IF ( pid_t > 0  .AND.  pid_t <= SIZE( polygons ) )  THEN
    3567              is_left_p  = is_left(  x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%x,           &
    3568                                     polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%y )
    3569              is_left_n  = is_left(  x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%x,           &
    3570                                     polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%y )
    3571              is_right_p = is_right( x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%x,           &
    3572                                     polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%y )
    3573              is_right_n = is_right( x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%x,           &
    3574                                     polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%y )
    3575              IF ( ( is_left_p .AND. is_right_n )  .OR.  ( is_right_p .AND. is_left_n ) )  CYCLE
    3576           ENDIF
    3577 !
    3578 !--       For each edge of each polygon, check if it intersects with the
    3579 !--       potential connection. If at least one intersection is found,
    3580 !--       no connection can be made
    3581           intersection_found = .FALSE.
    3582           DO pl = 1, SIZE(polygons)
    3583              DO vl = 1, polygons(pl)%nov
    3584                 v1x = polygons(pl)%vertices(vl)%x
    3585                 v1y = polygons(pl)%vertices(vl)%y
    3586                 v2x = polygons(pl)%vertices(vl+1)%x
    3587                 v2y = polygons(pl)%vertices(vl+1)%y
    3588                 intersection_found = intersect(x,y,x_t,y_t,v1x,v1y,v2x,v2y)
    3589                 IF ( intersection_found ) THEN
    3590                    EXIT
    3591                 ENDIF
    3592              ENDDO
    3593              IF ( intersection_found ) EXIT
     3411    x = in_mp%x
     3412    y = in_mp%y
     3413    DO  jl = 0, SIZE( tmp_mesh )-2
     3414       IF ( in_id == jl )  CYCLE
     3415!
     3416!--    Ignore mesh points with 0 connections
     3417       IF ( tmp_mesh(jl)%polygon_id /= -1 )  THEN
     3418          IF ( tmp_mesh(jl)%noc == 0 )  CYCLE
     3419       ENDIF
     3420       x_t = tmp_mesh(jl)%x
     3421       y_t = tmp_mesh(jl)%y
     3422       pid_t = tmp_mesh(jl)%polygon_id
     3423       vid_t = tmp_mesh(jl)%vertex_id
     3424!
     3425!--    If the connecting line between the target and a mesh point points into the mesh point's
     3426!--    polygon, no connection will be established between the two points. This is the case if the
     3427!--    previous (next, n) vertex of the polygon is right of the connecting line and the next
     3428!--    (previous, p) vertex of the polygon is left of the connecting line.
     3429       IF ( pid_t > 0  .AND.  pid_t <= SIZE( polygons ) )  THEN
     3430          is_left_p  = is_left(  x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%x,              &
     3431                                 polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%y )
     3432          is_left_n  = is_left(  x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%x,              &
     3433                                 polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%y )
     3434          is_right_p = is_right( x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%x,              &
     3435                                 polygons(pid_t)%vertices(vid_t-1)%y )
     3436          is_right_n = is_right( x, y, x_t, y_t, polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%x,              &
     3437                                 polygons(pid_t)%vertices(vid_t+1)%y )
     3438          IF ( ( is_left_p .AND. is_right_n )  .OR.  ( is_right_p .AND. is_left_n ) )  CYCLE
     3439       ENDIF
     3440!
     3441!--    For each edge of each polygon, check if it intersects with the potential connection. If at
     3442!--    least one intersection is found, no connection can be made.
     3443       intersection_found = .FALSE.
     3444       DO  pl = 1, SIZE( polygons )
     3445          DO  vl = 1, polygons(pl)%nov
     3446             v1x = polygons(pl)%vertices(vl)%x
     3447             v1y = polygons(pl)%vertices(vl)%y
     3448             v2x = polygons(pl)%vertices(vl+1)%x
     3449             v2y = polygons(pl)%vertices(vl+1)%y
     3450             intersection_found = intersect(x,y,x_t,y_t,v1x,v1y,v2x,v2y)
     3451             IF ( intersection_found )  THEN
     3452                EXIT
     3453             ENDIF
    35943454          ENDDO
    3595           IF ( intersection_found ) CYCLE
    3596 !
    3597 !--       If neither of the above two test was true, a connection will be
    3598 !--       established between the two mesh points.
    3599           CALL mas_nav_add_connection(in_mp,jl, tmp_mesh(jl))
    3600           CALL mas_nav_add_connection(tmp_mesh(jl),in_id, in_mp)
     3455          IF ( intersection_found )  EXIT
    36013456       ENDDO
    3602        CALL mas_nav_reduce_connections(in_mp)
    3603 
    3604     END SUBROUTINE mas_nav_add_vertex_to_mesh
    3605 
    3606 !------------------------------------------------------------------------------!
     3457       IF ( intersection_found )  CYCLE
     3458!
     3459!--    If neither of the above two tests was true, a connection will be established between the two
     3460!--    mesh points.
     3461       CALL mas_nav_add_connection(in_mp,jl, tmp_mesh(jl))
     3462       CALL mas_nav_add_connection(tmp_mesh(jl),in_id, in_mp)
     3463    ENDDO
     3464    CALL mas_nav_reduce_connections(in_mp)
     3465
     3466 END SUBROUTINE mas_nav_add_vertex_to_mesh
     3467
     3468!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    36073469! Description:
    36083470! ------------
    36093471!> Creates a temporary copy of the navigation mesh to be used for pathfinding
    3610 !------------------------------------------------------------------------------!
    3611     SUBROUTINE mas_nav_create_tmp_mesh( a_x, a_y, t_x, t_y, som )
    3612 
    3613        IMPLICIT NONE
    3614 
    3615        INTEGER(iwp) ::  som !< size of mesh
    3616        INTEGER(iwp) ::  noc !< number of connetions
    3617        INTEGER(iwp) ::  im  !< local mesh point counter
    3618 
    3619        REAL(wp) ::  a_x !< x-coordinate agent
    3620        REAL(wp) ::  a_y !< y-coordinate agent
    3621        REAL(wp) ::  t_x !< x-coordinate target
    3622        REAL(wp) ::  t_y !< y-coordinate target
    3623 !
    3624 !--    give tmp_mesh the size of mesh
    3625        som = SIZE(mesh)+1
    3626        ALLOCATE(tmp_mesh(0:som))
    3627 !
    3628 !--    give the allocatable variables in tmp_mesh their respctive sizes
    3629        DO im = 1, som-1
    3630           noc = mesh(im)%noc
    3631           ALLOCATE(tmp_mesh(im)%connected_vertices(1:noc))
    3632           ALLOCATE(tmp_mesh(im)%distance_to_vertex(1:noc))
    3633        ENDDO
    3634 !
    3635 !--    copy mesh to tmp_mesh
    3636        tmp_mesh(1:som-1) = mesh(1:som-1)
    3637 !
    3638 !--    Add target point ...
    3639        CALL mas_nav_init_mesh_point(tmp_mesh(0),-1_iwp,-1_iwp,t_x, t_y)
    3640        CALL mas_nav_add_vertex_to_mesh(tmp_mesh(0),0_iwp)
    3641 !
    3642 !--    ... and start point to temp mesh
    3643        CALL mas_nav_init_mesh_point(tmp_mesh(som),-1_iwp,-1_iwp,a_x, a_y)
    3644        CALL mas_nav_add_vertex_to_mesh(tmp_mesh(som),som)
    3645 
    3646     END SUBROUTINE mas_nav_create_tmp_mesh
    3647    
    3648 
    3649 !------------------------------------------------------------------------------!
     3472!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3473 SUBROUTINE mas_nav_create_tmp_mesh( a_x, a_y, t_x, t_y, som )
     3474
     3475    IMPLICIT NONE
     3476
     3477    INTEGER(iwp) ::  im   !< local mesh point counter
     3478    INTEGER(iwp) ::  noc !< number of connetions
     3479    INTEGER(iwp) ::  som  !< size of mesh
     3480
     3481    REAL(wp) ::  a_x !< x-coordinate agent
     3482    REAL(wp) ::  a_y !< y-coordinate agent
     3483    REAL(wp) ::  t_x !< x-coordinate target
     3484    REAL(wp) ::  t_y !< y-coordinate target
     3485!
     3486!-- Give tmp_mesh the size of mesh
     3487    som = SIZE( mesh ) + 1
     3488    ALLOCATE( tmp_mesh(0:som) )
     3489!
     3490!-- Give the allocatable variables in tmp_mesh their respctive sizes
     3491    DO im = 1, som-1
     3492       noc = mesh(im)%noc
     3493       ALLOCATE( tmp_mesh(im)%connected_vertices(1:noc) )
     3494       ALLOCATE( tmp_mesh(im)%distance_to_vertex(1:noc) )
     3495    ENDDO
     3496!
     3497!-- Copy mesh to tmp_mesh
     3498    tmp_mesh(1:som-1) = mesh(1:som-1)
     3499!
     3500!-- Add target point ...
     3501    CALL mas_nav_init_mesh_point(tmp_mesh(0),-1_iwp,-1_iwp,t_x, t_y)
     3502    CALL mas_nav_add_vertex_to_mesh(tmp_mesh(0),0_iwp)
     3503!
     3504!-- ... and start point to temp mesh
     3505    CALL mas_nav_init_mesh_point(tmp_mesh(som),-1_iwp,-1_iwp,a_x, a_y)
     3506    CALL mas_nav_add_vertex_to_mesh(tmp_mesh(som),som)
     3507
     3508 END SUBROUTINE mas_nav_create_tmp_mesh
     3509
     3510
     3511!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    36503512! Description:
    36513513! ------------
    3652 !> Finds the shortest path from an agents' position to her target. As the
    3653 !> actual pathfinding algorithm uses the obstacle corners and then shifts them
    3654 !> outward after pathfinding, cases can uccur in which the connection between
    3655 !> these intermittent targets then intersect with obstacles. To remedy this
    3656 !> the pathfinding algorithm is then run on every two subsequent intermittent
    3657 !> targets iteratively and new intermittent targets may be added to the path
    3658 !> this way.
    3659 !------------------------------------------------------------------------------!
    3660     SUBROUTINE mas_nav_find_path( nl )
    3661 
    3662        IMPLICIT NONE
    3663 
    3664        INTEGER(iwp) ::  nl            !< local agent counter
    3665        INTEGER(iwp) ::  il            !< local counter
    3666        INTEGER(iwp) ::  jl            !< local counter
    3667        INTEGER(iwp) ::  kl            !< local counter
    3668        INTEGER(iwp) ::  nsteps_total  !< number of steps on path
    3669        INTEGER(iwp) ::  nsteps_dummy  !< number of steps on path
    3670        
    3671        REAL(wp), DIMENSION(0:30) ::  ld_path_x !< local dummy agent path to target (x)
    3672        REAL(wp), DIMENSION(0:30) ::  ld_path_y !< local dummy agent path to target (y)
    3673 !
    3674 !--    Initialize agent path arrays
    3675        agents(nl)%path_x    = -1
    3676        agents(nl)%path_y    = -1
    3677        agents(nl)%path_x(0) = agents(nl)%x
    3678        agents(nl)%path_y(0) = agents(nl)%y
    3679 !
    3680 !--    Calculate initial path
    3681        CALL mas_nav_a_star( agents(nl)%x,   agents(nl)%y,                      &
    3682                             agents(nl)%t_x, agents(nl)%t_y, nsteps_total )
    3683 !
    3684 !--    Set the rest of the agent path that was just calculated
    3685        agents(nl)%path_x(1:nsteps_total) = dummy_path_x(1:nsteps_total)
    3686        agents(nl)%path_y(1:nsteps_total) = dummy_path_y(1:nsteps_total)
    3687 !
    3688 !--    Iterate through found path and check more intermittent targets need
    3689 !--    to be added. For this, run pathfinding between every two consecutive
    3690 !--    intermittent targets.
    3691        DO il = 0, MIN(agt_path_size-1, nsteps_total-1)
    3692 !
    3693 !--       pathfinding between two consecutive intermittent targets
    3694           CALL mas_nav_a_star( agents(nl)%path_x(il),   agents(nl)%path_y(il), &
    3695                               agents(nl)%path_x(il+1), agents(nl)%path_y(il+1),&
    3696                               nsteps_dummy )
    3697           nsteps_dummy = nsteps_dummy - 1
    3698 !
    3699 !--       If additional intermittent targets are found, add them to the path
    3700           IF ( nsteps_dummy > 0 ) THEN
    3701              ld_path_x = -1
    3702              ld_path_y = -1
    3703              ld_path_x(il+1:il+nsteps_dummy) = dummy_path_x(1:nsteps_dummy)
    3704              ld_path_y(il+1:il+nsteps_dummy) = dummy_path_y(1:nsteps_dummy)
    3705              kl = 1
    3706              DO jl = il+1,nsteps_total
    3707                ld_path_x( il+nsteps_dummy+kl ) = agents(nl)%path_x(jl)
    3708                ld_path_y( il+nsteps_dummy+kl ) = agents(nl)%path_y(jl)
    3709                kl = kl + 1
    3710                IF ( kl > agt_path_size ) EXIT
    3711              ENDDO
    3712              nsteps_total = MIN(nsteps_total + nsteps_dummy, agt_path_size)
    3713              agents(nl)%path_x(il+1:nsteps_total) = ld_path_x(il+1:nsteps_total)
    3714              agents(nl)%path_y(il+1:nsteps_total) = ld_path_y(il+1:nsteps_total)
    3715           ENDIF
    3716 
    3717        ENDDO
    3718 !
    3719 !--    reset path counter to first intermittent target
    3720        agents(nl)%path_counter = 1
    3721 
    3722     END SUBROUTINE mas_nav_find_path
    3723 
    3724 !------------------------------------------------------------------------------!
     3514!> Finds the shortest path from an agents' position to her target. As the actual pathfinding
     3515!> algorithm uses the obstacle corners and then shifts them outward after pathfinding, cases can
     3516!> occur in which the connection between these intermittent targets then intersect with obstacles.
     3517!> To remedy this the pathfinding algorithm is then run on every two subsequent intermittent targets
     3518!> iteratively and new intermittent targets may be added to the path this way.
     3519!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3520 SUBROUTINE mas_nav_find_path( nl )
     3521
     3522    IMPLICIT NONE
     3523
     3524    INTEGER(iwp) ::  il            !< local counter
     3525    INTEGER(iwp) ::  jl            !< local counter
     3526    INTEGER(iwp) ::  kl            !< local counter
     3527    INTEGER(iwp) ::  nl            !< local agent counter
     3528    INTEGER(iwp) ::  nsteps_dummy  !< number of steps on path
     3529    INTEGER(iwp) ::  nsteps_total  !< number of steps on path
     3530
     3531    REAL(wp), DIMENSION(0:30) ::  ld_path_x  !< local dummy agent path to target (x)
     3532    REAL(wp), DIMENSION(0:30) ::  ld_path_y  !< local dummy agent path to target (y)
     3533!
     3534!-- Initialize agent path arrays
     3535    agents(nl)%path_x    = -1
     3536    agents(nl)%path_y    = -1
     3537    agents(nl)%path_x(0) = agents(nl)%x
     3538    agents(nl)%path_y(0) = agents(nl)%y
     3539!
     3540!-- Calculate initial path
     3541    CALL mas_nav_a_star( agents(nl)%x, agents(nl)%y, agents(nl)%t_x, agents(nl)%t_y, nsteps_total )
     3542!
     3543!-- Set the rest of the agent path that was just calculated
     3544    agents(nl)%path_x(1:nsteps_total) = dummy_path_x(1:nsteps_total)
     3545    agents(nl)%path_y(1:nsteps_total) = dummy_path_y(1:nsteps_total)
     3546!
     3547!-- Iterate through found path and check more intermittent targets need to be added. For this, run
     3548!-- pathfinding between every two consecutive intermittent targets.
     3549    DO  il = 0, MIN( agt_path_size-1, nsteps_total-1 )
     3550!
     3551!--    Pathfinding between two consecutive intermittent targets
     3552       CALL mas_nav_a_star( agents(nl)%path_x(il),   agents(nl)%path_y(il),                        &
     3553                            agents(nl)%path_x(il+1), agents(nl)%path_y(il+1),                      &
     3554                            nsteps_dummy )
     3555       nsteps_dummy = nsteps_dummy - 1
     3556!
     3557!--    If additional intermittent targets are found, add them to the path
     3558       IF ( nsteps_dummy > 0 )  THEN
     3559          ld_path_x = -1
     3560          ld_path_y = -1
     3561          ld_path_x(il+1:il+nsteps_dummy) = dummy_path_x(1:nsteps_dummy)
     3562          ld_path_y(il+1:il+nsteps_dummy) = dummy_path_y(1:nsteps_dummy)
     3563          kl = 1
     3564          DO  jl = il+1,nsteps_total
     3565            ld_path_x( il+nsteps_dummy+kl ) = agents(nl)%path_x(jl)
     3566            ld_path_y( il+nsteps_dummy+kl ) = agents(nl)%path_y(jl)
     3567            kl = kl + 1
     3568            IF ( kl > agt_path_size )  EXIT
     3569          ENDDO
     3570          nsteps_total = MIN( nsteps_total + nsteps_dummy, agt_path_size )
     3571          agents(nl)%path_x(il+1:nsteps_total) = ld_path_x(il+1:nsteps_total)
     3572          agents(nl)%path_y(il+1:nsteps_total) = ld_path_y(il+1:nsteps_total)
     3573       ENDIF
     3574
     3575    ENDDO
     3576!
     3577!-- Reset path counter to first intermittent target
     3578    agents(nl)%path_counter = 1
     3579
     3580 END SUBROUTINE mas_nav_find_path
     3581
     3582!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    37253583! Description:
    37263584! ------------
    3727 !> Reduces the size of connection array to the amount of actual connections
    3728 !> after all connetions were added to a mesh point
    3729 !------------------------------------------------------------------------------!
    3730     SUBROUTINE mas_nav_reduce_connections ( in_mp )
    3731 
    3732        IMPLICIT NONE
    3733 
    3734        INTEGER(iwp) ::  noc  !< number of connections
    3735 
    3736        INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_cv   !< dummy connected_vertices
    3737 
    3738        REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_dtv !< dummy distance_to_vertex
    3739 
    3740        TYPE(mesh_point) ::  in_mp
    3741 
    3742        noc = in_mp%noc
    3743        ALLOCATE( dum_cv(1:noc),dum_dtv(1:noc) )
    3744        dum_cv  = in_mp%connected_vertices(1:noc)
    3745        dum_dtv = in_mp%distance_to_vertex(1:noc)
    3746        DEALLOCATE( in_mp%connected_vertices, in_mp%distance_to_vertex )
    3747        ALLOCATE( in_mp%connected_vertices(1:noc),                    &
    3748                  in_mp%distance_to_vertex(1:noc) )
    3749        in_mp%connected_vertices(1:noc) = dum_cv(1:noc)
    3750        in_mp%distance_to_vertex(1:noc) = dum_dtv(1:noc)
    3751 
    3752     END SUBROUTINE mas_nav_reduce_connections
    3753 
    3754 !------------------------------------------------------------------------------!
     3585!> Reduces the size of connection array to the amount of actual connections after all connetions
     3586!> were added to a mesh point
     3587!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3588 SUBROUTINE mas_nav_reduce_connections ( in_mp )
     3589
     3590    IMPLICIT NONE
     3591
     3592    INTEGER(iwp) ::  noc  !< number of connections
     3593
     3594    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_cv    !< dummy connected_vertices
     3595
     3596    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dum_dtv !< dummy distance_to_vertex
     3597
     3598    TYPE(mesh_point) ::  in_mp
     3599
     3600    noc = in_mp%noc
     3601    ALLOCATE( dum_cv(1:noc),dum_dtv(1:noc) )
     3602    dum_cv  = in_mp%connected_vertices(1:noc)
     3603    dum_dtv = in_mp%distance_to_vertex(1:noc)
     3604    DEALLOCATE( in_mp%connected_vertices, in_mp%distance_to_vertex )
     3605    ALLOCATE( in_mp%connected_vertices(1:noc),                                                     &
     3606              in_mp%distance_to_vertex(1:noc) )
     3607    in_mp%connected_vertices(1:noc) = dum_cv(1:noc)
     3608    in_mp%distance_to_vertex(1:noc) = dum_dtv(1:noc)
     3609
     3610 END SUBROUTINE mas_nav_reduce_connections
     3611
     3612!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    37553613! Description:
    37563614! ------------
    37573615!> Initializes a point of the navigation mesh
    3758 !------------------------------------------------------------------------------!
    3759     SUBROUTINE mas_nav_init_mesh_point ( in_mp, pid, vid, x, y )
    3760 
    3761        IMPLICIT NONE
    3762 
    3763        INTEGER(iwp) ::  pid !< polygon ID
    3764        INTEGER(iwp) ::  vid !< vertex ID
    3765 
    3766        REAL(wp) ::  x !< x-coordinate
    3767        REAL(wp) ::  y !< y-coordinate
    3768 
    3769        TYPE(mesh_point) ::  in_mp !< mesh point to be initialized
    3770 
    3771        in_mp%origin_id          = -1
    3772        in_mp%polygon_id         = pid
    3773        in_mp%vertex_id          = vid
    3774        in_mp%cost_so_far        = 1.d12
    3775        in_mp%x                  = x
    3776        in_mp%y                  = y
    3777        in_mp%x_s                = x
    3778        in_mp%y_s                = y
    3779        ALLOCATE(in_mp%connected_vertices(1:100),                               &
    3780                 in_mp%distance_to_vertex(1:100))
    3781        in_mp%connected_vertices = -999
    3782        in_mp%distance_to_vertex = -999.
    3783        in_mp%noc                = 0
    3784 
    3785     END SUBROUTINE mas_nav_init_mesh_point
    3786 
    3787 !------------------------------------------------------------------------------!
     3616!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3617 SUBROUTINE mas_nav_init_mesh_point ( in_mp, pid, vid, x, y )
     3618
     3619    IMPLICIT NONE
     3620
     3621    INTEGER(iwp) ::  pid !< polygon ID
     3622    INTEGER(iwp) ::  vid !< vertex ID
     3623
     3624    REAL(wp) ::  x !< x-coordinate
     3625    REAL(wp) ::  y !< y-coordinate
     3626
     3627    TYPE(mesh_point) ::  in_mp !< mesh point to be initialized
     3628
     3629    in_mp%origin_id          = -1
     3630    in_mp%polygon_id         = pid
     3631    in_mp%vertex_id          = vid
     3632    in_mp%cost_so_far        = 1.d12
     3633    in_mp%x                  = x
     3634    in_mp%y                  = y
     3635    in_mp%x_s                = x
     3636    in_mp%y_s                = y
     3637    ALLOCATE( in_mp%connected_vertices(1:100),                                                     &
     3638              in_mp%distance_to_vertex(1:100) )
     3639    in_mp%connected_vertices = -999
     3640    in_mp%distance_to_vertex = -999.
     3641    in_mp%noc                = 0
     3642
     3643 END SUBROUTINE mas_nav_init_mesh_point
     3644
     3645!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    37883646! Description:
    37893647! ------------
    37903648!> Reading of namlist from parin file
    3791 !------------------------------------------------------------------------------!
    3792     SUBROUTINE mas_parin
    3793 
    3794        USE control_parameters,                                                 &
    3795            ONLY: agent_time_unlimited, multi_agent_system_end,                 &
    3796                  multi_agent_system_start
    3797 
    3798        IMPLICIT NONE
    3799 
    3800        CHARACTER (LEN=80) ::  line  !<
    3801 
    3802        NAMELIST /agent_parameters/  a_rand_target,                             &
    3803                                     adx,                                       &
    3804                                     ady,                                       &
    3805                                     agent_maximum_age,                         &
    3806                                     agent_time_unlimited,                      &
    3807                                     alloc_factor_mas,                          &
    3808                                     asl,                                       &
    3809                                     asn,                                       &
    3810                                     asr,                                       &
    3811                                     ass,                                       &
    3812                                     at_x,                                      &
    3813                                     at_y,                                      &
    3814                                     bc_mas_lr,                                 &
    3815                                     bc_mas_ns,                                 &
    3816                                     coll_t_0,                                  &
    3817                                     corner_gate_start,                         &
    3818                                     corner_gate_width,                         &
    3819                                     dim_size_agtnum_manual,                    &
    3820                                     dim_size_factor_agtnum,                    &
    3821                                     deallocate_memory_mas,                     &
    3822                                     dist_to_int_target,                        &
    3823                                     dt_agent,                                  &
    3824                                     dt_arel,                                   &
    3825                                     dt_write_agent_data,                       &
    3826                                     end_time_arel,                             &
    3827                                     max_dist_from_path,                        &
    3828                                     min_nr_agent,                              &
    3829                                     multi_agent_system_end,                    &
    3830                                     multi_agent_system_start,                  &
    3831                                     number_of_agent_groups,                    &
    3832                                     radius_agent,                              &
    3833                                     random_start_position_agents,              &
    3834                                     read_agents_from_restartfile,              &
    3835                                     repuls_agent,                              &
    3836                                     repuls_wall,                               &
    3837                                     scan_radius_agent,                         &
    3838                                     sigma_rep_agent,                           &
    3839                                     sigma_rep_wall,                            &
    3840                                     step_dealloc_mas,                          &
    3841                                     tau_accel_agent
    3842 
    3843 !
    3844 !--    Try to find agent package
    3845        REWIND ( 11 )
    3846        line = ' '
    3847        DO WHILE ( INDEX( line, '&agent_parameters' ) == 0 )
    3848           READ ( 11, '(A)', END=20 )  line
    3849        ENDDO
    3850        BACKSPACE ( 11 )
    3851 
    3852 !
    3853 !--    Read user-defined namelist
    3854        READ ( 11, agent_parameters, ERR = 10, END = 20 )
    3855 
    3856 !
    3857 !--    Set flag that indicates that agents are switched on
    3858        agents_active = .TRUE.
    3859        GOTO 20
    3860 
    3861  10    BACKSPACE( 11 )
    3862        READ( 11 , '(A)') line
    3863        CALL parin_fail_message( 'agent_parameters', line )
    3864 
    3865  20    CONTINUE
    3866 
    3867     END SUBROUTINE mas_parin
    3868 
    3869 !------------------------------------------------------------------------------!
     3649!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3650 SUBROUTINE mas_parin
     3651
     3652    USE control_parameters,                                                                        &
     3653        ONLY: agent_time_unlimited, multi_agent_system_end, multi_agent_system_start
     3654
     3655    IMPLICIT NONE
     3656
     3657    CHARACTER (LEN=80) ::  line  !<
     3658
     3659    NAMELIST /agent_parameters/  a_rand_target,                                                    &
     3660                                 adx,                                                              &
     3661                                 ady,                                                              &
     3662                                 agent_maximum_age,                                                &
     3663                                 agent_time_unlimited,                                             &
     3664                                 alloc_factor_mas,                                                 &
     3665                                 asl,                                                              &
     3666                                 asn,                                                              &
     3667                                 asr,                                                              &
     3668                                 ass,                                                              &
     3669                                 at_x,                                                             &
     3670                                 at_y,                                                             &
     3671                                 bc_mas_lr,                                                        &
     3672                                 bc_mas_ns,                                                        &
     3673                                 coll_t_0,                                                         &
     3674                                 corner_gate_start,                                                &
     3675                                 corner_gate_width,                                                &
     3676                                 deallocate_memory_mas,                                            &
     3677                                 dim_size_agtnum_manual,                                           &
     3678                                 dim_size_factor_agtnum,                                           &
     3679                                 dist_to_int_target,                                               &
     3680                                 dt_agent,                                                         &
     3681                                 dt_arel,                                                          &
     3682                                 dt_write_agent_data,                                              &
     3683                                 end_time_arel,                                                    &
     3684                                 max_dist_from_path,                                               &
     3685                                 min_nr_agent,                                                     &
     3686                                 multi_agent_system_end,                                           &
     3687                                 multi_agent_system_start,                                         &
     3688                                 number_of_agent_groups,                                           &
     3689                                 radius_agent,                                                     &
     3690                                 random_start_position_agents,                                     &
     3691                                 read_agents_from_restartfile,                                     &
     3692                                 repuls_agent,                                                     &
     3693                                 repuls_wall,                                                      &
     3694                                 scan_radius_agent,                                                &
     3695                                 sigma_rep_agent,                                                  &
     3696                                 sigma_rep_wall,                                                   &
     3697                                 step_dealloc_mas,                                                 &
     3698                                 tau_accel_agent
     3699
     3700!
     3701!-- Try to find agent package
     3702    REWIND ( 11 )
     3703    line = ' '
     3704    DO WHILE ( INDEX( line, '&agent_parameters' ) == 0 )
     3705       READ ( 11, '(A)', END=20 )  line
     3706    ENDDO
     3707    BACKSPACE ( 11 )
     3708
     3709!
     3710!-- Read user-defined namelist
     3711    READ ( 11, agent_parameters, ERR = 10, END = 20 )
     3712
     3713!
     3714!-- Set flag that indicates that agents are switched on
     3715    agents_active = .TRUE.
     3716    GOTO 20
     3717
     371810    BACKSPACE( 11 )
     3719    READ( 11 , '(A)') line
     3720    CALL parin_fail_message( 'agent_parameters', line )
     3721
     372220    CONTINUE
     3723
     3724 END SUBROUTINE mas_parin
     3725
     3726!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    38703727! Description:
    38713728! ------------
    38723729!> Routine for the whole processor
    38733730!> Sort all agents into the 4 respective subgrid boxes
    3874 !------------------------------------------------------------------------------!
    3875     SUBROUTINE mas_ps_sort_in_subboxes
    3876 
    3877        IMPLICIT NONE
    3878 
    3879        INTEGER(iwp) ::  i           !< grid box (x)
    3880        INTEGER(iwp) ::  ip          !< counter (x)
    3881        INTEGER(iwp) ::  is          !< box counter
    3882        INTEGER(iwp) ::  j           !< grid box (y)
    3883        INTEGER(iwp) ::  jp          !< counter (y)
    3884        INTEGER(iwp) ::  m           !< sorting index
    3885        INTEGER(iwp) ::  n           !< agent index
    3886        INTEGER(iwp) ::  nn          !< agent counter
    3887        INTEGER(iwp) ::  sort_index  !< sorting index
    3888 
    3889        INTEGER(iwp), DIMENSION(0:3) ::  sort_count  !< number of agents in one subbox
    3890 
    3891        TYPE(agent_type), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  sort_agents  !< sorted agent array
    3892 
    3893        DO  ip = nxl, nxr
    3894           DO  jp = nys, nyn
    3895              number_of_agents = agt_count(jp,ip)
    3896              IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
    3897              agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
    3898 
    3899              nn = 0
    3900              sort_count = 0
    3901              ALLOCATE( sort_agents(number_of_agents, 0:3) )
    3902 
    3903              DO  n = 1, number_of_agents
    3904                 sort_index = 0
    3905 
    3906                 IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
    3907                    nn = nn + 1
    3908 !
    3909 !--                Sorting agents with a binary scheme
    3910 !--                sort_index=11_2=3_10 -> agent at the left,south subgridbox
    3911 !--                sort_index=10_2=2_10 -> agent at the left,north subgridbox
    3912 !--                sort_index=01_2=1_10 -> agent at the right,south subgridbox
    3913 !--                sort_index=00_2=0_10 -> agent at the right,north subgridbox
    3914 !--                For this the center of the gridbox is calculated
    3915                    i = (agents(n)%x + 0.5_wp * dx) * ddx
    3916                    j = (agents(n)%y + 0.5_wp * dy) * ddy
    3917 
    3918                    IF ( i == ip )  sort_index = sort_index + 2
    3919                    IF ( j == jp )  sort_index = sort_index + 1
    3920 
    3921                    sort_count(sort_index) = sort_count(sort_index) + 1
    3922                    m = sort_count(sort_index)
    3923                    sort_agents(m,sort_index) = agents(n)
    3924                    sort_agents(m,sort_index)%block_nr = sort_index
    3925                 ENDIF
     3731!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3732 SUBROUTINE mas_ps_sort_in_subboxes
     3733
     3734    IMPLICIT NONE
     3735
     3736    INTEGER(iwp) ::  i           !< grid box (x)
     3737    INTEGER(iwp) ::  ip          !< counter (x)
     3738    INTEGER(iwp) ::  is          !< box counter
     3739    INTEGER(iwp) ::  j           !< grid box (y)
     3740    INTEGER(iwp) ::  jp          !< counter (y)
     3741    INTEGER(iwp) ::  m           !< sorting index
     3742    INTEGER(iwp) ::  n           !< agent index
     3743    INTEGER(iwp) ::  nn          !< agent counter
     3744    INTEGER(iwp) ::  sort_index  !< sorting index
     3745
     3746    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:3) ::  sort_count  !< number of agents in one subbox
     3747
     3748    TYPE(agent_type), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  sort_agents  !< sorted agent array
     3749
     3750    DO  ip = nxl, nxr
     3751       DO  jp = nys, nyn
     3752          number_of_agents = agt_count(jp,ip)
     3753          IF ( number_of_agents <= 0 )  CYCLE
     3754          agents => grid_agents(jp,ip)%agents(1:number_of_agents)
     3755
     3756          nn = 0
     3757          sort_count = 0
     3758          ALLOCATE( sort_agents(number_of_agents, 0:3) )
     3759
     3760          DO  n = 1, number_of_agents
     3761             sort_index = 0
     3762
     3763             IF ( agents(n)%agent_mask )  THEN
     3764                nn = nn + 1
     3765!
     3766!--             Sorting agents with a binary scheme
     3767!--             sort_index=11_2=3_10 -> agent at the left,south subgridbox
     3768!--             sort_index=10_2=2_10 -> agent at the left,north subgridbox
     3769!--             sort_index=01_2=1_10 -> agent at the right,south subgridbox
     3770!--             sort_index=00_2=0_10 -> agent at the right,north subgridbox
     3771!--             For this the center of the gridbox is calculated
     3772                i = (agents(n)%x + 0.5_wp * dx) * ddx
     3773                j = (agents(n)%y + 0.5_wp * dy) * ddy
     3774
     3775                IF ( i == ip )  sort_index = sort_index + 2
     3776                IF ( j == jp )  sort_index = sort_index + 1
     3777
     3778                sort_count(sort_index) = sort_count(sort_index) + 1
     3779                m = sort_count(sort_index)
     3780                sort_agents(m,sort_index) = agents(n)
     3781                sort_agents(m,sort_index)%block_nr = sort_index
     3782             ENDIF
     3783          ENDDO
     3784
     3785          nn = 0
     3786          DO  is = 0,3
     3787             grid_agents(jp,ip)%start_index(is) = nn + 1
     3788             DO  n = 1,sort_count(is)
     3789                nn = nn + 1
     3790                agents(nn) = sort_agents(n,is)
    39263791             ENDDO
    3927 
    3928              nn = 0
    3929              DO is = 0,3
    3930                 grid_agents(jp,ip)%start_index(is) = nn + 1
    3931                 DO n = 1,sort_count(is)
    3932                    nn = nn + 1
    3933                    agents(nn) = sort_agents(n,is)
    3934                 ENDDO
    3935                 grid_agents(jp,ip)%end_index(is) = nn
    3936              ENDDO
    3937 
    3938              number_of_agents = nn
    3939              agt_count(jp,ip) = number_of_agents
    3940              DEALLOCATE(sort_agents)
     3792             grid_agents(jp,ip)%end_index(is) = nn
    39413793          ENDDO
     3794
     3795          number_of_agents = nn
     3796          agt_count(jp,ip) = number_of_agents
     3797          DEALLOCATE( sort_agents )
    39423798       ENDDO
    3943 
    3944     END SUBROUTINE mas_ps_sort_in_subboxes
     3799    ENDDO
     3800
     3801 END SUBROUTINE mas_ps_sort_in_subboxes
    39453802
    39463803#if defined( __parallel )
    3947 !------------------------------------------------------------------------------!
     3804!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    39483805! Description:
    39493806! ------------
    39503807!> Move all agents not marked for deletion to lowest indices (packing)
    3951 !------------------------------------------------------------------------------!
    3952     SUBROUTINE mas_ps_pack
    3953 
    3954        IMPLICIT NONE
    3955 
    3956        INTEGER(iwp) ::  n  !< agent counter
    3957        INTEGER(iwp) ::  nn !< number of agents
    3958 !
    3959 !--    Find out elements marked for deletion and move data from highest index
    3960 !--    values to these free indices
    3961        nn = number_of_agents
    3962 
    3963        DO WHILE ( .NOT. agents(nn)%agent_mask )
    3964           nn = nn-1
    3965           IF ( nn == 0 )  EXIT
     3808!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3809 SUBROUTINE mas_ps_pack
     3810
     3811    IMPLICIT NONE
     3812
     3813    INTEGER(iwp) ::  n   !< agent counter
     3814    INTEGER(iwp) ::  nn  !< number of agents
     3815!
     3816!-- Find out elements marked for deletion and move data from highest index values to these free
     3817!-- indices.
     3818    nn = number_of_agents
     3819
     3820    DO WHILE ( .NOT. agents(nn)%agent_mask )
     3821       nn = nn-1
     3822       IF ( nn == 0 )  EXIT
     3823    ENDDO
     3824
     3825    IF ( nn > 0 )  THEN
     3826       DO  n = 1, number_of_agents
     3827          IF ( .NOT. agents(n)%agent_mask )  THEN
     3828             agents(n) = agents(nn)
     3829             nn = nn - 1
     3830             DO WHILE ( .NOT. agents(nn)%agent_mask )
     3831                nn = nn-1
     3832                IF ( n == nn )  EXIT
     3833             ENDDO
     3834          ENDIF
     3835          IF ( n == nn )  EXIT
    39663836       ENDDO
    3967 
    3968        IF ( nn > 0 )  THEN
    3969           DO  n = 1, number_of_agents
    3970              IF ( .NOT. agents(n)%agent_mask )  THEN
    3971                 agents(n) = agents(nn)
    3972                 nn = nn - 1
    3973                 DO WHILE ( .NOT. agents(nn)%agent_mask )
    3974                    nn = nn-1
    3975                    IF ( n == nn )  EXIT
    3976                 ENDDO
    3977              ENDIF
    3978              IF ( n == nn )  EXIT
    3979           ENDDO
    3980        ENDIF
    3981 
    3982 !
    3983 !--    The number of deleted agents has been determined in routines
    3984 !--    mas_boundary_conds, mas_droplet_collision, and mas_eh_exchange_horiz
    3985        number_of_agents = nn
    3986 
    3987     END SUBROUTINE mas_ps_pack
     3837    ENDIF
     3838
     3839!
     3840!-- The number of deleted agents has been determined in routines mas_boundary_conds,
     3841!-- mas_droplet_collision, and mas_eh_exchange_horiz.
     3842    number_of_agents = nn
     3843
     3844 END SUBROUTINE mas_ps_pack
    39883845#endif
    39893846
    3990 !------------------------------------------------------------------------------!
     3847!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    39913848! Description:
    39923849! ------------
    3993 !> Sort agents in each sub-grid box into two groups: agents that already
    3994 !> completed the LES timestep, and agents that need further timestepping to
    3995 !> complete the LES timestep.
    3996 !------------------------------------------------------------------------------!
     3850!> Sort agents in each sub-grid box into two groups: agents that already completed the LES
     3851!> timestep, and agents that need further timestepping to complete the LES timestep.
     3852!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    39973853!    SUBROUTINE mas_ps_sort_timeloop_done
    39983854!
    39993855!       IMPLICIT NONE
    40003856!
    4001 !       INTEGER(iwp) :: end_index     !< agent end index for each sub-box
    4002 !       INTEGER(iwp) :: i             !< index of agent grid box in x-direction
    4003 !       INTEGER(iwp) :: j             !< index of agent grid box in y-direction
    4004 !       INTEGER(iwp) :: n             !< running index for number of agents
    4005 !       INTEGER(iwp) :: nb            !< index of subgrid boux
    4006 !       INTEGER(iwp) :: nf            !< indices for agents in each sub-box that already finalized their substeps
    4007 !       INTEGER(iwp) :: nnf           !< indices for agents in each sub-box that need further treatment
    4008 !       INTEGER(iwp) :: num_finalized !< number of agents in each sub-box that already finalized their substeps
    4009 !       INTEGER(iwp) :: start_index   !< agent start index for each sub-box
     3857!       INTEGER(iwp) :: end_index      !< agent end index for each sub-box
     3858!       INTEGER(iwp) :: i              !< index of agent grid box in x-direction
     3859!       INTEGER(iwp) :: j              !< index of agent grid box in y-direction
     3860!       INTEGER(iwp) :: n              !< running index for number of agents
     3861!       INTEGER(iwp) :: nb             !< index of subgrid boux
     3862!       INTEGER(iwp) :: nf             !< indices for agents in each sub-box that already finalized their substeps
     3863!       INTEGER(iwp) :: nnf            !< indices for agents in each sub-box that need further treatment
     3864!       INTEGER(iwp) :: num_finalized  !< number of agents in each sub-box that already finalized their substeps
     3865!       INTEGER(iwp) :: start_index    !< agent start index for each sub-box
    40103866!
    40113867!       TYPE(agent_type), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: sort_agents  !< temporary agent array
     
    40283884!                ALLOCATE( sort_agents(start_index:end_index) )
    40293885!
    4030 !--             Determine number of agents already completed the LES 
     3886!--             Determine number of agents already completed the LES
    40313887!--             timestep, and write them into a temporary array
    40323888!                nf = start_index
     
    40403896!                ENDDO
    40413897!
    4042 !--             Determine number of agents that not completed the LES 
     3898!--             Determine number of agents that not completed the LES
    40433899!--             timestep, and write them into a temporary array
    40443900!                nnf = nf
     
    40543910!                                        sort_agents(start_index:end_index)
    40553911!
    4056 !--             Determine updated start_index, used to masked already 
    4057 !--             completed agents. 
     3912!--             Determine updated start_index, used to masked already
     3913!--             completed agents.
    40583914!                grid_agents(j,i)%start_index(nb) =                     &
    40593915!                                   grid_agents(j,i)%start_index(nb)    &
     
    40633919!                DEALLOCATE ( sort_agents )
    40643920!
    4065 !--             Finally, if number of non-completed agents is non zero 
    4066 !--             in any of the sub-boxes, set control flag appropriately. 
     3921!--             Finally, if number of non-completed agents is non zero
     3922!--             in any of the sub-boxes, set control flag appropriately.
    40673923!                IF ( nnf > nf )                                             &
    40683924!                   grid_agents(j,i)%time_loop_done = .FALSE.
     
    40743930!    END SUBROUTINE mas_ps_sort_timeloop_done
    40753931
    4076 !------------------------------------------------------------------------------!
     3932!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    40773933! Description:
    40783934! ------------
    40793935!> Calls social forces calculations
    4080 !------------------------------------------------------------------------------!
    4081     SUBROUTINE mas_timestep_forces_call ( ip, jp )
    4082 
    4083        IMPLICIT NONE
    4084 
    4085        INTEGER(iwp) ::  ip  !< counter, x-direction
    4086        INTEGER(iwp) ::  jp  !< counter, y-direction
    4087        INTEGER(iwp) ::  n   !< loop variable over all agents in a grid box
    4088 
    4089 !
    4090 !--    Get direction for all agents in current grid cell
    4091        CALL mas_agent_direction
    4092 
    4093        DO n = 1, number_of_agents
    4094 
    4095           force_x = 0.0_wp
    4096           force_y = 0.0_wp
    4097 
    4098           CALL mas_timestep_social_forces ( 'acceleration', n, ip, jp )
    4099 
    4100           CALL mas_timestep_social_forces ( 'other_agents', n, ip, jp )
    4101 
    4102           CALL mas_timestep_social_forces ( 'walls',        n, ip, jp )
    4103 !
    4104 !--       Update forces
    4105           agents(n)%force_x = force_x
    4106           agents(n)%force_y = force_y
    4107        ENDDO
    4108 
    4109     END SUBROUTINE mas_timestep_forces_call
    4110 
    4111 !------------------------------------------------------------------------------!
     3936!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3937 SUBROUTINE mas_timestep_forces_call ( ip, jp )
     3938
     3939    IMPLICIT NONE
     3940
     3941    INTEGER(iwp) ::  ip  !< counter, x-direction
     3942    INTEGER(iwp) ::  jp  !< counter, y-direction
     3943    INTEGER(iwp) ::  n   !< loop variable over all agents in a grid box
     3944
     3945!
     3946!-- Get direction for all agents in current grid cell
     3947    CALL mas_agent_direction
     3948
     3949    DO n = 1, number_of_agents
     3950
     3951       force_x = 0.0_wp
     3952       force_y = 0.0_wp
     3953
     3954       CALL mas_timestep_social_forces ( 'acceleration', n, ip, jp )
     3955
     3956       CALL mas_timestep_social_forces ( 'other_agents', n, ip, jp )
     3957
     3958       CALL mas_timestep_social_forces ( 'walls',        n, ip, jp )
     3959!
     3960!--    Update forces
     3961       agents(n)%force_x = force_x
     3962       agents(n)%force_y = force_y
     3963    ENDDO
     3964
     3965 END SUBROUTINE mas_timestep_forces_call
     3966
     3967!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    41123968! Description:
    41133969! ------------
    41143970!> Euler timestep of agent transport
    4115 !------------------------------------------------------------------------------!
    4116     SUBROUTINE mas_timestep
    4117 
    4118        IMPLICIT NONE
    4119 
    4120        INTEGER(iwp) ::  n !< loop variable over all agents in a grid box
    4121 
    4122        REAL(wp) ::  abs_v !< absolute value of velocity
    4123        REAL(wp) ::  abs_f !< absolute value of force
    4124 
    4125        DO n = 1, number_of_agents
    4126 !
    4127 !--       Limit absolute force to a maximum to prevent unrealistic acceleration
    4128           abs_f = SQRT((agents(n)%force_x)**2 + (agents(n)%force_y)**2)
    4129           IF ( abs_f > 20. ) THEN
    4130              agents(n)%force_x = agents(n)%force_x * 20. / abs_f
    4131              agents(n)%force_y = agents(n)%force_y * 20. / abs_f
    4132           ENDIF
    4133 !
    4134 !--       Update agent speed
    4135           agents(n)%speed_x = agents(n)%speed_x + agents(n)%force_x * dt_agent
    4136           agents(n)%speed_y = agents(n)%speed_y + agents(n)%force_y * dt_agent
    4137 !
    4138 !--       Reduction of agent speed to maximum agent speed
    4139           abs_v = SQRT((agents(n)%speed_x)**2 + (agents(n)%speed_y)**2)
    4140           IF ( abs_v > v_max_agent ) THEN
    4141              agents(n)%speed_x = agents(n)%speed_x * v_max_agent / abs_v
    4142              agents(n)%speed_y = agents(n)%speed_y * v_max_agent / abs_v
    4143           ENDIF
    4144 !
    4145 !--       Update agent position
    4146           agents(n)%x = agents(n)%x + agents(n)%speed_x * dt_agent
    4147           agents(n)%y = agents(n)%y + agents(n)%speed_y * dt_agent
    4148 !
    4149 !--       Update absolute value of agent speed
    4150           agents(n)%speed_abs = abs_v
    4151 !
    4152 !--       Increment the agent age and the total time that the agent
    4153 !--       has advanced within the agent timestep procedure
    4154           agents(n)%age_m  = agents(n)%age
    4155           agents(n)%age    = agents(n)%age    + dt_agent
    4156           agents(n)%dt_sum = agents(n)%dt_sum + dt_agent
    4157 !
    4158 !--       Check whether there is still an agent that has not yet completed
    4159 !--       the total LES timestep
    4160           IF ( ( dt_3d - agents(n)%dt_sum ) > 1E-8_wp )  THEN
    4161              dt_3d_reached_l_mas = .FALSE.
    4162           ENDIF
    4163 
    4164        ENDDO
    4165 
    4166     END SUBROUTINE mas_timestep
    4167 
    4168 !------------------------------------------------------------------------------!
     3971!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     3972 SUBROUTINE mas_timestep
     3973
     3974    IMPLICIT NONE
     3975
     3976    INTEGER(iwp) ::  n  !< loop variable over all agents in a grid box
     3977
     3978    REAL(wp) ::  abs_v  !< absolute value of velocity
     3979    REAL(wp) ::  abs_f  !< absolute value of force
     3980
     3981    DO  n = 1, number_of_agents
     3982!
     3983!--    Limit absolute force to a maximum to prevent unrealistic acceleration
     3984       abs_f = SQRT( ( agents(n)%force_x )**2 + ( agents(n)%force_y )**2 )
     3985       IF ( abs_f > 20. )  THEN
     3986          agents(n)%force_x = agents(n)%force_x * 20. / abs_f
     3987          agents(n)%force_y = agents(n)%force_y * 20. / abs_f
     3988       ENDIF
     3989!
     3990!--    Update agent speed
     3991       agents(n)%speed_x = agents(n)%speed_x + agents(n)%force_x * dt_agent
     3992       agents(n)%speed_y = agents(n)%speed_y + agents(n)%force_y * dt_agent
     3993!
     3994!--    Reduction of agent speed to maximum agent speed
     3995       abs_v = SQRT( ( agents(n)%speed_x )**2 + ( agents(n)%speed_y )**2 )
     3996       IF ( abs_v > v_max_agent )  THEN
     3997          agents(n)%speed_x = agents(n)%speed_x * v_max_agent / abs_v
     3998          agents(n)%speed_y = agents(n)%speed_y * v_max_agent / abs_v
     3999       ENDIF
     4000!
     4001!--    Update agent position
     4002       agents(n)%x = agents(n)%x + agents(n)%speed_x * dt_agent
     4003       agents(n)%y = agents(n)%y + agents(n)%speed_y * dt_agent
     4004!
     4005!--    Update absolute value of agent speed
     4006       agents(n)%speed_abs = abs_v
     4007!
     4008!--    Increment the agent age and the total time that the agent has advanced within the agent
     4009!--    timestep procedure
     4010       agents(n)%age_m  = agents(n)%age
     4011       agents(n)%age    = agents(n)%age    + dt_agent
     4012       agents(n)%dt_sum = agents(n)%dt_sum + dt_agent
     4013!
     4014!--    Check whether there is still an agent that has not yet completed the total LES timestep
     4015       IF ( ( dt_3d - agents(n)%dt_sum ) > 1E-8_wp )  THEN
     4016          dt_3d_reached_l_mas = .FALSE.
     4017       ENDIF
     4018
     4019    ENDDO
     4020
     4021 END SUBROUTINE mas_timestep
     4022
     4023!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    41694024! Description:
    41704025! ------------
    4171 !> Calculates the Social Forces (Helbing and Molnar, 1995) that the agent
    4172 !> experiences due to acceleration towards target and repulsion by obstacles
    4173 !------------------------------------------------------------------------------!
    4174     SUBROUTINE mas_timestep_social_forces ( mode, nl, ip, jp )
    4175 
    4176        IMPLICIT NONE
    4177 
    4178        CHARACTER (LEN=*) ::  mode  !< identifier for the mode of calculation
    4179 
    4180        INTEGER(iwp) ::  ij_dum      !< index of nearest wall
    4181        INTEGER(iwp) ::  il          !< index variable along x
    4182        INTEGER(iwp) ::  ip          !< index variable along x
    4183        INTEGER(iwp) ::  jl          !< index variable along y
    4184        INTEGER(iwp) ::  jp          !< index variable along y
    4185        INTEGER(iwp) ::  nl          !< loop variable over all agents in a grid box
    4186        INTEGER(iwp) ::  no          !< loop variable over all agents in a grid box
    4187        INTEGER(iwp) ::  noa         !< amount of agents in a grid box
    4188        INTEGER(iwp) ::  sc_x_end    !< index for scan for topography/other agents
    4189        INTEGER(iwp) ::  sc_x_start  !< index for scan for topography/other agents
    4190        INTEGER(iwp) ::  sc_y_end    !< index for scan for topography/other agents
    4191        INTEGER(iwp) ::  sc_y_start  !< index for scan for topography/other agents
    4192 
    4193        LOGICAL ::  corner_found  !< flag that indicates a corner has been found near agent
    4194 
    4195        REAL(wp) ::  a_pl             !< factor for collision avoidance
    4196        REAL(wp) ::  ax_semimaj       !< semiminor axis of repulsive ellipse
    4197        REAL(wp) ::  b_pl             !< factor for collision avoidance
    4198        REAL(wp) ::  c_pl             !< factor for collision avoidance
    4199        REAL(wp) ::  coll_t           !< time at which the next collision would happen
    4200        REAL(wp) ::  d_coll_t_0       !< inverse of collision cutoff time
    4201        REAL(wp) ::  d_pl             !< factor for collision avoidance
    4202        REAL(wp) ::  ddum_f           !< dummy devisor collision avoidance
    4203        REAL(wp) ::  dist             !< distance to obstacle
    4204        REAL(wp) ::  dist_sq          !< distance to obstacle squared
    4205        REAL(wp) ::  pos_rel_x        !< relative position of two agents (x)
    4206        REAL(wp) ::  pos_rel_y        !< relative position of two agents (y)
    4207        REAL(wp) ::  r_sq             !< y-position
    4208        REAL(wp) ::  sra              !< scan radius (agents)
    4209        REAL(wp) ::  srw              !< local variable for scan radius (walls)
    4210        REAL(wp) ::  v_rel_x          !< relative velocity (x); collision avoidance
    4211        REAL(wp) ::  v_rel_y          !< relative velocity (y); collision avoidance
    4212        REAL(wp) ::  x_a              !< x-position
    4213        REAL(wp) ::  x_wall           !< x-position of wall
    4214        REAL(wp) ::  y_a              !< y-position
    4215        REAL(wp) ::  y_wall           !< y-position of wall
    4216 
    4217        REAL(wp), PARAMETER ::  k_pl = 1.5  !< factor for collision avoidance
    4218 
    4219        TYPE(agent_type), DIMENSION(:), POINTER ::  l_agts !< agents that repulse current agent
    4220 
    4221 !
    4222 !--    Initialization
    4223        x_a = agents(nl)%x
    4224        y_a = agents(nl)%y
    4225 
    4226        SELECT CASE ( TRIM( mode ) )
    4227 !
    4228 !--       Calculation of force due to agent trying to approach desired velocity
    4229           CASE ( 'acceleration' )
    4230 
    4231              force_x = force_x + d_tau_accel_agent                             &
    4232                           * ( agents(nl)%speed_des*agents(nl)%speed_e_x        &
    4233                              -agents(nl)%speed_x )
    4234 
    4235              force_y = force_y + d_tau_accel_agent                             &
    4236                           * ( agents(nl)%speed_des*agents(nl)%speed_e_y        &
    4237                              -agents(nl)%speed_y )
    4238 
    4239 !
    4240 !--       Calculation of repulsive forces by other agents in a radius around the
    4241 !--       current one
    4242           CASE ( 'other_agents' )
    4243 
    4244              sra = scan_radius_agent
    4245              d_coll_t_0 = 1./coll_t_0
    4246 !
    4247 !--          Find relevant gridboxes (those that could contain agents within
    4248 !--          scan radius)
    4249              sc_x_start = FLOOR( (x_a - sra) * ddx )
    4250              sc_x_end   = FLOOR( (x_a + sra) * ddx )
    4251              sc_y_start = FLOOR( (y_a - sra) * ddx )
    4252              sc_y_end   = FLOOR( (y_a + sra) * ddx )
    4253              IF ( sc_x_start < nxlg ) sc_x_start = nxlg
    4254              IF ( sc_x_end   > nxrg ) sc_x_end   = nxrg
    4255              IF ( sc_y_start < nysg ) sc_y_start = nysg
    4256              IF ( sc_y_end   > nyng ) sc_y_end   = nyng
    4257 
    4258              sra = sra**2
    4259 !
    4260 !--          Loop over all previously found relevant gridboxes
    4261              DO il = sc_x_start, sc_x_end
    4262                 DO jl = sc_y_start, sc_y_end
    4263                    noa = agt_count(jl,il)
    4264                    IF ( noa <= 0 )  CYCLE
    4265                    l_agts => grid_agents(jl,il)%agents(1:noa)
    4266                    DO no = 1, noa
    4267 !
    4268 !--                   Skip self
    4269                       IF ( jl == jp .AND. il == ip .AND. no == nl ) CYCLE
    4270                       pos_rel_x = l_agts(no)%x - x_a
    4271                       pos_rel_y = l_agts(no)%y - y_a
    4272                       dist_sq = pos_rel_x**2 + pos_rel_y**2
    4273                       IF ( dist_sq > sra ) CYCLE
    4274                       r_sq    = (2*radius_agent)**2
    4275                       v_rel_x   = agents(nl)%speed_x - l_agts(no)%speed_x
    4276                       v_rel_y   = agents(nl)%speed_y - l_agts(no)%speed_y
    4277 !
    4278 !--                   Collision is already occuring, default to standard
    4279 !--                   social forces
    4280                       IF ( dist_sq <= r_sq ) THEN
    4281                          dist = SQRT(dist_sq) + 1.0d-12
    4282                          ax_semimaj = .5_wp*SQRT( dist )
    4283 
    4284                          force_x = force_x - 0.125_wp * repuls_agent           &
    4285                                         * d_sigma_rep_agent / ax_semimaj       &
    4286                                         * EXP( -ax_semimaj*d_sigma_rep_agent ) &
    4287                                         * (pos_rel_x/dist)
    4288 
    4289                          force_y = force_y - 0.125_wp * repuls_agent           &
    4290                                         * d_sigma_rep_agent / ax_semimaj       &
    4291                                         * EXP( -ax_semimaj*d_sigma_rep_agent ) &
    4292                                         * (pos_rel_y/dist)
    4293 !
    4294 !--                   Currently no collision, calculate collision avoidance
    4295 !--                   force according to Karamouzas et al (2014, PRL 113,238701)
    4296                       ELSE
    4297 !
    4298 !--                     factors
    4299                          a_pl = v_rel_x**2 +  v_rel_y**2
    4300                          b_pl = pos_rel_x*v_rel_x + pos_rel_y*v_rel_y
    4301                          c_pl = dist_sq - r_sq
    4302                          d_pl = b_pl**2 - a_pl*c_pl
    4303 !
    4304 !--                      If the two agents are moving non-parallel, calculate
    4305 !--                      collision avoidance social force
    4306                          IF ( d_pl > 0.0_wp .AND.                              &
    4307                             ( a_pl < -0.00001 .OR. a_pl > 0.00001 ) )          &
    4308                          THEN
    4309 
    4310                             d_pl   = SQRT(d_pl)
    4311                             coll_t = (b_pl - d_pl)/a_pl
    4312                             IF ( coll_t > 0.0_wp ) THEN
    4313 !
    4314 !--                            Dummy factor
    4315                                ddum_f = 1. / ( a_pl * coll_t**2 )              &
    4316                                            * ( 2. / coll_t + 1.0 * d_coll_t_0 )
    4317 !
    4318 !--                            x-component of social force
    4319                                force_x = force_x - k_pl *                      &
    4320                                          EXP( -coll_t * d_coll_t_0 ) *         &
    4321                                          ( v_rel_x -                           &
    4322                                            ( b_pl * v_rel_x -                  &
    4323                                              a_pl * pos_rel_x ) / d_pl ) *     &
    4324                                          ddum_f
    4325 !
    4326 !--                            y-component of social force
    4327                                force_y = force_y - k_pl *                      &
    4328                                          EXP( -coll_t * d_coll_t_0 ) *         &
    4329                                          ( v_rel_y -                           &
    4330                                            ( b_pl * v_rel_y -                  &
    4331                                              a_pl * pos_rel_y ) / d_pl ) *     &
    4332                                          ddum_f
    4333 
    4334                             ENDIF
    4335                          ENDIF
    4336                       ENDIF
    4337                    ENDDO
    4338                 ENDDO
    4339              ENDDO
    4340 
    4341           CASE ( 'walls' )
    4342 
    4343              srw = scan_radius_wall
    4344              corner_found = .FALSE.
    4345 !
    4346 !--          find relevant grid boxes (those that could contain topography
    4347 !--          within radius)
    4348              sc_x_start = (x_a - srw) * ddx
    4349              sc_x_end   = (x_a + srw) * ddx
    4350              sc_y_start = (y_a - srw) * ddx
    4351              sc_y_end   = (y_a + srw) * ddx
    4352              IF ( sc_x_start < nxlg ) sc_x_start = nxlg
    4353              IF ( sc_x_end   > nxrg ) sc_x_end   = nxrg
    4354              IF ( sc_y_start < nysg ) sc_y_start = nysg
    4355              IF ( sc_y_end   > nyng ) sc_y_end   = nyng
    4356 !
    4357 !--          Find "walls" ( i.e. topography steps (up or down) higher than one
    4358 !--          grid box ) that are perpendicular to the agent within the defined
    4359 !--          search radius. Such obstacles cannot be passed and a social force
    4360 !--          to that effect is applied.
    4361 !--          Walls only apply a force perpendicular to the wall to the agent.
    4362 !--          There is therefore a search for walls directly right, left, south
    4363 !--          and north of the agent. All other walls are ignored.
    4364 !--
    4365 !--          Check for wall left of current agent
    4366              ij_dum = 0
    4367              IF ( sc_x_start < ip ) THEN
    4368                 DO il = ip - 1, sc_x_start, -1
    4369 !
    4370 !--                Going left from the agent, check for a right wall
    4371                    IF ( BTEST( obstacle_flags(jp,il), 2 ) ) THEN
    4372 !
    4373 !--                   obstacle found in grid box il, wall at right side
    4374                       x_wall = (il+1)*dx
    4375 !
    4376 !--                   Calculate force of found wall on agent
    4377                       CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a,   &
    4378                                                            y_a )
    4379 !
    4380 !--                   calculate new x starting index for later scan for corners
    4381                       ij_dum = il + 1
    4382                       EXIT
    4383                    ENDIF
    4384                 ENDDO
    4385              ENDIF
    4386              IF ( ij_dum /= 0 ) sc_x_start = ij_dum
    4387 
    4388 !
    4389 !--          Check for wall right of current agent
    4390              ij_dum = 0
    4391              IF ( sc_x_end > ip ) THEN
    4392                 DO il = ip + 1, sc_x_end
    4393 !
    4394 !--                Going right from the agent, check for a left wall
    4395                    IF ( BTEST( obstacle_flags(jp,il), 6 ) ) THEN
    4396 !
    4397 !--                   obstacle found in grid box il, wall at left side
    4398                       x_wall = il*dx
    4399 !
    4400 !--                   Calculate force of found wall on agent
    4401                       CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a,   &
    4402                                                            y_a )
    4403 !
    4404 !--                   calculate new x end index for later scan for corners
    4405                       ij_dum = il - 1
    4406                       EXIT
    4407                    ENDIF
    4408                 ENDDO
    4409              ENDIF
    4410              IF ( ij_dum /= 0 ) sc_x_end = ij_dum
    4411 
    4412 !
    4413 !--          Check for wall south of current agent
    4414              ij_dum = 0
    4415              IF ( sc_y_start < jp ) THEN
    4416                 DO jl = jp - 1, sc_y_start, -1
    4417 !
    4418 !--                Going south from the agent, check for a north wall
    4419                    IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,ip), 0 ) ) THEN
    4420 !
    4421 !--                   obstacle found in grid box jl, wall at left side
    4422                       y_wall = (jl+1)*dy
    4423 
    4424                       CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_a, y_a,      &
    4425                                                            y_wall )
    4426 !
    4427 !--                   calculate new y starting index for later scan for corners
    4428                       ij_dum = jl + 1
    4429                       EXIT
    4430                    ENDIF
    4431                 ENDDO
    4432              ENDIF
    4433              IF ( ij_dum /= 0 ) sc_y_start = ij_dum
    4434 
    4435 !
    4436 !--          Check for wall north of current agent
    4437              ij_dum = 0
    4438              IF ( sc_y_end > jp ) THEN
    4439                 DO jl = jp + 1, sc_y_end
    4440 !
    4441 !--                Going north from the agent, check for a south wall
    4442                    IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,ip), 4 ) ) THEN
    4443 !
    4444 !--                   obstacle found in grid box jl, wall at left side
    4445                       y_wall = jl*dy
    4446 
    4447                       CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_a, y_a,      &
    4448                                                            y_wall )
    4449 !
    4450 !--                   calculate new y end index for later scan for corners
    4451                       ij_dum = jl - 1
    4452                    ENDIF
    4453                 ENDDO
    4454              ENDIF
    4455              IF ( ij_dum /= 0 ) sc_y_end = ij_dum
    4456 
    4457 !
    4458 !--          Scan for corners surrounding current agent.
    4459 !--          Only gridcells that are closer than the closest wall in each
    4460 !--          direction (n,s,r,l) are considered in the search since those
    4461 !--          further away would have a significantly smaller resulting force
    4462 !--          than the closer wall.
    4463              DO il = sc_x_start, sc_x_end
    4464                 DO jl = sc_y_start, sc_y_end
    4465                    IF ( il == ip .OR. jl == jp ) CYCLE
    4466 !
    4467 !--                corners left of agent
    4468                    IF ( il < ip ) THEN
    4469 !
    4470 !--                   south left quadrant: look for north right corner
    4471                       IF ( jl < jp ) THEN
    4472                          IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 1 ) ) THEN
    4473 !
    4474 !--                         calculate coordinates of the found corner
    4475                             x_wall = (il+1)*dx
    4476                             y_wall = (jl+1)*dy
    4477 
    4478                             CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall,  &
    4479                                                                  y_a, y_wall )
    4480 
    4481                          ENDIF
    4482 !
    4483 !--                   north left quadrant: look for south right corner
    4484                       ELSEIF ( jl > jp ) THEN
    4485                          IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 3 ) ) THEN
    4486 !
    4487 !--                         calculate coordinates of the corner of said gridcell
    4488 !--                         that is closest to the current agent
    4489                             x_wall = (il+1)*dx
    4490                             y_wall = jl*dy
    4491 
    4492                             CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall,  &
    4493                                                                  y_a, y_wall )
    4494 
    4495                          ENDIF
    4496                       ENDIF
    4497                    ELSEIF ( il > ip ) THEN
    4498 !
    4499 !--                   south right quadrant: look for north left corner
    4500                       IF ( jl < jp ) THEN
    4501                          IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 7 ) ) THEN
    4502 !
    4503 !--                         calculate coordinates of the corner of said gridcell
    4504 !--                         that is closest to the current agent
    4505                             x_wall = il*dx
    4506                             y_wall = (jl+1)*dy
    4507 
    4508                             CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall,  &
    4509                                                                  y_a, y_wall )
    4510 
    4511                          ENDIF
    4512 !
    4513 !--                   north right quadrant: look for south left corner
    4514                       ELSEIF ( jl > jp ) THEN
    4515                          IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 5 ) ) THEN
    4516 !
    4517 !--                         calculate coordinates of the corner of said gridcell
    4518 !--                         that is closest to the current agent
    4519                             x_wall = il*dx
    4520                             y_wall = jl*dy
    4521 
    4522                             CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall,  &
    4523                                                                  y_a, y_wall )
     4026!> Calculates the Social Forces (Helbing and Molnar, 1995) that the agent experiences due to
     4027!> acceleration towards target and repulsion by obstacles
     4028!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     4029 SUBROUTINE mas_timestep_social_forces ( mode, nl, ip, jp )
     4030
     4031    IMPLICIT NONE
     4032
     4033    REAL(wp), PARAMETER ::  k_pl = 1.5  !< factor for collision avoidance
     4034
     4035    CHARACTER (LEN=*) ::  mode  !< identifier for the mode of calculation
     4036
     4037    INTEGER(iwp) ::  ij_dum      !< index of nearest wall
     4038    INTEGER(iwp) ::  il          !< index variable along x
     4039    INTEGER(iwp) ::  ip          !< index variable along x
     4040    INTEGER(iwp) ::  jl          !< index variable along y
     4041    INTEGER(iwp) ::  jp          !< index variable along y
     4042    INTEGER(iwp) ::  nl          !< loop variable over all agents in a grid box
     4043    INTEGER(iwp) ::  no          !< loop variable over all agents in a grid box
     4044    INTEGER(iwp) ::  noa         !< amount of agents in a grid box
     4045    INTEGER(iwp) ::  sc_x_end    !< index for scan for topography/other agents
     4046    INTEGER(iwp) ::  sc_x_start  !< index for scan for topography/other agents
     4047    INTEGER(iwp) ::  sc_y_end    !< index for scan for topography/other agents
     4048    INTEGER(iwp) ::  sc_y_start  !< index for scan for topography/other agents
     4049
     4050    LOGICAL ::  corner_found  !< flag that indicates a corner has been found near agent
     4051
     4052    REAL(wp) ::  a_pl             !< factor for collision avoidance
     4053    REAL(wp) ::  ax_semimaj       !< semiminor axis of repulsive ellipse
     4054    REAL(wp) ::  b_pl             !< factor for collision avoidance
     4055    REAL(wp) ::  c_pl             !< factor for collision avoidance
     4056    REAL(wp) ::  coll_t           !< time at which the next collision would happen
     4057    REAL(wp) ::  d_coll_t_0       !< inverse of collision cutoff time
     4058    REAL(wp) ::  d_pl             !< factor for collision avoidance
     4059    REAL(wp) ::  ddum_f           !< dummy devisor collision avoidance
     4060    REAL(wp) ::  dist             !< distance to obstacle
     4061    REAL(wp) ::  dist_sq          !< distance to obstacle squared
     4062    REAL(wp) ::  pos_rel_x        !< relative position of two agents (x)
     4063    REAL(wp) ::  pos_rel_y        !< relative position of two agents (y)
     4064    REAL(wp) ::  r_sq             !< y-position
     4065    REAL(wp) ::  sra              !< scan radius (agents)
     4066    REAL(wp) ::  srw              !< local variable for scan radius (walls)
     4067    REAL(wp) ::  v_rel_x          !< relative velocity (x); collision avoidance
     4068    REAL(wp) ::  v_rel_y          !< relative velocity (y); collision avoidance
     4069    REAL(wp) ::  x_a              !< x-position
     4070    REAL(wp) ::  x_wall           !< x-position of wall
     4071    REAL(wp) ::  y_a              !< y-position
     4072    REAL(wp) ::  y_wall           !< y-position of wall
     4073
     4074    TYPE(agent_type), DIMENSION(:), POINTER ::  l_agts  !< agents that repulse current agent
     4075
     4076!
     4077!-- Initialization
     4078    x_a = agents(nl)%x
     4079    y_a = agents(nl)%y
     4080
     4081    SELECT CASE ( TRIM( mode ) )
     4082!
     4083!--    Calculation of force due to agent trying to approach desired velocity
     4084       CASE ( 'acceleration' )
     4085
     4086          force_x = force_x + d_tau_accel_agent                                                    &
     4087                              * ( agents(nl)%speed_des*agents(nl)%speed_e_x - agents(nl)%speed_x )
     4088
     4089          force_y = force_y + d_tau_accel_agent                                                    &
     4090                              * ( agents(nl)%speed_des*agents(nl)%speed_e_y - agents(nl)%speed_y )
     4091
     4092!
     4093!--    Calculation of repulsive forces by other agents in a radius around the current one
     4094       CASE ( 'other_agents' )
     4095
     4096          sra = scan_radius_agent
     4097          d_coll_t_0 = 1./coll_t_0
     4098!
     4099!--       Find relevant gridboxes (those that could contain agents within scan radius)
     4100          sc_x_start = FLOOR( (x_a - sra) * ddx )
     4101          sc_x_end   = FLOOR( (x_a + sra) * ddx )
     4102          sc_y_start = FLOOR( (y_a - sra) * ddx )
     4103          sc_y_end   = FLOOR( (y_a + sra) * ddx )
     4104          IF ( sc_x_start < nxlg ) sc_x_start = nxlg
     4105          IF ( sc_x_end   > nxrg ) sc_x_end   = nxrg
     4106          IF ( sc_y_start < nysg ) sc_y_start = nysg
     4107          IF ( sc_y_end   > nyng ) sc_y_end   = nyng
     4108
     4109          sra = sra**2
     4110!
     4111!--       Loop over all previously found relevant gridboxes
     4112          DO  il = sc_x_start, sc_x_end
     4113             DO  jl = sc_y_start, sc_y_end
     4114                noa = agt_count(jl,il)
     4115                IF ( noa <= 0 )  CYCLE
     4116                l_agts => grid_agents(jl,il)%agents(1:noa)
     4117                DO  no = 1, noa
     4118!
     4119!--                Skip self
     4120                   IF ( jl == jp  .AND.  il == ip  .AND.  no == nl )  CYCLE
     4121                   pos_rel_x = l_agts(no)%x - x_a
     4122                   pos_rel_y = l_agts(no)%y - y_a
     4123                   dist_sq = pos_rel_x**2 + pos_rel_y**2
     4124                   IF ( dist_sq > sra )  CYCLE
     4125                   r_sq    = (2*radius_agent)**2
     4126                   v_rel_x   = agents(nl)%speed_x - l_agts(no)%speed_x
     4127                   v_rel_y   = agents(nl)%speed_y - l_agts(no)%speed_y
     4128!
     4129!--                Collision is already occuring, default to standard social forces.
     4130                   IF ( dist_sq <= r_sq )  THEN
     4131                      dist = SQRT( dist_sq ) + 1.0d-12
     4132                      ax_semimaj = 0.5_wp * SQRT( dist )
     4133
     4134                      force_x = force_x - 0.125_wp * repuls_agent                                  &
     4135                                     * d_sigma_rep_agent / ax_semimaj                              &
     4136                                     * EXP( - ax_semimaj * d_sigma_rep_agent )                     &
     4137                                     * ( pos_rel_x / dist )
     4138
     4139                      force_y = force_y - 0.125_wp * repuls_agent                                  &
     4140                                     * d_sigma_rep_agent / ax_semimaj                              &
     4141                                     * EXP( - ax_semimaj * d_sigma_rep_agent )                     &
     4142                                     * ( pos_rel_y / dist )
     4143!
     4144!--                Currently no collision, calculate collision avoidance force according to
     4145!--                Karamouzas et al (2014, PRL 113,238701)
     4146                   ELSE
     4147!
     4148!--                   Factors
     4149                      a_pl = v_rel_x**2 +  v_rel_y**2
     4150                      b_pl = pos_rel_x*v_rel_x + pos_rel_y*v_rel_y
     4151                      c_pl = dist_sq - r_sq
     4152                      d_pl = b_pl**2 - a_pl*c_pl
     4153!
     4154!--                   If the two agents are moving non-parallel, calculate collision avoidance
     4155!--                   social force
     4156                      IF ( d_pl > 0.0_wp  .AND.  ( a_pl < -0.00001 .OR. a_pl > 0.00001 ) )  THEN
     4157
     4158                         d_pl   = SQRT( d_pl )
     4159                         coll_t = ( b_pl - d_pl ) / a_pl
     4160                         IF ( coll_t > 0.0_wp )  THEN
     4161!
     4162!--                         Dummy factor
     4163                            ddum_f = 1. / ( a_pl * coll_t**2 ) * ( 2. / coll_t + 1.0 * d_coll_t_0 )
     4164!
     4165!--                         x-component of social force
     4166                            force_x = force_x - k_pl * EXP( -coll_t * d_coll_t_0 ) *               &
     4167                                      ( v_rel_x - ( b_pl * v_rel_x - a_pl * pos_rel_x ) / d_pl ) * &
     4168                                      ddum_f
     4169!
     4170!--                         y-component of social force
     4171                            force_y = force_y - k_pl * EXP( -coll_t * d_coll_t_0 ) *               &
     4172                                      ( v_rel_y - ( b_pl * v_rel_y - a_pl * pos_rel_y ) / d_pl ) * &
     4173                                      ddum_f
    45244174
    45254175                         ENDIF
     
    45284178                ENDDO
    45294179             ENDDO
    4530 
    4531           CASE DEFAULT
    4532 
    4533        END SELECT
    4534 
    4535     END SUBROUTINE mas_timestep_social_forces
    4536 
    4537 !------------------------------------------------------------------------------!
     4180          ENDDO
     4181
     4182       CASE ( 'walls' )
     4183
     4184          srw = scan_radius_wall
     4185          corner_found = .FALSE.
     4186!
     4187!--       Find relevant grid boxes (those that could contain topography within radius)
     4188          sc_x_start = (x_a - srw) * ddx
     4189          sc_x_end   = (x_a + srw) * ddx
     4190          sc_y_start = (y_a - srw) * ddx
     4191          sc_y_end   = (y_a + srw) * ddx
     4192          IF ( sc_x_start < nxlg ) sc_x_start = nxlg
     4193          IF ( sc_x_end   > nxrg ) sc_x_end   = nxrg
     4194          IF ( sc_y_start < nysg ) sc_y_start = nysg
     4195          IF ( sc_y_end   > nyng ) sc_y_end   = nyng
     4196!
     4197!--       Find "walls" ( i.e. topography steps (up or down) higher than one grid box ) that are
     4198!--       perpendicular to the agent within the defined search radius. Such obstacles cannot be
     4199!--       passed and a social force to that effect is applied.
     4200!--       Walls only apply a force perpendicular to the wall to the agent.
     4201!--       There is therefore a search for walls directly right, left, south and north of the agent.
     4202!--       All other walls are ignored.
     4203!--
     4204!--       Check for wall left of current agent
     4205          ij_dum = 0
     4206          IF ( sc_x_start < ip )  THEN
     4207             DO  il = ip - 1, sc_x_start, -1
     4208!
     4209!--             Going left from the agent, check for a right wall
     4210                IF ( BTEST( obstacle_flags(jp,il), 2 ) )  THEN
     4211!
     4212!--                Obstacle found in grid box il, wall at right side
     4213                   x_wall = (il+1)*dx
     4214!
     4215!--                Calculate force of found wall on agent
     4216                   CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a, y_a )
     4217!
     4218!--                Calculate new x starting index for later scan for corners
     4219                   ij_dum = il + 1
     4220                   EXIT
     4221                ENDIF
     4222             ENDDO
     4223          ENDIF
     4224          IF ( ij_dum /= 0 ) sc_x_start = ij_dum
     4225
     4226!
     4227!--       Check for wall right of current agent
     4228          ij_dum = 0
     4229          IF ( sc_x_end > ip )  THEN
     4230             DO  il = ip + 1, sc_x_end
     4231!
     4232!--             Going right from the agent, check for a left wall
     4233                IF ( BTEST( obstacle_flags(jp,il), 6 ) )  THEN
     4234!
     4235!--                Obstacle found in grid box il, wall at left side
     4236                   x_wall = il*dx
     4237!
     4238!--                Calculate force of found wall on agent
     4239                   CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a, y_a )
     4240!
     4241!--                Calculate new x end index for later scan for corners
     4242                   ij_dum = il - 1
     4243                   EXIT
     4244                ENDIF
     4245             ENDDO
     4246          ENDIF
     4247          IF ( ij_dum /= 0 ) sc_x_end = ij_dum
     4248
     4249!
     4250!--          Check for wall south of current agent
     4251          ij_dum = 0
     4252          IF ( sc_y_start < jp )  THEN
     4253             DO  jl = jp - 1, sc_y_start, -1
     4254!
     4255!--             Going south from the agent, check for a north wall
     4256                IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,ip), 0 ) )  THEN
     4257!
     4258!--                Obstacle found in grid box jl, wall at left side
     4259                   y_wall = ( jl + 1 ) * dy
     4260
     4261                   CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_a, y_a, y_wall )
     4262!
     4263!--                Calculate new y starting index for later scan for corners
     4264                   ij_dum = jl + 1
     4265                   EXIT
     4266                ENDIF
     4267             ENDDO
     4268          ENDIF
     4269          IF ( ij_dum /= 0 ) sc_y_start = ij_dum
     4270
     4271!
     4272!--       Check for wall north of current agent
     4273          ij_dum = 0
     4274          IF ( sc_y_end > jp )  THEN
     4275             DO  jl = jp + 1, sc_y_end
     4276!
     4277!--             Going north from the agent, check for a south wall
     4278                IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,ip), 4 ) )  THEN
     4279!
     4280!--                   obstacle found in grid box jl, wall at left side
     4281                   y_wall = jl * dy
     4282
     4283                   CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_a, y_a, y_wall )
     4284!
     4285!--                Calculate new y end index for later scan for corners
     4286                   ij_dum = jl - 1
     4287                ENDIF
     4288             ENDDO
     4289          ENDIF
     4290          IF ( ij_dum /= 0 ) sc_y_end = ij_dum
     4291
     4292!
     4293!--       Scan for corners surrounding current agent.
     4294!--       Only gridcells that are closer than the closest wall in each direction (n,s,r,l) are
     4295!--       considered in the search since those further away would have a significantly smaller
     4296!--       resulting force than the closer wall.
     4297          DO  il = sc_x_start, sc_x_end
     4298             DO  jl = sc_y_start, sc_y_end
     4299                IF ( il == ip  .OR.  jl == jp )  CYCLE
     4300!
     4301!--             Corners left of agent
     4302                IF ( il < ip )  THEN
     4303!
     4304!--                South left quadrant: look for north right corner
     4305                   IF ( jl < jp )  THEN
     4306                      IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 1 ) )  THEN
     4307!
     4308!--                      Calculate coordinates of the found corner
     4309                         x_wall = ( il + 1 ) * dx
     4310                         y_wall = ( jl + 1 ) * dy
     4311
     4312                         CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a, y_wall )
     4313
     4314                      ENDIF
     4315!
     4316!--                North left quadrant: look for south right corner
     4317                   ELSEIF ( jl > jp )  THEN
     4318                      IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 3 ) )  THEN
     4319!
     4320!--                      Calculate coordinates of the corner of mentioned gridcell that is closest
     4321!--                      to the current agent.
     4322                         x_wall = ( il + 1 ) * dx
     4323                         y_wall = jl * dy
     4324
     4325                         CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a, y_wall )
     4326
     4327                      ENDIF
     4328                   ENDIF
     4329                ELSEIF ( il > ip )  THEN
     4330!
     4331!--                South right quadrant: look for north left corner
     4332                   IF ( jl < jp )  THEN
     4333                      IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 7 ) )  THEN
     4334!
     4335!--                      Calculate coordinates of the corner of mentioned gridcell that is closest
     4336!--                      to the current agent.
     4337                         x_wall = il * dx
     4338                         y_wall = ( jl + 1 ) * dy
     4339
     4340                         CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a, y_wall )
     4341
     4342                      ENDIF
     4343!
     4344!--                North right quadrant: look for south left corner
     4345                   ELSEIF ( jl > jp )  THEN
     4346                      IF ( BTEST( obstacle_flags(jl,il), 5 ) )  THEN
     4347!
     4348!--                      Calculate coordinates of the corner of mentioned gridcell that is closest
     4349!--                      to the current agent.
     4350                         x_wall = il * dx
     4351                         y_wall = jl * dy
     4352
     4353                         CALL mas_timestep_wall_corner_force( x_a, x_wall, y_a, y_wall )
     4354
     4355                      ENDIF
     4356                   ENDIF
     4357                ENDIF
     4358             ENDDO
     4359          ENDDO
     4360
     4361       CASE DEFAULT
     4362
     4363    END SELECT
     4364
     4365 END SUBROUTINE mas_timestep_social_forces
     4366
     4367!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
    45384368! Description:
    45394369! ------------
    4540 !> Given a distance to the current agent, calculates the force a found corner
    4541 !> or wall exerts on that agent
    4542 !------------------------------------------------------------------------------!
    4543     SUBROUTINE mas_timestep_wall_corner_force( xa, xw, ya, yw )
    4544 
    4545        IMPLICIT NONE
    4546 
    4547        REAL(wp) ::  dist_l     !< distance to obstacle
    4548        REAL(wp) ::  force_d_x  !< increment of social force, x-direction
    4549        REAL(wp) ::  force_d_y  !< increment of social force, x-direction
    4550        REAL(wp) ::  xa         !< x-position of agent
    4551        REAL(wp) ::  xw         !< x-position of wall
    4552        REAL(wp) ::  ya         !< x-position of agent
    4553        REAL(wp) ::  yw         !< y-position of wall
    4554 
    4555        force_d_x = 0.0_wp
    4556        force_d_y = 0.0_wp
    4557 !
    4558 !--    calculate coordinates of corner relative to agent
    4559 !--    postion and distance between corner and agent
    4560        xw = xa - xw
    4561        yw = ya - yw
    4562        dist_l = SQRT( (xw)**2 + (yw)**2 )
    4563 !
    4564 !--    calculate x and y component of repulsive force
    4565 !--    induced by previously found corner
    4566        IF ( dist_l > 0 ) THEN
    4567           force_d_x = repuls_wall * d_sigma_rep_wall         &
    4568                       * EXP( -dist_l * d_sigma_rep_wall )      &
    4569                       * xw / (dist_l)
    4570           force_d_y = repuls_wall * d_sigma_rep_wall         &
    4571                       * EXP( -dist_l * d_sigma_rep_wall )      &
    4572                       * yw / (dist_l)
    4573        ENDIF
    4574 
    4575 ! !--    forces that are located outside of a sight radius of
     4370!> Given a distance to the current agent, calculates the force a found corner or wall exerts on that
     4371!> agent
     4372!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
     4373 SUBROUTINE mas_timestep_wall_corner_force( xa, xw, ya, yw )
     4374
     4375    IMPLICIT NONE
     4376
     4377    REAL(wp) ::  dist_l     !< distance to obstacle
     4378    REAL(wp) ::  force_d_x  !< increment of social force, x-direction
     4379    REAL(wp) ::  force_d_y  !< increment of social force, x-direction
     4380    REAL(wp) ::  xa         !< x-position of agent
     4381    REAL(wp) ::  xw         !< x-position of wall
     4382    REAL(wp) ::  ya         !< x-position of agent
     4383    REAL(wp) ::  yw         !< y-position of wall
     4384
     4385    force_d_x = 0.0_wp
     4386    force_d_y = 0.0_wp
     4387!
     4388!-- Calculate coordinates of corner relative to agent postion and distance between corner and agent.
     4389    xw = xa - xw
     4390    yw = ya - yw
     4391    dist_l = SQRT( ( xw )**2 + ( yw )**2 )
     4392!
     4393!-- Calculate x and y component of repulsive force induced by previously found corner
     4394    IF ( dist_l > 0 )  THEN
     4395       force_d_x = repuls_wall * d_sigma_rep_wall                                                  &
     4396                   * EXP( -dist_l * d_sigma_rep_wall )                                             &
     4397                   * xw / (dist_l)
     4398       force_d_y = repuls_wall * d_sigma_rep_wall                                                  &
     4399                   * EXP( -dist_l * d_sigma_rep_wall )                                             &
     4400                   * yw / (dist_l)
     4401    ENDIF
     4402
     4403! !--    forces that are located outside of a sight radius of
    45764404! !--    200 degrees (-> COS(100./180.*pi) = COS(.555*pi)) of
    45774405! !--    current agent are considered to have an effect of 50%
     
    45864414
    45874415!
    4588 !--    add force increment to total force of current agent
    4589        force_x = force_x + force_d_x
    4590        force_y = force_y + force_d_y
    4591 
    4592     END SUBROUTINE mas_timestep_wall_corner_force
    4593 
    4594 !
    4595 !-- Calculates distance of point P to edge (A,B). If A = B, calculates
    4596 !-- point-to-point distance from A/B to P
    4597     FUNCTION dist_point_to_edge ( a_x, a_y, b_x, b_y, p_x, p_y )
    4598 
    4599        IMPLICIT NONE
    4600 
    4601        REAL(wp)  :: ab_x                !< x-coordinate of vector from A to B
    4602        REAL(wp)  :: ab_y                !< y-coordinate of vector from A to B
    4603        REAL(wp)  :: ab_d                !< inverse length of vector from A to B
    4604        REAL(wp)  :: ab_u_x              !< x-coordinate of vector with direction of ab and length 1
    4605        REAL(wp)  :: ab_u_y              !< y-coordinate of vector with direction of ab and length 1
    4606        REAL(wp)  :: ba_x                !< x-coordinate of vector from B to A
    4607        REAL(wp)  :: ba_y                !< y-coordinate of vector from B to A
    4608        REAL(wp)  :: ap_x                !< x-coordinate of vector from A to P
    4609        REAL(wp)  :: ap_y                !< y-coordinate of vector from A to P
    4610        REAL(wp)  :: bp_x                !< x-coordinate of vector from B to P
    4611        REAL(wp)  :: bp_y                !< y-coordinate of vector from B to P
    4612        REAL(wp)  :: a_x                 !< x-coordinate of point A of edge
    4613        REAL(wp)  :: a_y                 !< y-coordinate of point A of edge
    4614        REAL(wp)  :: b_x                 !< x-coordinate of point B of edge
    4615        REAL(wp)  :: b_y                 !< y-coordinate of point B of edge
    4616        REAL(wp)  :: p_x                 !< x-coordinate of point P
    4617        REAL(wp)  :: p_y                 !< y-coordinate of point P
    4618        REAL(wp)  :: dist_x              !< x-coordinate of point P
    4619        REAL(wp)  :: dist_y              !< y-coordinate of point P
    4620        REAL(wp)  :: dist_point_to_edge  !< y-coordinate of point P
    4621 
    4622        ab_x = - a_x + b_x
    4623        ab_y = - a_y + b_y
    4624        ba_x = - b_x + a_x
    4625        ba_y = - b_y + a_y
    4626        ap_x = - a_x + p_x
    4627        ap_y = - a_y + p_y
    4628        bp_x = - b_x + p_x
    4629        bp_y = - b_y + p_y
    4630 
    4631        IF ( ab_x * ap_x + ab_y * ap_y <= 0. ) THEN
    4632           dist_point_to_edge = SQRT((a_x - p_x)**2 + (a_y - p_y)**2)
    4633        ELSEIF ( ba_x * bp_x + ba_y * bp_y <= 0. ) THEN
    4634           dist_point_to_edge = SQRT((b_x - p_x)**2 + (b_y - p_y)**2)
    4635        ELSE
    4636           ab_d = 1./SQRT((ab_x)**2+(ab_y)**2)
    4637           ab_u_x = ab_x*ab_d
    4638           ab_u_y = ab_y*ab_d
    4639           dist_x = ap_x - (ap_x*ab_u_x+ap_y*ab_u_y)*ab_u_x
    4640           dist_y = ap_y - (ap_x*ab_u_x+ap_y*ab_u_y)*ab_u_y
    4641           dist_point_to_edge = SQRT( dist_x**2 + dist_y**2 )
     4416!-- Add force increment to total force of current agent
     4417    force_x = force_x + force_d_x
     4418    force_y = force_y + force_d_y
     4419
     4420 END SUBROUTINE mas_timestep_wall_corner_force
     4421
     4422
     4423!
     4424!-- Calculates distance of point P to edge (A,B). If A = B, calculates point-to-point distance from
     4425!-- A/B to P.
     4426 FUNCTION dist_point_to_edge( a_x, a_y, b_x, b_y, p_x, p_y )
     4427
     4428    IMPLICIT NONE
     4429
     4430    REAL(wp)  :: a_x                 !< x-coordinate of point A of edge
     4431    REAL(wp)  :: a_y                 !< y-coordinate of point A of edge
     4432    REAL(wp)  :: ab_x                !< x-coordinate of vector from A to B
     4433    REAL(wp)  :: ab_y                !< y-coordinate of vector from A to B
     4434    REAL(wp)  :: ab_d                !< inverse length of vector from A to B
     4435    REAL(wp)  :: ab_u_x              !< x-coordinate of vector with direction of ab and length 1
     4436    REAL(wp)  :: ab_u_y              !< y-coordinate of vector with direction of ab and length 1
     4437    REAL(wp)  :: ap_x                !< x-coordinate of vector from A to P
     4438    REAL(wp)  :: ap_y                !< y-coordinate of vector from A to P
     4439    REAL(wp)  :: b_x                 !< x-coordinate of point B of edge
     4440    REAL(wp)  :: b_y                 !< y-coordinate of point B of edge
     4441    REAL(wp)  :: ba_x                !< x-coordinate of vector from B to A
     4442    REAL(wp)  :: ba_y                !< y-coordinate of vector from B to A
     4443    REAL(wp)  :: bp_x                !< x-coordinate of vector from B to P
     4444    REAL(wp)  :: bp_y                !< y-coordinate of vector from B to P
     4445    REAL(wp)  :: dist_x              !< x-coordinate of point P
     4446    REAL(wp)  :: dist_y              !< y-coordinate of point P
     4447    REAL(wp)  :: dist_point_to_edge  !< y-coordinate of point P
     4448    REAL(wp)  :: p_x                 !< x-coordinate of point P
     4449    REAL(wp)  :: p_y                 !< y-coordinate of point P
     4450
     4451    ab_x = - a_x + b_x
     4452    ab_y = - a_y + b_y
     4453    ba_x = - b_x + a_x
     4454    ba_y = - b_y + a_y
     4455    ap_x = - a_x + p_x
     4456    ap_y = - a_y + p_y
     4457    bp_x = - b_x + p_x
     4458    bp_y = - b_y + p_y
     4459
     4460    IF ( ab_x * ap_x + ab_y * ap_y <= 0. )  THEN
     4461       dist_point_to_edge = SQRT( ( a_x - p_x )**2 + ( a_y - p_y )**2 )
     4462    ELSEIF ( ba_x * bp_x + ba_y * bp_y <= 0. )  THEN
     4463       dist_point_to_edge = SQRT( ( b_x - p_x )**2 + ( b_y - p_y )**2)
     4464    ELSE
     4465       ab_d = 1.0_wp / SQRT( ( ab_x )**2 + ( ab_y )**2 )
     4466       ab_u_x = ab_x * ab_d
     4467       ab_u_y = ab_y * ab_d
     4468       dist_x = ap_x - ( ap_x * ab_u_x + ap_y * ab_u_y ) * ab_u_x
     4469       dist_y = ap_y - ( ap_x * ab_u_x + ap_y * ab_u_y ) * ab_u_y
     4470       dist_point_to_edge = SQRT( dist_x**2 + dist_y**2 )
     4471    ENDIF
     4472
     4473 END FUNCTION dist_point_to_edge
     4474
     4475!
     4476!-- Returns the heuristic between points A and B (currently the straight distance)
     4477 FUNCTION heuristic( ax, ay, bx, by )
     4478
     4479    IMPLICIT NONE
     4480
     4481    REAL(wp)  :: ax           !< x-coordinate of point A
     4482    REAL(wp)  :: ay           !< y-coordinate of point A
     4483    REAL(wp)  :: bx           !< x-coordinate of point B
     4484    REAL(wp)  :: by           !< y-coordinate of point B
     4485    REAL(wp)  :: heuristic    !< return value
     4486
     4487    heuristic = SQRT( ( ax - bx )**2 + ( ay - by )**2 )
     4488
     4489 END FUNCTION heuristic
     4490
     4491!
     4492!-- Calculates if point P is left of the infinite line that contains A and B (direction: A to B).
     4493!-- Concept: 2D rotation of two vectors
     4494 FUNCTION is_left( ax, ay, bx, by, px, py )
     4495
     4496    IMPLICIT NONE
     4497
     4498    LOGICAL  :: is_left !< return value; TRUE if P is left of AB
     4499
     4500    REAL(wp)  :: ax     !< x-coordinate of point A
     4501    REAL(wp)  :: ay     !< y-coordinate of point A
     4502    REAL(wp)  :: bx     !< x-coordinate of point B
     4503    REAL(wp)  :: by     !< y-coordinate of point B
     4504    REAL(wp)  :: px     !< x-coordinate of point P
     4505    REAL(wp)  :: py     !< y-coordinate of point P
     4506
     4507    is_left = (bx-ax)*(py-ay)-(px-ax)*(by-ay) > 0
     4508    IF ( ( ABS( ax - px ) < .001 .AND. ABS( ay - py ) < .001 )  .OR.                               &
     4509         ( ABS( bx - px ) < .001 .AND. ABS( by - py ) < .001) )                                    &
     4510    THEN
     4511       is_left = .FALSE.
     4512    ENDIF
     4513
     4514 END FUNCTION is_left
     4515
     4516!
     4517!-- Calculates if point P is right of the infinite line that contains A and B (direction: A to B)
     4518!-- Concept: 2D rotation of two vectors
     4519 FUNCTION is_right( ax, ay, bx, by, px, py )
     4520
     4521    IMPLICIT NONE
     4522
     4523    LOGICAL  :: is_right !< return value; TRUE if P is right of AB
     4524
     4525    REAL(wp), INTENT(IN)  :: ax     !< x-coordinate of point A
     4526    REAL(wp), INTENT(IN)  :: ay     !< y-coordinate of point A
     4527    REAL(wp), INTENT(IN)  :: bx     !< x-coordinate of point B
     4528    REAL(wp), INTENT(IN)  :: by     !< y-coordinate of point B
     4529    REAL(wp), INTENT(IN)  :: px     !< x-coordinate of point P
     4530    REAL(wp), INTENT(IN)  :: py     !< y-coordinate of point P
     4531
     4532    is_right = (bx-ax)*(py-ay)-(px-ax)*(by-ay) < 0
     4533    IF ( ( ABS( ax - px ) < 0.001_wp .AND. ABS( ay - py ) < 0.001_wp )  .OR.                       &
     4534         ( ABS( bx - px ) < 0.001_wp .AND. ABS( by - py ) < 0.001_wp ) )                           &
     4535    THEN
     4536       is_right = .FALSE.
     4537    ENDIF
     4538
     4539 END FUNCTION is_right
     4540
     4541!
     4542!-- Returns true if the line segments AB and PQ share an intersection
     4543 FUNCTION intersect( ax, ay, bx, by, px, py, qx, qy )
     4544
     4545    IMPLICIT NONE
     4546
     4547    LOGICAL  :: intersect !< return value; TRUE if intersection was found
     4548    LOGICAL  :: la        !< T if a is left of PQ
     4549    LOGICAL  :: lb        !< T if b is left of PQ
     4550    LOGICAL  :: lp        !< T if p is left of AB
     4551    LOGICAL  :: lq        !< T if q is left of AB
     4552    LOGICAL  :: poss      !< flag that indicates if an intersection is still possible
     4553    LOGICAL  :: ra        !< T if a is right of PQ
     4554    LOGICAL  :: rb        !< T if b is right of PQ
     4555    LOGICAL  :: rp        !< T if p is right of AB
     4556    LOGICAL  :: rq        !< T if q is right of AB
     4557
     4558    REAL(wp)  :: ax     !< x-coordinate of point A
     4559    REAL(wp)  :: ay     !< y-coordinate of point A
     4560    REAL(wp)  :: bx     !< x-coordinate of point B
     4561    REAL(wp)  :: by     !< y-coordinate of point B
     4562    REAL(wp)  :: px     !< x-coordinate of point P
     4563    REAL(wp)  :: py     !< y-coordinate of point P
     4564    REAL(wp)  :: qx     !< x-coordinate of point Q
     4565    REAL(wp)  :: qy     !< y-coordinate of point Q
     4566
     4567    intersect = .FALSE.
     4568    poss      = .FALSE.
     4569!
     4570!-- Intersection is possible only if P and Q are on opposing sides of AB
     4571    lp = is_left(ax,ay,bx,by,px,py)
     4572    rq = is_right(ax,ay,bx,by,qx,qy)
     4573    IF ( lp  .AND.  rq )  poss = .TRUE.
     4574    IF ( .NOT. poss )  THEN
     4575       lq = is_left(ax,ay,bx,by,qx,qy)
     4576       rp = is_right(ax,ay,bx,by,px,py)
     4577       IF ( lq  .AND.  rp )  poss = .TRUE.
     4578    ENDIF
     4579!
     4580!-- Intersection occurs only if above test (poss) was true AND A and B are on opposing sides of PQ.
     4581    IF ( poss )  THEN
     4582       la = is_left(px,py,qx,qy,ax,ay)
     4583       rb = is_right(px,py,qx,qy,bx,by)
     4584       IF ( la  .AND.  rb )  intersect = .TRUE.
     4585       IF ( .NOT. intersect )  THEN
     4586          lb = is_left(px,py,qx,qy,bx,by)
     4587          ra = is_right(px,py,qx,qy,ax,ay)
     4588          IF ( lb  .AND.  ra )  intersect = .TRUE.
    46424589       ENDIF
    4643 
    4644     END FUNCTION dist_point_to_edge
    4645 
    4646 !
    4647 !-- Returns the heuristic between points A and B (currently the straight
    4648 !-- distance)
    4649     FUNCTION heuristic ( ax, ay, bx, by )
    4650 
    4651        IMPLICIT NONE
    4652 
    4653        REAL(wp)  :: ax           !< x-coordinate of point A
    4654        REAL(wp)  :: ay           !< y-coordinate of point A
    4655        REAL(wp)  :: bx           !< x-coordinate of point B
    4656        REAL(wp)  :: by           !< y-coordinate of point B
    4657        REAL(wp)  :: heuristic    !< return value
    4658 
    4659        heuristic = SQRT(( ax - bx )**2 + ( ay - by )**2)
    4660 
    4661     END FUNCTION heuristic
    4662 
    4663 !
    4664 !-- Calculates if point P is left of the infinite
    4665 !-- line that contains A and B (direction: A to B)
    4666 !-- Concept: 2D rotation of two vectors
    4667     FUNCTION is_left ( ax, ay, bx, by, px, py )
    4668 
    4669        IMPLICIT NONE
    4670 
    4671        LOGICAL  :: is_left !< return value; TRUE if P is left of AB
    4672 
    4673        REAL(wp)  :: ax     !< x-coordinate of point A
    4674        REAL(wp)  :: ay     !< y-coordinate of point A
    4675        REAL(wp)  :: bx     !< x-coordinate of point B
    4676        REAL(wp)  :: by     !< y-coordinate of point B
    4677        REAL(wp)  :: px     !< x-coordinate of point P
    4678        REAL(wp)  :: py     !< y-coordinate of point P
    4679 
    4680        is_left = (bx-ax)*(py-ay)-(px-ax)*(by-ay) > 0
    4681        IF ( (ABS(ax-px) < .001 .AND. ABS(ay-py) < .001) .OR.                  &
    4682             (ABS(bx-px) < .001 .AND. ABS(by-py) < .001) )                     &
    4683        THEN
    4684           is_left = .FALSE.
    4685        ENDIF
    4686 
    4687        RETURN
    4688 
    4689     END FUNCTION is_left
    4690 
    4691 !
    4692 !-- Calculates if point P is right of the infinite
    4693 !-- line that contains A and B (direction: A to B)
    4694 !-- Concept: 2D rotation of two vectors
    4695     FUNCTION is_right ( ax, ay, bx, by, px, py )
    4696 
    4697        IMPLICIT NONE
    4698 
    4699        LOGICAL  :: is_right !< return value; TRUE if P is right of AB
    4700 
    4701        REAL(wp), INTENT(IN)  :: ax     !< x-coordinate of point A
    4702        REAL(wp), INTENT(IN)  :: ay     !< y-coordinate of point A
    4703        REAL(wp), INTENT(IN)  :: bx     !< x-coordinate of point B
    4704        REAL(wp), INTENT(IN)  :: by     !< y-coordinate of point B
    4705        REAL(wp), INTENT(IN)  :: px     !< x-coordinate of point P
    4706        REAL(wp), INTENT(IN)  :: py     !< y-coordinate of point P
    4707 
    4708        is_right = (bx-ax)*(py-ay)-(px-ax)*(by-ay) < 0
    4709        IF ( (ABS(ax-px) < .001 .AND. ABS(ay-py) < .001) .OR.                  &
    4710             (ABS(bx-px) < .001 .AND. ABS(by-py) < .001) )                     &
    4711        THEN
    4712           is_right = .FALSE.
    4713        ENDIF
    4714 
    4715        RETURN
    4716 
    4717     END FUNCTION is_right
    4718 
    4719 !
    4720 !-- Returns true if the line segments AB and PQ share an intersection
    4721     FUNCTION intersect ( ax, ay, bx, by, px, py, qx, qy )
    4722 
    4723        IMPLICIT NONE
    4724 
    4725        LOGICAL  :: intersect !< return value; TRUE if intersection was found
    4726        LOGICAL  :: la        !< T if a is left of PQ
    4727        LOGICAL  :: lb        !< T if b is left of PQ
    4728        LOGICAL  :: lp        !< T if p is left of AB
    4729        LOGICAL  :: lq        !< T if q is left of AB
    4730        LOGICAL  :: poss      !< flag that indicates if an intersection is still possible
    4731        LOGICAL  :: ra        !< T if a is right of PQ
    4732        LOGICAL  :: rb        !< T if b is right of PQ
    4733        LOGICAL  :: rp        !< T if p is right of AB
    4734        LOGICAL  :: rq        !< T if q is right of AB
    4735 
    4736        REAL(wp)  :: ax     !< x-coordinate of point A
    4737        REAL(wp)  :: ay     !< y-coordinate of point A
    4738        REAL(wp)  :: bx     !< x-coordinate of point B
    4739        REAL(wp)  :: by     !< y-coordinate of point B
    4740        REAL(wp)  :: px     !< x-coordinate of point P
    4741        REAL(wp)  :: py     !< y-coordinate of point P
    4742        REAL(wp)  :: qx     !< x-coordinate of point Q
    4743        REAL(wp)  :: qy     !< y-coordinate of point Q
    4744 
    4745        intersect = .FALSE.
    4746        poss      = .FALSE.
    4747 !
    4748 !--    Intersection is possible only if P and Q are on opposing sides of AB
    4749        lp = is_left(ax,ay,bx,by,px,py)
    4750        rq = is_right(ax,ay,bx,by,qx,qy)
    4751        IF ( lp .AND. rq ) poss = .TRUE.
    4752        IF ( .NOT. poss ) THEN
    4753           lq = is_left(ax,ay,bx,by,qx,qy)
    4754           rp = is_right(ax,ay,bx,by,px,py)
    4755           IF ( lq .AND. rp ) poss = .TRUE.
    4756        ENDIF
    4757 !
    4758 !--    Intersection occurs only if above test (poss) was true AND
    4759 !--    A and B are on opposing sides of PQ
    4760        IF ( poss ) THEN
    4761           la = is_left(px,py,qx,qy,ax,ay)
    4762           rb = is_right(px,py,qx,qy,bx,by)
    4763           IF ( la .AND. rb ) intersect = .TRUE.
    4764           IF ( .NOT. intersect ) THEN
    4765              lb = is_left(px,py,qx,qy,bx,by)
    4766              ra = is_right(px,py,qx,qy,ax,ay)
    4767              IF ( lb .AND. ra ) intersect = .TRUE.
    4768           ENDIF
    4769        ENDIF
    4770 
    4771        RETURN
    4772 
    4773     END FUNCTION intersect
     4590    ENDIF
     4591
     4592 END FUNCTION intersect
    47744593
    47754594!
    47764595!-- Gives a nuber randomly distributed around an average
    4777     FUNCTION random_normal ( avg, variation )
    4778 
    4779        IMPLICIT NONE
    4780 
    4781        REAL(wp)  :: avg            !< x-coordinate of vector from A to B
    4782        REAL(wp)  :: variation      !< y-coordinate of vector from A to B
    4783        REAL(wp)  :: random_normal  !< y-coordinate of vector from A to B
    4784 
    4785        REAL(wp), DIMENSION(12)  :: random_arr  !< inverse length of vector from A to B
    4786 
    4787        CALL RANDOM_NUMBER(random_arr)
    4788        random_normal = avg + variation*(SUM(random_arr)-6.)
    4789 
    4790     END FUNCTION random_normal
     4596 FUNCTION random_normal( avg, variation )
     4597
     4598    IMPLICIT NONE
     4599
     4600    REAL(wp)  :: avg            !< x-coordinate of vector from A to B
     4601    REAL(wp)  :: random_normal  !< y-coordinate of vector from A to B
     4602    REAL(wp)  :: variation      !< y-coordinate of vector from A to B
     4603
     4604    REAL(wp), DIMENSION(12)  :: random_arr  !< inverse length of vector from A to B
     4605
     4606    CALL RANDOM_NUMBER( random_arr )
     4607    random_normal = avg + variation * ( SUM( random_arr ) - 6.0_wp )
     4608
     4609 END FUNCTION random_normal
    47914610
    47924611
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.