Agent-based Modelling and Big Data: Applications for Maritime Traffic Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Agent based modeling (ABM) is a powerful tool for examining complex systems in many scientific applications, including maritime transport systems. Growing demands for freight transport and increased industry emphasis on reducing environmental impacts have heightened the focus on vessel and port efficiency. This research aimed to create a maritime route planning model to simulate vessel movement in all waterways. The goal of the ship routing model developed in this research was to develop a simulation tool capable of reproducing real world shipping routes useful for navigation planning, with emphasis on port scheduling and potential application for further use and exploration. A modified breadth-first search algorithm was implemented as a NetLogo ABM in this research. With increasing volumes of ship location monitoring data, new approaches are now possible for examining performance-based metrics and to improve simulations with more precise verification and analysis. A Satellite Automatic Identification System dataset with over 500,000 vessel logs travelling across the Pacific Ocean and into the Port of Metro Vancouver was used as the focal area for model development and validation in this study. Automatic identification system (AIS) is the global standard for maritime navigation and traffic management, and data derived from AIS messages can be used for calibrating simulation model scenarios. In this analysis, the results examined how changes in simulation parameters alter route choice behaviour and how effective large AIS datasets are for validating and calibrating model results. Using large AIS datasets, model results can be quantified to examine how closely they resemble real-time vessels in the same region. Heatmaps provide a data visualization tool that effectively uses large data sets and calculates how closely model results resemble AIS data from the same region. In the case of PMV, the Maritime Ship Routing Model (MSRM) was able to replicate path likeness with a high level of accuracy, generating realistic navigation paths between the many islands on the eastern side of southern Vancouver Island, B.C., a busy marine traffic region and sensitive ecological area. This research highlights the use of ABM as a powerful, user-friendly tool for developing maritime shipping models useful for port scheduling and route analysis. The results of this study emphasize the use of large data sets that are applicable, clean, and reliable as a crucial source for validating and calibrating the MSRM.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,004 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».