Entropy model for determining the necessary information in the diagnostics of maritime transportation.

Abstract

The main problem of diagnostics and management of traffic flows under conditions of uncertainty of the impact of the external environment is to obtain the required amount of high-quality information, since in the case of its small values the accuracy of forecasts decreases, and in the case of its redundancy the possibility of its use is hampered. The information-entropy model, which is the substantiation of diagnostics and the required amount of input information in the context of environmental fluctuations is presented in this paper. On the example of studying maritime transportation under conditions of variable conjuncture, the consequences of pandemic and military interventions and other manifestations of environmental impact, the entropy of different values of a priori and a posteriori information is estimated. The main factors of the merchant marine fleet development are the volume of international shipping, the annual growth rate of the merchant fleet, the average age of the fleet, and tariff rates in container transportation. The main trends in the modern development of the world’s maritime fleet are identified. The algorithm for determining the required amount of information with regard to uncertainty is constructed. The experimental verification is carried out taking into account the dynamics of the main indicators of the world merchant fleet. It is shown that entropy is a quantitative measure of input information for managing and diagnosing transport processes under conditions of uncertainty. Основною проблемою діагностики та управління транспортними потоками за умов невизначеності впливу зовнішнього оточення є отримання необхідного обсягу якісної інформації, оскільки в разі її малих значень зменшується точність прогнозів, а в разі її надмірності утруднюється можливість її використання. Представлено інформаційно-ентропійну модель, яка є обґрунтуванням діагностики та необхідної кількості вхідної інформації в умовах флуктуації зовнішнього середовища. Запропонована інформаційно-ентропійна модель кількісного оцінювання необхідної вхідної інформації та алгоритм її реалізації дає змогу вдосконалити основні принципи та правила організації інформаційного забезпечення процесу динаміки основних структуроутворюючих індексів. Розрахунки апріорної та апостеріорної інформації та величини ентропії здатні регулювати процес накопичення необхідної кількості інформації при ухваленні основних рішень щодо вдосконалення транспортної галузі. На прикладі вивчення морських транспортних перевезень в умовах змінної кон'юнктури, наслідків пандемії та воєнних втручань й інших проявів впливу довкілля оцінено ентропії різних значень апріорної та апостеріорної інформації. Як основні чинники розвитку торговельного морського флоту обрано обсяги міжнародних морських перевезень, річні темпи зростання торговельного флоту, середній вік флоту, ставки тарифів у контейнерних перевезеннях. Для реалізації запропонованої методики здійснено функціональний аналіз операційних процедур управління транспортними перевезеннями в умовах невизначеності, що дало змогу формувати процеси управління розвитком транспортних перевезень та акцентовано увагу на основних операціях підтримання ухвалення управлінських рішень щодо розвитку галузі інформаційного супроводу, оцінювання необхідного обсягу поточної інформації, її опрацюванні, виборі критеріїв оптимізації, здійсненні розрахунків та оцінок відповідними методами. Крім того, визначено основні тенденції сучасного розвитку світового морського флоту. Побудовано алгоритм визначення необхідної кількості інформації з урахуванням невизначеності. Експериментальна верифікація виконана з урахуванням розгляду динаміки основних показників світового торгового флоту. Показано, що ентропія є кількісним заходом вхідної інформації для керування та діагностики транспортними процесами в умовах невизначеності.