Trạng thái khởi đầu của ao trong mơ phỏng này là ao đang ở trạng thái bệnh độ 2, mầm bệnh trong ao đã tấn cơng cá. Mơi trường của mơ hình là mơi trường Grid (lưới) với kích thước và diện tích như đã xây dựng trong chương 4: mỗi ơ lưới cĩ
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu diện tích 1.600 m2. Tuy nhiên, kích thước ơ lưới này cĩ thể thay đổi tùy thuộc vào diện tích ao nuơi mà ta cần mơ phỏng. Mơ hình sẽ thực thi để tiếp tục mơ phỏng các quá trình:
- Lan truyền bệnh giữa các cá thể cá (từ cá bệnh sang cá khỏe, cá bệnh nặng sang cá bệnh nhẹ).
- Lan truyền bệnh từ mầm bệnh sang cá.
- Ảnh hưởng các điều kiện như nhiệt độ, mật độ cá, thuốc điều trị lên quần thể cá trong ao và tác nhân gây bệnh trong ao.
Kết quả mơ phỏng với kịch bản 2.
Hình 6.10: Mơ hình ao nuơi đã bị nhiễm bệnh
Hệ thống bắt đầu thực hiện với trạng thái khởi tạo như hình 6.10. Với kích thước ao nuơi là 1.600 m2 và mật độ là 30 con/m2, ta cĩ tổng số lượng cá nuơi trong ao là 1600*30=48.000 con. Tuy nhiên quan sát hình 6.10, ta thấy chỉ thấy một ít tác tử cá đại diện, chứ khơng phải là đủ số lượng cá thể cá thật. Tỉ lệ đại diện ở đây là 1%, tức là chỉ cĩ 480 tác tử cá trong mơ hình. Ao nuơi đã bị mầm bệnh tấn cơng, một số cá thể cá đã nhiễm bệnh ở từng mức độ khác nhau. Trong đĩ:
- Cá màu trắng xám là cá ở trạng thái bình thường. - Cá màu vàng là những cá thể nhạy cảm với bệnh. - Cá màu xanh dương là cá đã bị bệnh tấn cơng.
- Cá màu đỏ là cá đã bệnh nặng và cá màu đen chính là xác cá bệnh chết. Những chấm màu đen là các mầm bệnh tồn tại trong ao nuơi; những vệt trắng
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu chúng ta chọn sử dụng thuốc để chữa bệnh. Và trong lần mơ phỏng này, tham số đầu vào về thuốc (medicament) được chọn là "false" nghĩa là người nuơi chưa dùng thuốc để trị bệnh cho cá bệnh.
Số lượng cá cụ thể ở từng mức độ nhiễm bệnh được trình bày chi tiết trong biểu đồ hình 6.11. Số lượng chiếm đa số vẫn là cá cịn khỏe chiếm 97% (Normal=462, phần màu đỏ trong biểu đồ). Số cá yếu là 2% (Susceptibe =10, màu xanh dương). Số cá bệnh nhẹ là 1% (Infected = 3, phần màu xanh lá cây), cĩ 2 cá thể cá bị bệnh nặng, chưa đạt 1% (SeriousInfected = 2, phần màu vàng). Chưa cĩ cá thể nào bị chết do bệnh (Deaths=0).
Hình 6.11: Biểu đồ thống kế số lượng cá theo trạng thái ở bước đầu
Quan sát thời gian nửa ngày sau khi bị bệnh tấn cơng (hình 6.12), dịch bệnh đã lan truyền nhanh chĩng do sự tiếp xúc giữa các cá thể cá với nhau, cũng như sự tiếp xúc giữa cá và mầm bệnh. Trong hình 6.12, vịng trịn màu đỏ thể hiện sự tiếp xúc giữa cá bệnh và cá khỏe, khi cá khỏe gặp cá bệnh trong vịng bán kính của đường trịn thì cá bệnh sẽ lan truyền bệnh cho cá khỏe. Tuy nhiên khơng phải sự tiếp xúc nào cũng bị lan truyền bệnh, chúng ta thấy cũng cĩ những cá thể cá khỏe tiếp xúc với cá bệnh nhưng cá vẫn khỏe vi cá cịn khả năng kháng bệnh. Chỉ cĩ những vùng nào cĩ tồn tại vịng trịn màu đỏ thì cá ở đĩ mới cĩ khả năng lây bệnh. Tương tự, ta cĩ vịng trịn màu xanh là biểu hiện khơng gian tiếp xúc của mầm bệnh và cá, khi mầm bệnh tiếp xúc với cá, thì mầm bệnh sẽ lan truyền bệnh cho cá. Sự lan truyền mầm bệnh từ cá yếu sang cá khỏe hay từ mầm bệnh sang cá sẽ làm cho cá chuyển trạng thái như sơ đồ chuyển trạng thái của cá đã trình bày ở hình 4.15.
Từ biểu đồ hình 6.13 ta nhận thấy tỉ lệ cá khỏe đã giảm xuống từ 97% cịn 85%. Đã xuất hiện cá chết, đĩ là những con cá cĩ màu đen thể hiện qua phần màu tím sen của biểu đồ. Như vậy, ao nuơi của chúng ta sẽ chuyển từ trạng thái bệnh nhẹ sang trạng thái bệnh nặng, vì đã cĩ thiệt hại do cá chết. Khi cá chết người ta sẽ vớt lên,
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu tuy nhiên cĩ khi cá vẫn chưa được vớt hết thì chúng ta sẽ thấy cá nổi trên mặt ao tức là những con cá đen phía dưới của ao nuơi. Xác cá chết là một nguồn bệnh mới cho ao nuơi, khi cá chết nhiều thì mầm bệnh cũng cĩ thể sẽ tăng lên. Số lượng cá bệnh nặng cũng tăng lên đĩ là phần màu vàng của biểu đồ, số lượng này tăng nhưng khơng nhiều. Thực ra, số lượng cá bệnh nặng tăng nhiều nhưng cá đã chuyển qua trạng thái chết nhiều nên số lượng bệnh nặng cịn lại là ít. Phần đồ thị màu xanh dương thể hiện cho số lượng cá màu vàng cũng tăng, cá màu vàng là cá yếu, dễ bị truyền bệnh.
Hình 6.12: Tình hình lan truyền bệnh sau hơn nửa ngày
Hình 6.13: Biểu đồ thống kế số lượng cá theo trạng thái sau nửa ngày nhiễm bệnh
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Bệnh tiếp tục lan truyền với kết quả lan truyền sau hai ngày mơ phỏng được biểu diễn trong hình 6.14. Ta thấy, số lượng cá của các trạng thái đều cĩ thay đổi nhẹ. Số lượng của cả 4 trạng thái: cá chết, cá bệnh nặng, cá bệnh nhẹ, cá yếu đều cĩ tăng. Đặc biệt, dưới sự lan truyền bệnh, cĩ nhiều cá thể cá từ khỏe mạnh đã dần dần giảm sức đề kháng và chuyển sang tình trạng yếu đi, số lượng cá yếu trong hình 6.12 chỉ cĩ 19 cá thể (chiếm 4%), nhưng trong hình 6.14 chúng ta thấy đã tăng lên gấp đơi 37 cá thể (chiếm 8%). Từ biểu đồ ở hình 6.15, tổng số lượng cá khỏe mạnh trong ao nuơi chỉ cịn lại 77%. Vậy tổng số cá bệnh và cĩ nguy cơ bệnh đã chiếm hết 23%, một con số khơng nhỏ.
Hình 6.14: Tình hình lan truyền bệnh sau hơn hai ngày
Hình 6.15: Biểu đồ thống kế số lượng cá theo trạng thái sau hai ngày nhiễm bệnh
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Vì số lượng cá trong ao đã bị nhiễm bệnh nhiều, chắc chắn người nuơi đã phát hiện. Và khi phát hiện bệnh họ sẽ tiến hành điều trị. Để phù hợp với tình hình thực tế, chúng ta sẽ thay đổi dữ liệu đầu vào cho kịch bản 2 đĩ là chọn sử dụng thuốc để điều trị bệnh cho cá và tiếp tục mơ phỏng sự ảnh hưởng của thuốc đến sự lan truyền dịch bệnh trong ao.
Hình 6.16: Tác dụng của thuốc đến sự lan truyền dịch bệnh
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Trong hình 6.16, thuốc đã cĩ tác động tích cực đến việc chữa bệnh. Các vịng trịn màu trắng biểu diễn thơng tin là tại vị trí đĩ, cĩ sự tiếp xúc giữa thuốc và các cá thể cá hoặc mầm bệnh. Mầm bệnh khi gặp thuốc sẽ giảm tác hại gây bệnh, thậm chí mầm bệnh bị thuốc tiêu diệt. Khi cá gặp thuốc cá sẽ dần dần bớt bệnh và khỏe lại. Chúng ta nhận thấy, mầm bệnh đã bị tiêu diệt gần hết, sự lan truyền bệnh bắt đầu giảm xuống. Khơng cĩ thêm cá chết. Các cá thể cá bị bệnh hoặc sắp bệnh đã dần dần khỏe lại. Số lượng cá khỏe đã tăng lên sau hơn 2 ngày sử dụng thuốc từ 77% thành 83%, tức là cĩ 6% cá đã được chữa khỏi bệnh hẳn (trong hình 6.15 đang bước vào ngày thứ 5 của đợt bệnh). Số lượng cụ thể đã được thống kê trong biểu đồ hình 6.17. Nếu quá trình chữa trị đúng mức, cá sẽ tiếp tục khỏi bệnh.
Tuy nhiên, khi cá hết bệnh trong một đợt thì cĩ thể trong quá trình nuơi cá lại tiếp tục bị bệnh do mầm bệnh vẫn cịn tìềm ẩn trong ao, khi gặp điều kiện thuận lợi nĩ sẽ lại bùng phát bệnh. Mơ hình cĩ thể tiếp tục thực hiện để quan sát tình hình lan truyền bệnh đến cuối vụ nuơi với thời gian khoảng 180 ngày.
Khi nuơi cá, nếu cá bị bệnh mà người nuơi phát hiện kịp thời và dùng thuốc đúng thì hiện tượng bệnh sẽ khơng xảy ra trầm trọng.
Thay đổi kịch bản 2: chọn sử dụng thuốc ngay từ đầu khi ao mới phát bệnh thì ta sẽ thấy bệnh ít lan truyền trong ao mà cĩ khuynh hướng được chữa khỏi bệnh. Ao sẽ chuyển từ trạng thái bệnh sang sạch bệnh (recovered).
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Quan sát 2 hình 6.18 và 6.19 ta sẽ thấy được ảnh hưởng quan trọng của thuốc trong việc lan truyền bệnh. Hình 6.18: ao mới bệnh và người nuơi bắt đầu chọn thuốc để chữa trị; hình 6.19: dịch bệnh đã xảy ra hai ngày nhưng vẫn chưa lan truyền nhiều trong ao và thuốc cũng đã làm giảm dịch bệnh trong ao.
Hình 6.19: Tình hình lan truyền bệnh sau hai ngày cĩ dùng thuốc
Qua các kịch bản lan truyền đưa ra, ta nhận thấy lan truyền bệnh là một vấn đề thực tiển phức tạp và rất đáng quan tâm. Việc mơ hình hĩa và mơ phỏng cĩ thể giúp chuyên gia thấy rõ được nhiều vấn đề từ tình hình lan truyền bệnh tự nhiên (người nuơi chưa dùng biện pháp gì để ngăn chặn bệnh), đến sự lan truyền dịch bệnh cĩ sự tác động của người nuơi (trường hợp bệnh vẫn lan truyền khi người nuơi đã dùng thuốc chữa bệnh). Những kết quả quan sát được này cĩ thể hỗ trợ chuyên gia trong quá trình dự đốn, dự báo tình hình dịch bệnh, cảnh báo trước để người nuơi cá tra cơng nghiệp cĩ thể ra những quyết định hợp lý trong quá trình nuơi.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương 7:KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
7.1Kết quảđạt được
Quá trình thực hiện luận văn đã giúp tơi nắm bắt được nhiều kiến thức quan trọng, hữu ích như:
Kiến thức về mơ hình, mơ hình hĩa hướng tác tử. Phương pháp mơ hình hĩa một hệ thống thực. Các bước tiến hành mơ hình hĩa một hệ thống thực theo hướng tác tử.
Kiến thức về mơ phỏng hướng tác tử. Tìm hiểu về một số hệ nền mơ phỏng, đặc biệt hệ nền GAMA và ngơn ngữ GAML.
Các kiến thức về thủy sản như đặc tính sinh học của cá tra, kỹ thuật nuơi, các mơ hình nuơi cá tra tại các tỉnh ĐBSCL, những điều kiện ảnh hưởng đến quá trình nuơi cá tra. Các thơng tin liên quan đến bệnh gan thận mủ và vi khuẩn E. ictaluri. Quá trình lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra.
Đề tài đã ứng dụng những kiến thức trên để mơ hình hĩa và mơ phỏng sự lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra. Mơ hình lan truyền dịch bệnh đã được xây dựng với những đặc điểm sau:
Dùng dữ liệu bản đồ đã qua xử lý (lưới hĩa bản đồ) để làm mơi trường mơ phỏng.
Xác định tập các tác tử của hệ thống: tác tử nước, ao nuơi, cá, mầm bệnh, thuốc. Và đặt các tác tử này vào mơi trường. Với mỗi tác tử xác định tập thuộc tính và hành vi như minh họa nước chảy như thế nào, sự thay đổi con nước, nước ra vào ao ra sao, quá trình lan truyền bệnh,.... đưa ra các luật được ứng dụng trong hệ thống.
Đưa ra hai kịch bản chính lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra là hệ thống lan truyền bệnh trên diện rộng theo nguồn nước, theo sự di chuyển của sinh vật ăn động vật thủy sản bệnh chết và hệ thống lan truyền bệnh trên diện hẹp giữa cá và mầm bệnh, giữa cá bệnh và cá khỏe. Thay đổi một vài dữ liệu phù hợp với yêu cầu thực tế trong mỗi kịch bản để cĩ được các kịch bản phụ như là thay đổi mật độ nuơi, thay đổi từ khơng dùng thuốc sang dùng thuốc, dùng thuốc ngay khi bị bệnh tấn cơng (phát hiện kịp thời), dùng thuốc sau một thời gian bệnh (khơng phát hiện bệnh kịp thời). Các kịch bản này sẽ giúp người dùng cĩ cái nhìn tồn cục về vấn đề lan truyền bệnh.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Xây dựng một hệ thống mơ phỏng bằng máy tính, sử dụng ngơn ngữ GAML trên hệ nền GAMA. Hệ thống là sự thực thi mơ hình đã đề xuất bằng việc tạo ra tập các tác tử, những hành vi của các tác tử và các thống kê tính tốn. Hệ thống đã mơ phỏng được diễn biến của quá trình phát sinh mầm bệnh trong dịng nước; mầm bệnh này trơi theo dịng nước và lan truyền vào các ao nuơi. Khi mầm bệnh gặp điều kiện thuận lợi sẽ tấn cơng ao nuơi. Và ngược lại, các ao nuơi bị bệnh cũng sẽ thải ra mơi trường nước sơng một số lượng mầm bệnh, và những mầm bệnh này cũng tiếp tục quá trình phát triển và lan truyền. Hệ thống cịn mơ phỏng sự lan truyền bệnh do các sinh vật ăn xác động vật thủy sản bệnh di chuyển từ ao này sang ao khác và tình hình lan truyền dịch bệnh trong một ao nuơi.
Cơng cụ mơ phỏng này cũng cung cấp cho người dùng một hệ thống hiển thị kết quả trực quan (thơng qua màu sắc, biểu đồ) và cả những số liệu cụ thể. Người dùng cĩ thể thay đổi các thơng số đầu vào như các điều kiện mơi trường (nhiệt độ, độ pH, chỉ số N-NH3,...), mật độ nuơi, trạng thái ao,... để cĩ thể quan sát được sự thay đổi của kết quả đầu ra từ cơng cụ.
Hệ thống mơ phỏng được dùng để quan sát tình hình lan truyền dịch bệnh trong một vùng nuơi hoặc là trong một ao nuơi cụ thể, từ kết quả mơ phỏng cĩ thể hỗ trợ cho việc đưa ra những lời dự báo sớm để cĩ chính sách kịp thời trong việc ngăn chặn cũng như điều trị bệnh cho cá, giảm thiệt hại cho các hộ nuơi.
7.2Đề nghị
Mơ hình lan truyền dịch bệnh trên cá da trơn (cá tra) cĩ thể được phát triển lên theo hướng:
- Thu thập thêm các thơng tin, lấy ý kiến chuyên gia để điều chính các dữ liệu đầu vào như các ngưỡng phát bệnh của một ao nuơi, các tỉ lệ ảnh hưởng của điều kiện mơi trường,... So sánh kết quả mơ phỏng với tình hình lan truyền ngồi thực tế.
- Sử dụng dữ liệu bản đồ số (GIS) để làm mơi trường mơ phỏng. - Tích hợp hệ thống lên website phịng chống dịch hại,
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Chung (2008), Kỹ thuật sinh sản & nuơi cá tra, nhà xuất bản Nơng Nghiệp.
[2] Cục thống kê (2008), Niên giám thống kê Nơng, lâm nghiệp và thủy sản năm 2008, trang 333.
[3] Từ Thanh Dung (2005), Bệnh cá - Giáo trình bệnh học thủy sản - phần I. Đại học Cần Thơ.
[4] Nguyễn Cơng Hiền, Phạm Thục Anh (2006), Mơ hình hĩa hệ thống và mơ phỏng, nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
[5] Dương Tấn Lộc, Những điều cần biết về kỹ thuật sản xuất giống và nuơi cá tra xuất khẩu, nhà xuất bản Thanh Hĩa.
[6] Nguyễn Thanh Phương, Dương Nhựt Long (2009). Kỹ thuật nuơi cá tra – chương 5, Bài giảng “Nuơi trồng thủy sản”, Đại học Cần Thơ.
http://www.ctu.edu.vn/colleges/aquaculture/thuysanweb/uploads/TS346-chuong5c.pdf [7] Bùi Quang Tề (2006), Bệnh học thủy sản, Viện nghiên cứu nuơitrồng thủy sản 1. [8] Web site hướng dẫn lập trình GAML:
www1.ifi.auf.org/mediawiki/index.php/GAMA
[9] Web site bản đồ Việt Nam: http://www.bando.com.vn/
[10]Web site thuốc thủy sản http://www.vemedim.com.vn/chitiettt.php?id=44, Bệnh gan thận mủ trên cá tra và basa.
[11]Robert Axtell (2000), "Why agents? On the varied motivations for agent (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
computing in the social sciences", Working Paper No. 17, Center on Social and
Economic Dynamics.
[12]Duy The Bui, Vinh Tuong Ho, Thuy Ha Quang (Eds) (2008). “Intelligent agents and multi-agent systems", PRIMA'08 - Proceedings of The 11 Pacific Rim International Conference on Multi-Agents, Springer-Verlag.
[13]Alexis Drogoul (2009), "Agent-Based Modeling and Simulation of Complex