Detecting Financial Market Manipulation with Statistical Physics Tools

We take inspiration from statistical physics to develop a novel conceptual framework for the analysis of financial markets. We model the order book dynamics as a motion of particles and define the momentum measure of the system as a way to summarise and assess the state of the market. Our approach proves useful in capturing salient financial market phenomena: in particular, it helps detect the market manipulation activities called spoofing and layering. We apply our method to identify pathological order book behaviours during the flash crash of the LUNA cryptocurrency, uncovering widespread instances of spoofing and layering in the market. Furthermore, we establish that our technique outperforms the conventional Z-score-based anomaly detection method in identifying market manipulations across both LUNA and Bitcoin cryptocurrency markets

Occurrence of tire and bitumen wear microplastics on urban streets and in sweepsand and washwater

Tire and road wear particles have been identified as a potential major source of microplastics in the environment. However, more knowledge of the emissions and their further fate in the environment is needed, and the effectiveness and benefits of potential measures must be investigated to support future risk management efforts. Here the concentrations of tire and bitumen microplastic particles (TBMP) on roads and in nearby in stormwater, sweepsand and washwater were measured for the first time within the same area and time period. The analysis also included plastic, paint and fiber particles. Road dust was sampled on the road surface using a wet dust sampler, before and after street sweeping on two occasions. On each of these occasions, and several occasions during a four-month period with frequent street sweeping, sweepsand and washwater, as well as flow-weighted sampling of stormwater, were collected. TBMP concentrations were operationally defined, using density separation for some samples, followed by analysis by stereo microscopy. Sodium iodide (NaI) was found to be effective for density separation of TBMP. The largest proportion of anthropogenic microplastics detected consisted of tire tread wear and bitumen. The number of TBMP ≥100 μm in the WDS samples was up to 2561 particles/L. Sweepsand and washwater contained high amounts of TBMP ≥100 μm, up to 2170 particles/kg dw and 4500 particles/L, respectively. The results show that the sweeper collects considerable amounts of TBMP, and thus weekly sweeping might prevent further transport of TBMP to the receiving stormwater. In stormwater the number of particles ≥100 μm was up to 3 particles/L and ≥ 20 μm was up to 5900 particles/L showing the importance of analysing smaller microparticle sizes than 100 μm in all samples in future studies. This study also confirms that there is a substantial volume of TBMP generated from traffic that enters the environment

Organic pollutants, nano- and microparticles in street sweeping road dust and washwater

Road areas are pollution hotspots where many metals, organic pollutants (OPs) and nano/microparticles accumulate before being transported to receiving waters. Particles on roads originate from e.g. road, tyre and vehicle wear, winter road maintenance, soil erosion, and deposition. Street sweeping has the potential to be an effective and affordable practice to reduce the occurrence of road dust, and thereby the subsequent spreading of pollutants, but there is currently little knowledge regarding its effectiveness. In this paper we investigate the potential of street sweeping to reduce the amounts of OPs and nano/microparticles reaching stormwater, in a case study sampling road dust and washwater from a street sweeping machine, road dust before and after sweeping, and stormwater. The compound groups generally found in the highest concentrations in all matrices were aliphatics C5–C35\ua0>\ua0phthalates\ua0>\ua0aromatics C8–C35\ua0>\ua0PAH-16. The concentrations of aliphatics C16–C35\ua0and PAHs in washwater were extremely high at\ua0≤\ua053,000\ua0\ub5g/L and\ua0≤\ua0120\ua0\ub5g/L, respectively, and the highest concentrations were found after a 3-month winter break in sweeping. In general, fewer aliphatic and aromatic petroleum hydrocarbons and PAHs were detected in road dust samples than in washwater. The relative composition of the specific PAH-16 suggests tyre wear, vehicle exhausts, brake linings, motor oils and road surface wear as possible sources. The study indicates that many of the hydrophobic compounds quantified in washwater are attached to small particles or truly dissolved. The washwater contains a wide range of small particles, including nanoparticles in sizes from just below 1\ua0nm up to 300\ua0nm, with nanoparticles in the size range 25–300\ua0nm present in the highest concentrations. The results also indicated agglomeration of nanoparticles in the washwater. The street sweeping collected a large amount of fine particles and associated pollutants, leading to the conclusion that washwater from street sweeping needs to be treated before disposal

Traffic-related microplastic particles, metals, and organic pollutants in an urban area under reconstruction

In urban environments, particularly areas under reconstruction, metals, organic pollutants (OP), and microplastics (MP), are released in large amounts due to heavy traffic. Road runoff, a major transport route for urban pollutants, contributes significantly to a deteriorated water quality in receiving waters. This study was conducted in Gothenburg, Sweden, and is unique because it simultaneously investigates the occurrence of OP, metals, and MP on roads and in stormwater from an urban area under reconstruction. Correlations between the various pollutants were also explored. The study was carried out by collecting washwater and sweepsand generated from street sweeping, road surface sampling, and flow-proportional stormwater sampling on several occasions. The liquid and solid samples were analyzed for metals, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), oxy-PAH, aliphatics, aromatics, phthalates, and MP. The occurrence of OP was also analyzed with a non-target screening method of selected samples. Microplastics, i.e. plastic fragments/fibers, paint fragments, tire wear particles (TWP) and bitumen, were analyzed with a method based on density separation with sodium iodide and identification with a stereo microscope, melt-tests, and tactile identification. MP concentrations amounted to 1500 particles/L in stormwater, 51,000 particles/L in washwater, and 2.6 7 106 particles/kg dw in sweepsand. In stormwater, washwater and sweepsand, MP ≥20 μm were found to be dominated by TWP (38%, 83% and 78%, respectively). The results confirm traffic as an important source to MP, OP, and metal emissions. Concentrations exceeding water and sediment quality guidelines for metals (e.g. Cu and Zn), PAH, phthalates, and aliphatic hydrocarbons in the C16–C35 fraction were found in most samples. The results show that the street sweeper collects large amounts of polluted materials and thereby prevents further spread of the pollutants to the receiving stormwater

Utilisation of alternative fuels in shipping : trends and conditions

I rapporten sammanställs information om användningen av alternativa bränslen inom inrikes sjöfart och utrikes linjesjöfart. Med alternativa bränslen avses bränslen som inte är konventionella bränslen för maritima ändamål, vilket innefattar biobränslen, men också el, LNG och metanol. De sistnämnda bränslena är idag i varierande omfattning fossila men kan i framtiden produceras fossilfritt och bidra till minskade utsläpp av växthusgaser och luftföroreningar från sjöfartssektorn. Studien inkluderar inrikes sjöfart i Sverige samt utrikes linjesjöfart, med särskilt fokus på de fartygskategorier som står för den största andelen av bränsleanvändningen. Utöver att beskriva användningen av alternativa bränslen samt trender för förändring av bränsle-användningen har syftet också varit att beskriva egenskaper för sjöfarten så som rörelsemönster, längd och frekvens på rutter, för att i fortsatta studier kunna analysera potentialen till omställning till olika typer av fossilfri framdrift. Inom ramen för studien har de framtagna dataseten använts för att göra en grov uppskattning av potentialen att ersätta bränsleförbrukningen inom de fartygskategorier med högsta andelen linjesjöfart med el. Följande datainsamlingsdelar har ingått: Litteratur och annan rapportering från forskningen, myndigheter och branschen kring användning av alternativa bränslen. Enkäter till aktörer som bedriver inrikes sjöfart samt utrikes linjesjöfart för faktisk användning av alternativa bränslen. Två dataset baserade på rörelsedata (AIS-data) under 2019 för fartyg inom Östersjöområdet, inklusive Skagerrak och Kattegatt, samt Shipair-modellen har tagits fram av SMHI. Information kring hur branschen jobbar med omställning till fossilfrihet. Detta har sammanställts baserat på en digital workshop som arrangerats inom ramen för projektet. Resultaten visar att både för inrikes och internationell sjöfart (från Sverige till Östersjön och Västerhavet) är det ropax, tankfartyg och general cargo-fartyg som står för den största andelen av bränsleförbrukningen. Ropax och passagerarfärjor är de fartygskategorier som enligt vår analys har störst andel linjesjöfart. Även kryssningsfartyg och biltransportfartyg har en viss andel sådan trafik.This study assesses information of the utilisation of alternative fuels within shipping. Alternative fuels for shipping, refers to fuels not conventionally used for maritime purposes and include biofuels, as well as electricity, LNG, and methanol. Alternative fuels are today (to varying degree) fossil-based but could, in the future, be produced from fossil free feedstocks and contribute to reducing greenhouse gas emissions and other air pollutants from shipping. This study includes Swedish domestic shipping and international (departing or arriving in Swedish ports) liner shipping. In addition to describing the utilisation of alternative fuels and the trends in the fuel utilisation the objective is also to describe properties of the shipping, including patterns of ship movement, distances and frequency for routes, velocities etc, to be used in future studies to analyse the potential for transition to fossil free propulsion. The established datasets have also been used for making a rough estimate of the potential to replace fuel consumption by electricity within the ship categories with the highest estimated share of liner shipping. The study includes the following data collection: Literature and other information from researchers, authorities and the shipping industry concerning the use of alternative fuels. Questionnaires to shipping companies conducting domestic shipping and international liner shipping. Two datasets based on ship-movement data (AIS-data) during 2019 for ships within the Baltic Sea, including Skagerrak and Kattegat, and the Shipair-model, assessed by SMHI. Information on how the shipping industry works with the transition towards fossil free conditions based on the summary of a digital workshop organized within the project. The results show that for domestic and international shipping it is ropax, tanker and general cargo ships that stands for the largest shares of the fuel consumption. According to our analysis ropaxes and passenger ferries have the highest share of liner shipping. Also, passenger cruises and vehicle carriers’ categories have a certain amount of such liner shipping

Sunra : version 2021

Sunra (Sustainability: National Road Administrations) är Trafikverkets beslutstödsverktyg som utvecklats för att användas i väg- och järnvägsprojekt genom att sätta ambitionsnivå för olika hållbarhetsaspekter och följa upp arbetet mot dessa på ett strukturerat sätt.  I detta PM beskrivs hur Sunra ska användas, följt av ett kapitel med förslag på var i planeringsprocessen Sunra kan användas. Därefter redovisas de teman och aspekter som beaktas inom Sunra och underliggande frågeställningar som utgör resultatet av de uppdateringar som gjorts i denna version.  I denna version har Sunra även stämts av mot de globala hållbarhetsmålen liksom Trafikverkets tolkning av dem i form av Målbild 2030. Syftet med Sunra är att det ska användas för att bidra till en hållbar utveckling med en högre ambitionsnivå än enbart de lagkrav och andra kriterier som måste tas hänsyn till. För de aspekter som beaktas är därför minikrav på målsättning de lagkrav som finns och Trafikverkets egna mål samt policyer.  Detta PM är en sammanställning av den senaste versionen av Sunra som innefattar ett större anpassnings- och uppdateringsarbete av Sunra version 2018-11-151 inom ramen för delprojekt 1.12 Sustainable analysis for smart maintenance i programmet Mistra Inframaint. Uppdateringen har gjorts för att Sunra ska kunna användas både inom investerings samt drift- och underhållsprojekt. Uppdateringar har gjorts både med avseende på de aspekter som beaktas inom de olika Temana, vilka Teman olika aspekter beaktas inom samt för att stämma med pågående arbetssätt inom Investera och Drift och Underhåll på Trafikverket. I arbetet med uppdateringen har experter från Drift och Underhåll samt Investering medverkat.Sunra (Sustainability: National Road Administration) Sunra is the Swedish Transport Administration’s (STA) decision support tool developed to be used in road projects by setting the level of ambition for different sustainability aspects and following up the work towards these in a structured way.  This memo describes how to use Sunra, followed by a chapter with suggestions on where in the planning process Sunra can be used, followed by chapters presenting the themes and aspects that are considered within Sunra and the underlying issues that constitute the result of the updates made in this version.  In this version, Sunra has also been sued against the global sustainability goals as well as the Swedish Transport Administration's interpretation of them in Målbild 2030. SUNRQ aims to use it to contribute to sustainable development with a higher level of ambition than just the legal requirements and other criteria that need to be taken into account. Therefore, for the aspects taken into account, minimum requirements for objectives are the legal requirements that exist and the Swedish Transport Administration's own objectives and policies  This memo is a compilation of the adaptation and update work made by Sunra version 2018-12-152 within the framework of sub-project 1.12 Sustainable analysis for smart maintenance in the program Mistra Inframaint. The update has been made to enable Sunra to be used both within investment, operation and maintenance projects. Updates have been made with respect to the aspects that are taken into account within the different Themes, within which Themes different aspects are taken into account and to match ongoing working methods within Investment and Operation and Maintenance at the Swedish Transport Administration. In the work on the update, exports from Operation and Maintenance and Investment have been involved

Methodology for identification, assessment and prioritisation of climate change adaptation measures for roads and railways : a pre-study

Syftet med den förstudie som redovisas i denna rapport var att ta fram grunden för en metod till stöd för Trafikverkets planering av klimatanpassningsåtgärder för väg och järnväg. Rapporten fokuserar på effektsamband för identifiering, bedömning och prioritering av åtgärder för klimatanpassning av vägar och järnvägar. Metoden och resultaten som presenteras i denna rapport är baserade på litteraturstudier och intervjuer med experter inom väg och järnvägsområdet. I rapporten beaktas de konsekvenser och risker som förväntas uppkomma till följd av klimatrelaterade händelser, exempelvis den konsekvens som uppstår vid en specifik klimatrelaterad händelse, såsom de konsekvenser som uppstår vid ett specifikt översvämningsdjup, och åtgärder som kan vidtas för att minska sannolikheten för negativa konsekvenser samt de negativa konsekvenserna i sig. För att bedöma eller beräkna hur stor risken är krävs kännedom om sannolikheten för att en viss klimatrelaterad händelse ska inträffa under en given period, samt storlek och typ av skada. Skadekostnaden är summan av försenings- och/eller avstängningskostnad som kan innefatta omledningskostnader och kostnader för byte mellan transportslag med mera samt återställningskostnad. Dessutom ingår även skador på människor och miljön som kan uppkomma till följd av händelsen, till exempel vid skred.This report presents the results of a feasibility study aimed at developing a methodology to support the transport Agency's planning of climate adaptation measures. The report focuses on the effect relationships for the identification, assessment and prioritization of measures for climate adaptation of roads and railways. The results presented in this report are based on literature studies and interviews with road and rail experts. The report takes into account the consequences and risks that are expected to arise from climate-related events, such as the impact that arises from a heavy rainfall and measures that can be taken to reduce the risk and the effect thereof. Knowledge of the likelihood of a particular climate-related event occurring during a given period, as well as the size and type of injury, is required to assess or calculate the risk. The cost of damages is for example the delay costs, and costs of transfer and changes between modes of transport, etc., and recovery costs and injuries to humans

Methodology for identification, assessment and prioritisation of climate change adaptation measures for roads and railways : a pre-study

Syftet med den förstudie som redovisas i denna rapport var att ta fram grunden för en metod till stöd för Trafikverkets planering av klimatanpassningsåtgärder för väg och järnväg. Rapporten fokuserar på effektsamband för identifiering, bedömning och prioritering av åtgärder för klimatanpassning av vägar och järnvägar. Metoden och resultaten som presenteras i denna rapport är baserade på litteraturstudier och intervjuer med experter inom väg och järnvägsområdet. I rapporten beaktas de konsekvenser och risker som förväntas uppkomma till följd av klimatrelaterade händelser, exempelvis den konsekvens som uppstår vid en specifik klimatrelaterad händelse, såsom de konsekvenser som uppstår vid ett specifikt översvämningsdjup, och åtgärder som kan vidtas för att minska sannolikheten för negativa konsekvenser samt de negativa konsekvenserna i sig. För att bedöma eller beräkna hur stor risken är krävs kännedom om sannolikheten för att en viss klimatrelaterad händelse ska inträffa under en given period, samt storlek och typ av skada. Skadekostnaden är summan av försenings- och/eller avstängningskostnad som kan innefatta omledningskostnader och kostnader för byte mellan transportslag med mera samt återställningskostnad. Dessutom ingår även skador på människor och miljön som kan uppkomma till följd av händelsen, till exempel vid skred.This report presents the results of a feasibility study aimed at developing a methodology to support the transport Agency's planning of climate adaptation measures. The report focuses on the effect relationships for the identification, assessment and prioritization of measures for climate adaptation of roads and railways. The results presented in this report are based on literature studies and interviews with road and rail experts. The report takes into account the consequences and risks that are expected to arise from climate-related events, such as the impact that arises from a heavy rainfall and measures that can be taken to reduce the risk and the effect thereof. Knowledge of the likelihood of a particular climate-related event occurring during a given period, as well as the size and type of injury, is required to assess or calculate the risk. The cost of damages is for example the delay costs, and costs of transfer and changes between modes of transport, etc., and recovery costs and injuries to humans.Förstudie av effektsamband för klimatanpassning inom transportsektor

Methodology for identification, assessment and prioritisation of climate change adaptation measures for roads and railways : a pre-study

Syftet med den förstudie som redovisas i denna rapport var att ta fram grunden för en metod till stöd för Trafikverkets planering av klimatanpassningsåtgärder för väg och järnväg. Rapporten fokuserar på effektsamband för identifiering, bedömning och prioritering av åtgärder för klimatanpassning av vägar och järnvägar. Metoden och resultaten som presenteras i denna rapport är baserade på litteraturstudier och intervjuer med experter inom väg och järnvägsområdet. I rapporten beaktas de konsekvenser och risker som förväntas uppkomma till följd av klimatrelaterade händelser, exempelvis den konsekvens som uppstår vid en specifik klimatrelaterad händelse, såsom de konsekvenser som uppstår vid ett specifikt översvämningsdjup, och åtgärder som kan vidtas för att minska sannolikheten för negativa konsekvenser samt de negativa konsekvenserna i sig. För att bedöma eller beräkna hur stor risken är krävs kännedom om sannolikheten för att en viss klimatrelaterad händelse ska inträffa under en given period, samt storlek och typ av skada. Skadekostnaden är summan av försenings- och/eller avstängningskostnad som kan innefatta omledningskostnader och kostnader för byte mellan transportslag med mera samt återställningskostnad. Dessutom ingår även skador på människor och miljön som kan uppkomma till följd av händelsen, till exempel vid skred.This report presents the results of a feasibility study aimed at developing a methodology to support the transport Agency's planning of climate adaptation measures. The report focuses on the effect relationships for the identification, assessment and prioritization of measures for climate adaptation of roads and railways. The results presented in this report are based on literature studies and interviews with road and rail experts. The report takes into account the consequences and risks that are expected to arise from climate-related events, such as the impact that arises from a heavy rainfall and measures that can be taken to reduce the risk and the effect thereof. Knowledge of the likelihood of a particular climate-related event occurring during a given period, as well as the size and type of injury, is required to assess or calculate the risk. The cost of damages is for example the delay costs, and costs of transfer and changes between modes of transport, etc., and recovery costs and injuries to humans.Förstudie av effektsamband för klimatanpassning inom transportsektor

Gatustädning : en källa till, eller åtgärd mot, emissioner av mikroplaster?

Microplastics from road traffic are mainly caused by tyre wear, which is globally considered to be one of the largest sources of microplastics. Tyre wear particles have been shown to occur in all media (road surface, air, soil, stormwater, lakes and rivers and coastal sediments) and are dispersed both by runoff and by atmospheric transport. To reduce the dispersion and possible effects of road traffic microplastics emissions, measures can be taken to prevent the formation of particles and to prevent their dispersion through treatment measures. This study focuses on street cleaning as a method to reduce emissions, but as many street cleaning methods are based on the use of plastic brushes, cleaning as a source of microplastics has also been considered. The study was carried out in collaboration with the municipality of Karlstad and included a review of how street cleaning is carried out in Karlstad in relation to uptake and dispersion of microplastics.  Furthermore, a comparison between two cleaning machines (elevator and vacuum) has been made and a monitoring of microplastic amounts on the road surface during different phases of spring sweeping has been carried out. In order to estimate the amount of plastic torn from the brushes, weighing of the brushes has been carried out. In order to gain knowledge about the work of more municipalities on street sweeping from a microplastic perspective, a questionnaire study was sent out to six municipalities in different parts of the country. The results show that both cleaning machines have the capacity to reduce the amount of microplastics on the road surface. However, during spring sweeping, the amount of polypropylene (the most common plastic in the brushes) on the road surface increases. The distribution of analysed plastics differs significantly between the road surface and the material collected by the machines. This is thought to be due to the fact that the machines mainly collect coarser fractions, while finer fractions remain on the road surface. Knowledge of, and thus consideration of, microplastics in relation to operational measures such as street cleaning is currently low among the municipalities surveyed, but awareness exists, as does the need for support in implementing possible measures.  The present study shows a complex problem picture and represents a first step in understanding how street cleaning can be used as a measure, but also indicates that the wear of plastic brushes leads to a net emission of microplastics.Mikroplaster från vägtrafik har i huvudsak däckslitage som källa, vilket globalt bedöms vara en av de största källorna till mikroplaster. Däckslitagepartiklar har visat sig förekomma i alla medier (vägytan, mark, luft, dagvatten, sjöar och vattendrag och kustnära sediment). Partiklarna sprids både genom avrinning och genom lufttransport. För att minska spridning och eventuella effekter av vägtrafikens mikroplastutsläpp kan åtgärder vidtas för att dels förhindra bildningen av partiklar, dels för att förhindra spridningen genom reningsåtgärder. Denna studie fokuserar på gatustädning som metod för att minska emissionerna, men då många gatustädmetoder baseras på användning av plastborstar, har även städningen som källa till mikroplaster undersökts. Studien har genomförts i samverkan med Karlstads kommun och omfattat en genomgång av hur gatustädningen genomförs i Karlstad i relation till upptag och spridning av mikroplaster.  Vidare har en jämförelse mellan två städmaskiner (elevator och vakuum) gjorts och en uppföljning av mikroplastmängder på vägytan under olika moment av vårsopning genomförts. För att uppskatta hur mycket plast som slits från borstarna har vägning av borstar genomförts. För att få kunskap om fler kommuners arbete med gatusopning ur ett mikroplastperspektiv, har en enkätstudie skickats ut till sex kommuner i olika delar av landet. Resultaten visar att båda städmaskinerna har kapacitet att minska mängden mikroplast på vägytan. Under vårsopningen framgår dock att mängden polypropylen (den vanligaste plasten i borstarna) ökar på vägytan. Fördelningen av analyserade plaster skiljer sig markant mellan vägytan och det material som maskinerna samlat in. Detta bedöms bero på att maskinerna huvudsakligen samlar in grövre fraktioner, medan finare fraktioner blir kvar på vägytan. Kunskapen om, och därmed också beaktandet av just mikroplaster i relation till driftåtgärder som gatustädning, är i dagsläget låg bland tillfrågade kommuner, men kännedom finns liksom behov av stöd i implementering av eventuella åtgärder.  Föreliggande studie visar på en komplex problembild och utgör ett första steg i att förstå hur gatustädning kan användas som åtgärd, men indikerar också att slitage av plastborstar medför en nettoemission av mikroplaster