Risk Prediction for Ship Encounter Situation Awareness Using Long Short-Term Memory Based Deep Learning on Intership Behaviors
Notice bibliographique
Résumé
Encounter risk prediction is critical for safe ship navigation, especially in congested waters, where ships sail very near to each other during various encounter situations. Prior studies on the risk of ship collisions were unable to address the uncertainty of the encounter process when ignoring the complex motions constituting the dynamic ship encounter behavior, which may seriously affect the risk prediction performance. To fill this gap, a novel AIS data-driven approach is proposed for ship encounter risk prediction by modeling intership behavior patterns. In particular, multidimensional features of intership behaviors are extracted from the AIS trace data to capture spatial dependencies between encountering ships. Then, the challenging task of risk prediction is to discover the complex and uncertain relationship between intership behaviors and future collision risk. To address this issue, we propose a deep learning framework. To represent the temporal dynamics of the encounter process, we use the sliding window technique to generate the sequences of behavioral features. The collision risk level at a future time is taken as the class label of the sequence. Then, the long short-term memory network, which has a strong ability to model temporal dependency and complex patterns, is extended to establish the relationship. The benefit of our approach is that it transforms the complex problem for risk prediction into a time series classification task, which makes collision risk prediction reliable and easier to implement. Experiments were conducted on a set of naturalistic data from various encounter scenarios in the South Channel of the Yangtze River Estuary. The results show that the proposed data-driven approach can predict future collision risk with high accuracy and efficiency. The approach is expected to be applied for the early prediction of encountering ships and as decision support to improve navigation safety.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».