Unfolding AIS transmission behavior for vessel movement modeling on noisy data leveraging machine learning
Notice bibliographique
Résumé
The oceans are a source of an impressive mixture of complex data that could be used to uncover relationships yet to be discovered. Such data comes from the oceans and their surface, such as Automatic Identification System (AIS) messages used for tracking vessels' trajectories. AIS messages are transmitted over radio or satellite at ideally periodic time intervals but vary irregularly over time. As such, this paper aims to model the AIS message transmission behavior through neural networks for forecasting upcoming AIS messages' content from multiple vessels, particularly in a simultaneous approach despite messages' temporal irregularities as outliers. We present a set of experiments comprising multiple algorithms for forecasting tasks with horizon sizes of varying lengths. Deep learning models (e.g., neural networks) revealed themselves to adequately preserve vessels' spatial awareness regardless of temporal irregularity. We show how convolutional layers, feed-forward networks, and recurrent neural networks can improve such tasks by working together. Experimenting with short, medium, and large-sized sequences of messages, our model achieved 36/37/38% of the Relative Percentage Difference - the lower, the better, whereas we observed 92/45/96% on the Elman's RNN, 51/52/40% on the GRU, and 129/98/61% on the LSTM. These results support our model as a driver for improving the prediction of vessel routes when analyzing multiple vessels of diverging types simultaneously under temporally noise data.
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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».