面向多船只交互的轨迹预测与碰撞风险评估
机器人学
2025-09-03 v1 人工智能
机器学习
摘要
精准的船舶轨迹预测对于增强情报意识和防止碰撞至关重要。然而，现有数据驱动模型主要局限于单船只预测，忽略了船舶之间的相互作用、导航规则以及显式的碰撞风险评估。我们提出了一种基于Transformer的框架，用于多船只轨迹预测，集成碰撞风险分析。对于给定的目标船舶，框架识别周围的船舶，经由平行的流水线对其未来轨迹进行预测，这些流水线编码了运动学特征和派生的物理特征、因果卷积用于时域局部性、空间变换用于位置编码，以及捕获局部运动模式和长程依赖关系的混合位置嵌入。我们在大规模真实AIS数据上进行了评估，使用联合多船只指标，模型在预测能力上超越了传统的单船只位移误差。通过模拟预测轨迹之间的相互作用，框架进一步量化潜在的碰撞风险，为加强海事安全和决策支持提供了可操作的见解。
关键词
引用
@article{arxiv.2509.01836,
title = {Multi-vessel Interaction-Aware Trajectory Prediction and Collision Risk Assessment},
author = {Md Mahbub Alam and Jose F. Rodrigues-Jr and Gabriel Spadon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01836},
year = {2025}
}