G-Trans: A hierarchical approach to vessel trajectory prediction with GRU-based transformer

弹道 变压器 计算机科学 工程类 物理 电气工程 电压 天文
作者
Huanqun Xue,Shuang Wang,Menglei Xia,Shuai Guo
出处
期刊:Ocean Engineering [Elsevier BV]
卷期号:300: 117431-117431 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.oceaneng.2024.117431
摘要

Current trajectory prediction methods are relatively blind regarding trajectory selection and lack dynamic motion characteristics of ships. Additionally, many models achieve high prediction accuracy through complex network structures, increasing computational load. To tackle this issue, we introduce G-Trans, a ship trajectory prediction technique that relies on Transformer architecture and feature clustering. First, we smooth the trajectories continuously using moving averages and sliding windows, ensuring the trajectory data's time sequence and integrity. Second, we perform trajectory motion feature clustering through latent space to identify trajectory segments with apparent motion features for further processing. Finally, we modify the Transformer by adding a G-block and additional positional encoding to the encoder and decoder. The GRU structure extracts spatiotemporal features of vessel trajectory with a more straightforward structure than LSTM. The self-attention mechanism of Transformer solves the problems associated with analyzing long-term trajectory sequences. G-Trans combines both, complementing each other in long-term prediction, improving the trajectory prediction's fidelity. The algorithm's effectiveness is verified using trajectory data collected by AIS, with G-Trans improving by 30.8%, 20.2%, and 7.1% over LSTM, GRU, and Transformer, respectively, improving predictive precision and computational efficiency.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
bingo完成签到,获得积分10
刚刚
黑粉制造者完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
sky完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
qwer发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
民间高手王大锤完成签到,获得积分10
7秒前
长情的傲珊完成签到 ,获得积分10
8秒前
moon完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
ngungok461完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
顾矜的应助被qwer采纳,获得10
13秒前
14秒前
天天快乐的应助被黑粉制造者采纳,获得10
15秒前
zhangfuchao完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
Valentina发布了新的文献求助10
16秒前
等广东下雪w完成签到,获得积分10
18秒前
123发布了新的文献求助10
18秒前
凛冬发布了新的文献求助10
18秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
19秒前
卞语芊完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
研友_LBKqyn完成签到,获得积分10
19秒前
库里力完成签到 ,获得积分10
21秒前
DangJL完成签到,获得积分10
22秒前
凛冬完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
小马甲的应助被卞语芊采纳,获得10
22秒前
23秒前
24秒前
YYT发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7854719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9373360
关于积分的说明 20687557
捐赠科研通 7452859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3344951
关于科研通互助平台的介绍 2487746
邀请新用户注册赠送积分活动 2368568