提高海上安全:使用深度学习模型与轨迹预测边界估计碰撞概率
Robertas Jurkus1, Julius Venskus2, Jurgita Markevičiūtė2
1Institute of Data Science and Digital Technologies, Vilnius University, 01513 Vilnius, Lithuania.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 17, 2025
概括
这项研究使用深度学习来预测船舶路径,并评估在博恩霍尔姆岛附近的碰撞风险. 合规预测区域 (CPR) 可靠地预测海上碰撞风险,提高航行安全.
科学领域:
- 海上安全的航行.
- 人工智能的人工智能
- 深度学习 (Deep Learning) 是一种深度学习.
背景情况:
- 海上事故带来重大风险,需要先进的安全策略.
- 准确的船舶轨迹预测和碰撞风险评估对于预防至关重要.
- 现有的方法可能无法完全捕捉现实世界海事场景的复杂性.
研究的目的:
- 开发和评估基于AI/ML的方法,用于预测船舶轨迹.
- 通过综合深度学习和统计方法来评估海上碰撞风险.
- 改进航行决策和海上风险管理协议.
主要方法:
- 利用长短期记忆 (LSTM) 自动编码器,一种深度循环神经网络,用于轨迹预测.
- 综合轨迹预测使用统计技术来创建概率边界 (信心区间,预测区间,圆形预测区域,合规预测区域).
- 根据概率边界重叠的可能性开发了碰撞风险评分.
主要成果:
- 将该方法应用于模拟场景和2021年苏格兰航母-卡林霍杰碰撞案例研究.
- 证明了合规预测区域 (CPR),一种非参数的方法,可靠地预测碰撞风险,可靠性为95%.
- 展示了将统计不确定性量化与深度学习模型相结合的有效性.
结论:
- 拟议的AI/ML方法显著提高了碰撞风险评估的准确性.
- 合规预测区域为可靠的海上风险预测提供了强大的非参数解决方案.
- 这些发现支持向积极主动,AI/ML增强的海上风险管理转变,以提高安全.


