論文の概要: FlightPatchNet: Multi-Scale Patch Network with Differential Coding for Flight Trajectory Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.16200v1
- Date: Sat, 25 May 2024 12:15:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-29 00:31:06.122272
- Title: FlightPatchNet: Multi-Scale Patch Network with Differential Coding for Flight Trajectory Prediction
- Title(参考訳): FlightPatchNet:飛行軌道予測のための差分符号化付きマルチスケールパッチネットワーク
- Authors: Lan Wu, Xuebin Wang, Ruijuan Chu, Guangyi Liu, Yingchun Chen, Jing Zhang, Linyu Wang,
- Abstract要約: 飛行軌跡予測のための差分符号付きマルチスケールパッチネットワークであるFlightPatchNetを提案する。
飛行軌道における多様な時間的パターンを十分に探求するために、マルチスケールパッチネットワークはバックボーンとして機能するように微妙に設計されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.371416168984725
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate multi-step flight trajectory prediction plays an important role in Air Traffic Control, which can ensure the safety of air transportation. Two main issues limit the flight trajectory prediction performance of existing works. The first issue is the negative impact on prediction accuracy caused by the significant differences in data range. The second issue is that real-world flight trajectories involve underlying temporal dependencies, and existing methods fail to reveal the hidden complex temporal variations and only extract features from one single time scale. To address the above issues, we propose FlightPatchNet, a multi-scale patch network with differential coding for flight trajectory prediction. Specifically, FlightPatchNet first utilizes the differential coding to encode the original values of longitude and latitude into first-order differences and generates embeddings for all variables at each time step. Then, a global temporal attention is introduced to explore the dependencies between different time steps. To fully explore the diverse temporal patterns in flight trajectories, a multi-scale patch network is delicately designed to serve as the backbone. The multi-scale patch network exploits stacked patch mixer blocks to capture inter- and intra-patch dependencies under different time scales, and further integrates multi-scale temporal features across different scales and variables. Finally, FlightPatchNet ensembles multiple predictors to make direct multi-step prediction. Extensive experiments on ADS-B datasets demonstrate that our model outperforms the competitive baselines. Code is available at: https://github.com/FlightTrajectoryResearch/FlightPatchNet.
- Abstract(参考訳): 正確な多段階飛行軌道予測は航空交通の安全を確保する航空交通制御において重要な役割を果たす。
2つの大きな問題は、既存の作業の飛行軌道予測性能を制限することである。
第一の問題は、データ範囲の大きな違いに起因する予測精度に対する負の影響である。
第二の問題は、現実の飛行軌道は時間的依存の根底にあるものであり、既存の手法は隠れた複雑な時間的変動を明らかにしず、1つの時間スケールからのみ特徴を抽出する。
上記の問題に対処するため,フライトトラジェクトリ予測のための差分符号付きマルチスケールパッチネットワークであるFlightPatchNetを提案する。
具体的には、FlightPatchNetはまず差分符号化を利用して、経度と緯度の最初の値を1次差分にエンコードし、各時間ステップですべての変数に対する埋め込みを生成する。
そして、異なる時間ステップ間の依存関係を調べるために、グローバルな時間的注意が導入された。
飛行軌道における多様な時間的パターンを十分に探求するために、マルチスケールパッチネットワークはバックボーンとして機能するように微妙に設計されている。
マルチスケールパッチネットワークは、スタックされたパッチミキサーブロックを利用して、異なる時間スケールでパッチ間の依存関係をキャプチャし、異なるスケールと変数にわたってマルチスケールの時間的特徴を統合する。
最後に、FlightPatchNetは複数の予測器をアンサンブルして直接多段階予測を行う。
ADS-Bデータセットの大規模な実験は、我々のモデルが競争ベースラインを上回っていることを示している。
コードは、https://github.com/FlightTrajectoryResearch/FlightPatchNetで入手できる。
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