論文の概要: FlightKooba: A Fast Interpretable FTP Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.19885v1
- Date: Tue, 24 Jun 2025 04:53:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-26 21:00:42.472739
- Title: FlightKooba: A Fast Interpretable FTP Model
- Title(参考訳): FlightKooba: 高速解釈可能なFTPモデル
- Authors: Jing Lu, Xuan Wu, Yizhun Tian, Songhan Fan, Yali Fang,
- Abstract要約: 本稿では,HIPPO法,クープマン理論,サイバネティックスによる状態空間方程式に基づく新しいモデリングと制御フレームワークであるFlight Koobaを提案する。
構造状態空間方程式のアイデアにインスパイアされたFlightKoobaは、データからクープマン作用素を直接構成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.21666232769504
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Koopman theory is a powerful and effective modeling tool for converting nonlinear systems into linear representations, and flight trajectory prediction (FTP) is a complex nonlinear system. However, current models applying the Koopman theory to FTP tasks are not very effective, model interpretability is indeed an issue, and the Koopman operators are computationally intensive, resulting in long training times. To address this issue, this paper proposes a new modeling and control framework based on the HIPPO method, the Koopman theory, and state space equations from cybernetics: FlightKooba. Inspired by the idea of structural state space equations, FlightKooba directly constructs the Koopman operators from data. This makes the framework highly interpretable and significantly reduces the number of trainable parameters in the module, thereby greatly reducing training time. Experiments have demonstrated the superiority of the FlightKooba modeling method in terms of time and memory consumption (training time comparable to the Mamba module without using CUDA-level acceleration; memory reduced by more than 50% on most datasets, with a tenfold reduction in the number of parameters), essentially completing the FTP task. It provides a new method for the fast computation of the Koopman operators, opening up new possibilities for the combination of time series forecasting and control.
- Abstract(参考訳): クープマン理論は非線形システムを線形表現に変換するための強力で効果的なモデリングツールであり、フライト軌道予測(FTP)は複雑な非線形システムである。
しかし、現在のKoopman理論をFTPタスクに適用するモデルはそれほど効果的ではなく、モデル解釈性は確かに問題であり、Koopman演算子は計算集約的であり、長い訓練時間をもたらす。
本稿では,HIPPO法,クープマン理論,およびサイバネティックスによる状態空間方程式に基づく新しいモデリング・制御フレームワークであるFlight Koobaを提案する。
構造状態空間方程式のアイデアにインスパイアされたFlightKoobaは、データからクープマン作用素を直接構成する。
これにより、フレームワークが高度に解釈可能になり、モジュール内のトレーニング可能なパラメータの数が大幅に削減され、トレーニング時間が大幅に短縮される。
実験では、FlightKoobaモデリング手法の時間とメモリ消費(CUDAレベルのアクセラレーションを使わずにMambaモジュールに匹敵するトレーニング時間、ほとんどのデータセットでメモリが50%以上減少し、パラメータ数が10倍減少する)の優位性を実証している。
これはクープマン作用素の高速計算のための新しい方法を提供し、時系列予測と制御の組み合わせの新たな可能性を開く。
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