論文の概要: FlowATC: Aircraft Trajectory Prediction via Flow Matching
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16528v1
- Date: Tue, 15 Sep 2026 02:21:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.306505
- Title: FlowATC: Aircraft Trajectory Prediction via Flow Matching
- Title(参考訳): FlowATC:フローマッチングによる航空機軌道予測
- Abstract要約: 本稿では,航路ラベルやチャート管理を伴わない,歴史的航空機軌道に特化して訓練されたフローマッチングアーキテクチャを提案する。
我々のモデルは、ネイティブで不規則なADS-Bサンプリング間隔で直接訓練される。
予測地平線により誤差は良好に低下し, 時間的劣化フィードで再トレーニングした場合, アーキテクチャが有効であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 39.046509366232065
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Building accurate decision-support tools for next-generation air traffic control requires robust trajectory prediction models. We present a flow-matching architecture trained exclusively on historical aircraft trajectories, with no route labels or chart supervision. Trained on 1.15 million Automatic Dependent Surveillance-Broadcast trajectory windows collected over the San Francisco Bay Area, the model generates aircraft trajectory distributions that closely match historical traffic, reproducing known airspace structure around San Francisco Airport such as the shape of SFO's published NIITE FOUR departure procedure. Our model is trained directly on the native, irregular ADS-B sampling interval. Trajectory prediction is cast as sequence inpainting using a block-causal Transformer that denoises future state tokens conditioned on the observed history using Conditional Flow Matching or Denoising Diffusion Probabilistic Models. We compare our architecture against constant-velocity, deterministic-Long Short Term Memory, and Conditional Variational Autoencoders baselines. At matched parameter count, CFM outperforms DDPM by 11-26% in minADE@20, and both generative objectives surpass the CVAE baseline by 31-41%. We further show that the error degrades gracefully with prediction horizon, and the architecture remains effective when retrained on temporally decimated feeds. Lastly, we sample $K$ independent completions, yielding spatial probabilistic occupancy estimates that can serve as input to downstream conflict-risk estimation.
- Abstract(参考訳): 次世代の航空交通管制のための正確な意思決定支援ツールを構築するには、堅牢な軌道予測モデルが必要である。
本稿では,航路ラベルやチャート管理を伴わない,歴史的航空機軌道に特化して訓練されたフローマッチングアーキテクチャを提案する。
サンフランシスコ・ベイエリアで収集された1.15百万のAutomatic Dependent Surveillance-Broadcastトラジェクトリウィンドウで訓練されたこのモデルは、歴史的交通量と密接に一致した航空機の軌道分布を生成し、サンフランシスコ空港周辺の既知の空域構造を再現し、SFOが発行したNIITE FOURの出発手順の形状を再現する。
我々のモデルは、ネイティブで不規則なADS-Bサンプリング間隔で直接訓練される。
軌道予測は、条件付きフローマッチングまたは拡散確率モデルを用いて観測履歴に条件付された将来の状態トークンを識別するブロック因果変換器を用いて、シーケンスインペイントとしてキャストされる。
我々は,定数速度,決定論的短期記憶,条件付き変分オートエンコーダのベースラインと比較する。
一致したパラメータ数では、CFM は DDPM を 11-26% で minADE@20 で上回り、どちらの生成目的も CVAE ベースラインを 31-41% 上回っている。
さらに、エラーは予測地平線とともに優雅に劣化し、時間的劣化フィード上で再トレーニングされた場合、アーキテクチャが有効であることを示す。
最後に, コンフリクトリスク推定のインプットとして機能する空間確率的占有率推定を, 独立して$K$のコンプリートをサンプリングする。
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