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Multiple Ornstein–Uhlenbeck Processes for Maritime Traffic Graph Representation

机译：海上交通图表示的多个Ornstein–Uhlenbeck过程

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We propose an unsupervised procedure to automatically extract a graph-based model of commercial maritime traffic routes from historical Automatic Identification System (AIS) data. In the proposed representation, the main elements of maritime traffic patterns, such as maneuvering regions and sea-lanes, are represented, respectively, with graph vertices and edges. Vessel motion dynamics are defined by multiple Ornstein-Uhlenbeck processes with different long-run mean parameters, which in our approach can be estimated with a change detection procedure based on Page's test, aimed to reveal the spatial points representative of velocity changes. A density-based clustering algorithm is then applied to aggregate the detected changes into groups of similar elements and reject outliers. To validate the proposed graph-based representation of the maritime traffic, two performance criteria are tested against a real-world trajectory dataset collected off the Iberian Coast and the English Channel. Results show the effectiveness of the proposed approach, which is suitable to be integrated at any level of a JDL system.
机译：我们提出了一种无监督程序，可以从历史自动识别系统（AIS）数据中自动提取基于图形的商业海上交通路线模型。在建议的表示中，海上交通模式的主要元素（如操纵区域和海道）分别以图形的顶点和边表示。血管运动动力学是由多个具有不同长期平均参数的Ornstein-Uhlenbeck过程定义的，在我们的方法中，可以通过基于Page检验的变化检测程序来估计该过程，以揭示代表速度变化的空间点。然后应用基于密度的聚类算法将检测到的变化聚合为相似元素的组，并剔除异常值。为了验证提议的基于图的海上交通表示，针对从伊比利亚海岸和英吉利海峡收集的真实世界轨迹数据集，测试了两个性能标准。结果表明了该方法的有效性，该方法适合于在JDL系统的任何级别进行集成。

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