ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

1. AIS Δεδομένα και Προεπεξεργασία

Το Automatic Identification System (AIS) είναι υποχρεωτικό για πλοία > 300 GT βάσει IMO SOLAS. Οι πομποί Class A μεταδίδουν κάθε 2-12 δευτερόλεπτα όταν το πλοίο είναι σε κίνηση.

Πεδία που χρησιμοποιούνται:

MMSI, timestamp, lat, lon, SOG, COG, heading, navstat, vessel_type

Ζητήματα Ποιότητας Δεδομένων

Θόρυβος GPS: ±10m τυπικά, ±100m σε κακές συνθήκες
Κενά timestamp: φυσιολογικά σε περιοχές υψηλής κυκλοφορίας (VHF συμφόρηση)
Εσφαλμένα MMSI: ορισμένα πλοία μεταδίδουν άκυρους αναγνωριστικούς
Παραποίηση: σκόπιμα ψευδείς θέσεις (ενεργό ερευνητικό πεδίο)

Pipeline Προεπεξεργασίας

1. Αφαίρεση άκυρων MMSI (μήκος ≠ 9)

2. Φίλτρο SOG > 50 kn (φυσικά αδύνατο)

3. Αφαίρεση σημείων άλματος > 30 kn implied speed

4. Γραμμική παρεμβολή για κενά < 5 λεπτών

5. Τμηματοποίηση τροχιών σε κενά > 30 λεπτών

2. ML Ανίχνευση Ανωμαλιών

Διάνυσμα Χαρακτηριστικών ανά πλοίο-ημέρα

mean_sog, std_sog

Ταχύτητα ανά τύπο πλοίου

cog_change_rate

Συμπεριφορά στροφών

total_gap_minutes

Συνολικός χρόνος χωρίς AIS ενώ SOG > 0.5

loitering_index

Κλάσμα χρόνου εντός 2nm

destination_consistency

Cosine similarity με δηλωμένο προορισμό

route_deviation

Hausdorff distance από DBSCAN cluster

Μοντέλο: Isolation Forest

IsolationForest(n_estimators=200, contamination=0.02, random_state=42)

Εκπαιδεύτηκε σε Danish Maritime Authority open dataset (2022-2023, 4.2M vessel-days). Domain adaptation με CORAL για Αιγαίο vs Βαλτική.

Απόδοση (DMA test set)

0.71

Precision

0.62

Recall

0.66

3. Πύλη Δεδομένων και Ροή Παραγωγής

AISHub

Feed

→

Pre-process

Clean

→

Features

Extract

→

IF Score

Model

→

Rules

Overlay

→

Frontend

Display

Πηγές Δεδομένων

Δεδομένα	Πηγή	Πρόσβαση	Χρήση
AIS positions	AISHub	Free	Live feed
Historical AIS	Danish Maritime Authority	Open	Model training
Marine Protected Areas	EEA Natura 2000	CC-BY	Fishing zones
Bathymetry	GEBCO 2024	Open	Depth check
Port data	Piraeus Port Authority	Public	Port reference

Demo: Στατικό προ-υπολογισμένο snapshot. Σε παραγωγή: ανανέωση κάθε 10 λεπτά.

Αναφορές

• MDPI Marine Science 2023 - Isolation Forest + trajectory clustering

• ScienceDirect Ocean Engineering 2024 - STAD dynamic pattern clustering

• AIS-LLM Paper 2025 - Port of Piraeus anomaly detection benchmarks