Spatio-temporal graph neural networks (ST-GNNs) have achieved notable success in structured domains such as road traffic and public transportation, where spatial entities can be naturally represented as fixed nodes. In contrast, many real-world systems including maritime traffic lack such fixed anchors, making the construction of spatio-temporal graphs a fundamental challenge. Anomaly detection in these non-grid environments is particularly difficult due to the absence of canonical reference points, the sparsity and irregularity of trajectories, and the fact that anomalies may manifest at multiple granularities. In this work, we introduce a novel benchmark dataset for anomaly detection in the maritime domain, extending the Open Maritime Traffic Analysis Dataset (OMTAD) into a benchmark tailored for graph-based anomaly detection. Our dataset enables systematic evaluation across three different granularities: node-level, edge-level, and graph-level anomalies. We plan to employ two specialized LLM-based agents: \emph{Trajectory Synthesizer} and \emph{Anomaly Injector} to construct richer interaction contexts and generate semantically meaningful anomalies. We expect this benchmark to promote reproducibility and to foster methodological advances in anomaly detection for non-grid spatio-temporal systems.


翻译:时空图神经网络(ST-GNNs)在道路交通和公共交通等结构化领域取得了显著成功,这些领域的空间实体可以自然地表示为固定节点。相比之下,包括海上交通在内的许多现实世界系统缺乏此类固定锚点,这使得时空图的构建成为一个根本性挑战。在这些非网格环境中,由于缺乏规范参考点、轨迹的稀疏性和不规则性,以及异常可能以多种粒度显现,异常检测尤为困难。在本工作中,我们为海上领域的异常检测引入了一个新颖的基准数据集,将开放海上交通分析数据集(OMTAD)扩展为一个专为基于图的异常检测定制的基准。我们的数据集支持在三种不同粒度上进行系统评估:节点级、边级和图级异常。我们计划采用两个专门的基于LLM的智能体:\emph{轨迹合成器}和\emph{异常注入器},以构建更丰富的交互上下文并生成语义上有意义的异常。我们期望此基准能促进可复现性,并推动非网格时空系统异常检测方法论的进步。

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