MUTE-DSS：基于数字孪生的 underwater radiated noise 船舶航行规划决策支持系统
最优化与控制
2025-08-05 v1 机器人学
摘要
我们提出了一种新型MUTE-DSS，一种用于船舶航行规划中最小化水下辐射噪声（URN）的决策支持系统。它是一个以ROS2为中心的框架，集成了最先进的声学模型，将近场建模的半经验参考谱与远场建模的3D射线追踪相结合，用于Propagation损失，提供船舶噪声特征的实时计算，同时集成数据驱动的南部居住者 killer whale 分布模型。该提议的DSS执行两个阶段的优化管道：用于collision-free ship routing的Batch Informed Trees和用于adaptive ship speed profiling的遗传算法，在航行约束下最小化对海洋 mammal 的累计URN暴露。通过对在属洋与属三角洲之间的船舶航班进行案例研究，比较了优化航班与来自自动识别系统数据派生的基准轨迹。结果显示，噪声暴露水平显著减少，最高可达7.14 dB，对应简化情景下的约80.68%减少，在更真实的动态setting下平均减少4.90 dB，对应约67.6%减少。这些结果说明了该提议决策支持系统的适应性和实际实用性。
引用
@article{arxiv.2508.01907,
title = {MUTE-DSS: A Digital-Twin-Based Decision Support System for Minimizing Underwater Radiated Noise in Ship Voyage Planning},
author = {Akash Venkateshwaran and Indu Kant Deo and Rajeev K. Jaiman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.01907},
year = {2025}
}