基于最优控制的博登湖节能渡轮运行决策支持系统研究
系统与控制
2026-02-26 v2 人机交互
机器人学
系统与控制
摘要
海事部门正经历由自主性、脱碳和数字化转型三大因素驱动的颠覆性技术变革。应对这些因素需要重新审视内河船舶的运行。本文提出并开发了一种基于收缩时域最优控制框架的渡轮运行决策支持系统。问题表述中包含了渡轮动力学和环境扰动的数学模型，特别是水流和风，这些因素可能显著影响动力学行为。真实数据和说明性场景展示了所提出系统通过提供实时引导有效支持渡轮机组人员的潜力。这使得在保持预设机动持续时间的同时实现了增强的运行效率。结果表明，最优控制应用在推进未来内河渡轮运行方面具有巨大前景。博登湖上真实渡轮 MS Insel Mainau 的运行视频可在以下网址获取：https://youtu.be/i1MjCdbEQyE
引用
@article{arxiv.2512.11786,
title = {Toward a Decision Support System for Energy-Efficient Ferry Operation on Lake Constance based on Optimal Control},
author = {Hannes Homburger and Bastian Jäckl and Stefan Wirtensohn and Christian Stopp and Maximilian T. Fischer and Moritz Diehl and Daniel A. Keim and Johannes Reuter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11786},
year = {2026}
}
备注
6 pages, 8 figures, parts of this preprint are directly taken from Chapter 6 of the main author's PhD thesis with title "Optimal Control for Efficient Vessel Operation: From Theory to Real-World Applications"