Minensuche in Hochseegebieten

In den Gewässern dieser Welt lauern noch viele Gefahren. Wir betrachten ein (rechteckiges) offenes Hochseegebiet, in welchem Seeminen verlegt wurden. Während die Dichte der Minen geschätzt werden kann, sind ihre genauen Standorte unbekannt. Das Ziel ist es, das Gebiet in der kürzestmöglichen Zeit zu beräumen, indem alle Minen identifiziert und unschädlich gemacht werden. Das Hauptwerkzeug für diese Aufgabe ist eine Plattform für die Minenjagd (Mine Counter-Measure Vessel, MCMV), die von einer Anzahl identischer AUVs (autonomous underwater vehicles, autonome Unterwasserfahrzeuge) unterstützt wird, welche von dieser Plattform aus operieren (d. h. sie werden ausgesetzt, geborgen, wieder aufgeladen und die Daten werden analysiert).

Wir haben dieses Problem als ein gemischt-ganzzahliges lineares Optimierungsproblem mit zeitlicher Diskretisierung formuliert. In unserem Modell wird das Seegebiet in mehrere rechteckige Teilbereiche unterteilt, die den Systemen (MCMV und AUVs) auf der Zeitachse zugeordnet werden. Der zeitliche Ablauf bestimmter Aktionen (insbesondere die Suche und Räumung eines Gebietes) muss berücksichtigt werden - so kann das MCMV zum Schutz der Arbeiter an Bord zu keiner Zeit in ein ungeräumtes Gebiet einfahren. Eine wichtige Entscheidung ist die Feinheit der Zeitdiskretisierung. Viele kleine Details (wie das Aussetzen und Einholen von AUVs oder regelmäßige Schichtwechsel) müssen berücksichtigt werden. Wird die Länge eines Zeitschritts jedoch zu klein gewählt, werden die Instanzen des Modells so groß, dass sie selbst mit moderner Hard- und Software praktisch nicht mehr behandelbar sind.

Industriepartner

Atlas Elektronik GmbH, Bremen