Entwurf einer Vorsteuerung zur hochgenauen Bahnführung von Binnenschiffen

Integrierte Navigationssysteme für die Binnenschiffahrt bieten seit einigen Jahren die Möglichkeit zur automatischen Bahnführung von Schiffen entlang einer vorgegebenen Leitlinie. Die bisher von den Autoren erprobten Verfahren zeigen hierbei sehr gute Ergebnisse im praktischen Einsatz. Auf kleinen bis mittleren Binnenschiffen (bis ca. 60m Länge) ermöglicht die hierfür implementierte Regelung selbst in engen Kurven eine automatische Bahnführung ohne Eingriff des Schiffsführers. Bei großen Binnenschiffen kommt es jedoch in engen Kurven zu unakzeptablen Abweichungen von der Sollbahn, wodurch ein vollautomatischer Betrieb in diesen Strecken nicht sicher gewährt werden kann. Die bei gerader Streckenfahrt durchschnittliche Bahnabweichung von rund 1m kann hier bis auf über 15m ansteigen. Auf vielbefahrenen Wasserstraßen, wie etwa dem Rhein, musste daher bei engen Kurven bisher auf Handsteuerung zurückgeschaltet werden. Als wesentliche Ursache für die geringe Regelgüte konnte die Vernachlässigung der Driftdynamik in den Modellgleichungen und der daraus abgeleiteten Vorsteuerung ausgemacht werden. Der vorliegende Artikel zeigt, wie aus physikalischen Betrachtungen eine für den Reglerentwurf sinnvolle Modellierung der Driftdynamik erfolgen kann, die insbesondere mit Hinblick auf die Identifizierbarkeit der dabei auftretenden Parameter für den praktischen Einsatz geeignet ist

Drift dynamics modeling for automatic track-keeping of inland vessels

As part of an integrated navigation system for inland vessels, atrack-keeping controller is being developed in the Max Planck Institute, Magdeburg. The reduced space availability on inland waterways demands a high performance of the automatic guidance system. Therefore, model based strategies are used. Due to the characteristics of inland navigation, not only accurate but also simple mathematical models are required. Particularly, restricted conditions for parameter identification experiments should be accounted for. A physical modeling approach allowing the selection of the relevant effects is presented in this paper. In comparison to seagoing vessels the drift phenomenon observed during course changing maneuvers has turned out to be of paramount importance and is studied in detail. Special emphasis is laid on the impact of water current as an important effect on rivers. The model derived is partly verified by experimental results of turning circle maneuvers

Single-Molecule Bioelectronic Label-Free Assay of both Protein and Genomic Markers of Pancreatic Mucinous Cysts’ in Whole Blood Serum

15siThe timely diagnosis of cystic pancreatic cancer precursors is of utmost importance to improve patients’ low survival rate. Fine-needle aspiration cytology is endowed with low diagnostic sensitivity, while more effective is the assay of markers, such as a mutated KRAS, in the cyst fluids. Next-generation sequencing, detecting down to a single copy of a genomic marker, enables early diagnosis but the diagnostic sensitivity of high-grade cysts, likely to become malignant, is low. Assaying both mutated KRAS and MUC1 protein markers can improve diagnostic accuracy. Their detection in blood would also be minimally invasive. Here, the mucinous lesions markers, KRAS and MUC1, are both successfully assayed in blood serum at the physical limit with the label-free “Single-Molecule assay with a large Transistor—SiMoT.” This is a compelling proof of principle that the SiMoT platform holds high potential to enable a timely, minimally invasive, and accurate diagnosis of pancreatic cancer precursor cysts.nonenoneMacchia E.; Sarcina L.; Driescher C.; Gounani Z.; Tewari A.; Osterbacka R.; Palazzo G.; Tricase A.; Kovacs Vajna Z.M.; Viola F.; Modena F.; Caironi M.; Torricelli F.; Esposito I.; Torsi L.Macchia, E.; Sarcina, L.; Driescher, C.; Gounani, Z.; Tewari, A.; Osterbacka, R.; Palazzo, G.; Tricase, A.; Kovacs Vajna, Z. M.; Viola, F.; Modena, F.; Caironi, M.; Torricelli, F.; Esposito, I.; Torsi, L