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GALILEOnautic: Autonome Schifffahrt besteht Test

Bei weiter steigendem Schiffsverkehr profitiert der Verkehrsfluss von automatisierter Navigation. Das Rostocker Forschungsprojekt GALILEOnautic zeigte, dass solche autonome, kooperative Navigation schon heute funktioniert.

Autonomer Katamaran Bildquelle: © Hochschule Wismar/ Kerstin Baldauf

Der Katamaran Messin – mit den Nahfeldsensoren an Bord – kam sowohl im ersten als auch im zweiten Testszenario als autonom agierendes unbemanntes Wasserfahrzeug (USV) zum Einsatz.

Auf der Unterwarnow nahe des Rostocker Seehafens wurden unterschiedliche Testszenarien mit autonomen Wasserfahrzeugen als Teil eines autonomen Systems demonstriert. Zwei Schiffe waren vernetzt und agierten als Teil eines sich selbst abstimmenden Netzwerks autonom. Ein drittes, nicht vernetztes bemanntes Schlauchboot störte dabei die autonomen Fahrzeuge.

Die vernetzten Boote wichen autonom sowohl untereinander als auch dem störenden Fahrzeug unter Beachtung geltender Kollisionsverhütungsregelung und ihrem ursprünglichen Fahrziel aus.

»In einem zweiten Szenario wurde das Potential eines Nahfelderkennungssystem gezeigt, das einen Kai bei paralleler Vorbeifahrt der unbemannten Wasserfahrzeuge exakt lokalisieren kann«, erklärt Prof. Dr.-Ing. Olaf Simanski, der das Arbeitspaket der Hochschule Wismar als Projektleiter koordinierte. Seine Arbeitsgruppe Automatisierungstechnik/ Mechatronik (ATM) hatte gemeinsam mit den Forschern des Institutes für Innovative Schiffs- Simulation und Maritime Systeme (ISSIMS) den mit insgesamt 430 Tausend Euro geförderten Projektteil zur Nahfelderkennung und der assistierten Schiffsführung des insgesamt mit 1,6 Millionen Euro bezuschussten Forschungsprojektes bearbeitet.

In der dritten Simulation  begegneten sich zwei Fährschiffe mit 200 m Länge und mussten »in der engen Fahrrinne einander ausweichen ohne sich zu behindern«, so Dr.-Ing. Michael Gluch über das Geschehen auf den Brücken und im Instruktorraum des Schiffsführungssimulators (SHS – Ship Handling Simulator).

Die Erkenntnisse fließen einerseits in die Ausbildung ein, andererseits wird mit diesem Assistenzsystem, über das auch alle neuen automatisierten Funktionalitäten integriert werden, ein Instrument auf dem Weg zu höheren Automatisierungsstufen geschaffen, das bei Systemstörungen als Diagnosewerkzeug und Rückfalllösung dienen kann.

»Besonderes Alleinstellungsmerkmal in GALILEOnautic ist die Vernetzung und zentrale Koordination aller beteiligten maritimen Fahrzeuge. Auch wenn ein Teilnehmer nicht vernetzt ist, kann das System adäquat reagieren«, erklärt Dr. René Zweigel von der RWTH Aachen, Koordinator des Projekts. »Dadurch ist es möglich, Automatisierung auch bei Mischverkehr mit autonomen und nicht autonomen Systemen umzusetzen. Nur so kann eine Automatisierung Schritt für Schritt gelingen.«

Daten für aktuelle Informationen über Position, Geschwindigkeit und Orientierung, mit der die Bewegung der Schiffe in den nächsten Sekunden und Minuten vorhergesagt wurde, stammten vom europäischen Satellitennavigationssystem »Galileo«.  Damit wurden optimale Handlungsvorschläge für alle Schiffe, beispielsweise in einem Hafen, in einem kooperativen Sinn ermittelt. Hierzu zählte auch die Weiterentwicklung bestehender Manöverassistenzsysteme.

Zusätzlich wurden Schiffsregelungssysteme an Bord erstellt, die robust gegenüber sich ändernden Umweltbedingungen und Einflüssen sind. Zur Datenübertragung zwischen allen Verkehrsträgern wurden sichere und permanent verfügbare Kommunikationswege geschaffen. Für den Nahbereich wurden im Projekt außerdem Sensoren im Sinne einer Nahfelderkennung kombiniert.