Sichere und effiziente Seefahrt auf sauberen Weltmeeren.
Der Begriff "e-navigation" steht für die Ausnutzung aller Mittel zur Situationserfassung, dem abgestimmten Informationsaustausch zwischen Schiffen sowie Schiffen und Diensten, und der Integration dieser Informationen in die Schiffssteuerungs- und Verkehrs-managementsysteme (Abb. 1).
Das Forschungsfeld "Maritime Verkehrstechnik", das seine Aufgaben und Ziele aus der "e-navigation"-Strategie ableitet, ist auf die Entwicklung und Erprobung von innovativen, technischen Lösungsansätzen ausgerichtet, die zur Steigerung der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Schiffsverkehrs beitragen. Zugeordnete Handlungsfelder umfassen:
Die Spezifikation der Gesamtsystemarchitektur und das maritime Integritätskonzept sind als übergeordnete Aufgaben zu verstehen, die durch ihre innewohnende Wechselwirkung (technische und ökonomische Machbarkeit - Sicherheit) interaktiv bearbeitet werden. Die Ergebnisse beider Aufgaben definieren dann den Rahmen für neue Ansätze bei der Umsetzung der "e-navigation"-Strategie (Abb. 2).
Der konsolidierte Bedarf an Informationen und ihre Klassifikation sind Grundlage für die Identifikation einzusetzender Sensoren, Technologien und Verfahren sowie für ihre Strukturierung in Form von zentralen und dezentralen Architekturelementen im Rahmen des Architekturentwurfs. Die IMO spricht in diesem Fall von schiffs- und landseitigen E-NAV-Systemen. Verschiedene Optionen des Architekturentwurfs sind einer Defizitanalyse zu unterziehen, die den Stand der Technik und Wissenschaft in Relation zu technischen (z.B. Integrität) und nutzungsspezifischen Anforderungen (z.B. Integration, Automatisierung) bewertet und fundiert den Entwicklungsbedarf ableitet.
Das übergeordnete Integritätskonzept zielt auf die Klassifikation sicherer Zustände von Schiffen und auf die Identifikation von Verfahren, die den Übergang von einem sicheren Zustand zu einem anderen sicheren Zustand für alle Verkehrsteilnehmer garantieren können. Für diesen Zweck ist es erforderlich, dass sichere Schiffszustände spezifiziert werden und durch einen mathematisch formulierbaren Integritätsbegriff zu beschreiben sind. Dies ermöglicht die umfassende Ableitung von Integritätsanforderungen, welche einerseits bei der Auswahl von Sensoren und Verfahren anzuwenden und während der Entwicklung von Algorithmen und Methoden zu berücksichtigen sind. Andererseits beeinflussen diese wiederum den Architekturentwurf.
Im Rahmen des Forschungsfelds "Maritime Verkehrstechnik" wird die bereits begonnene Entwicklungslinie für maritimes GBAS fortgeführt. Sie umfasst notwendige Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, die einerseits auf die Modernisierung des IALA Beacon DGNSS-Stationsnetzes und andererseits auf die Erfüllung der von der IMO gestellten Genauigkeits- und Integritätsanforderungen an GNSS für Hafenbereiche zielen. Für diesen Zweck hat das DLR ein experimentelles GBAS entwickelt und im Hafen Rostock aufgebaut (siehe GBAS). Derzeit laufende Aktivitäten sind auf die Entwicklung eines Integritätsmonitoringkonzepts für phasenbasiertes GBAS (Abb. 3), auf die Identifikation geeigneter Performance Key Identifiers (PKI) sowie deren experimentelle Bestimmung und Validierung ausgerichtet. PKIs müssen für jeden in Echtzeit bestimmte Qualitätskenngröße spezifiziert werden, um eine Unterscheidung zwischen nominalen und gestörten Verhalten von GNSS und GBAS entsprechend zu ereichender Positionierungsgenauigkeiten zu ermöglichen. Dies wird in Form von erlaubten Wertebereichen und Schwellwerten realisiert, die auf die durch das GBAS in Echtzeit bestimmte Qualitätskenngrößen angewendet werden. Insbesondere für zuverlässige Hochpräzisionsanwendungen von GNSS/GBAS sind umgebungsbedingte und ausrüstungsspezifische Einflüsse zu berücksichtigen (Abb. 4).