6. Juli 2017
Forschungskooperation "AIS-Plus" zwischen DLR und Industrie

Mit neu­en Funk­si­gna­len zu mehr Si­cher­heit in der Schiff­fahrt

Mehr Sicherheit im Schiffsverkehr
Mehr Si­cher­heit im Schiffs­ver­kehr
Bild 1/2, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Mehr Sicherheit im Schiffsverkehr

Das neue Schiffs­si­gnal­sys­tem AIS-Plus-Sys­tem, das vom DLR ent­wi­ckelt wird, soll auch bei ho­hem Ver­kehrs­auf­kom­men und schlech­ten Über­tra­gungs­be­din­gun­gen zu­ver­läs­si­ge Po­si­ti­ons­mel­dun­gen bie­ten und die Küs­ten­über­wa­chung ver­voll­stän­di­gen.
Positionsmeldungen für den Schiffsverkehr
Po­si­ti­ons­mel­dun­gen für den Schiffs­ver­kehr
Bild 2/2, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Positionsmeldungen für den Schiffsverkehr

Vor­ge­schrie­ben ist das Sen­den und Emp­fan­gen von AIS-Si­gna­len für kom­mer­zi­ell ein­ge­setz­te Schif­fe über 300 BRZ (BRZ = Brut­to­raum­zahl) auf na­tio­na­ler oder in­ter­na­tio­na­ler Fahrt so­wie für Schif­fe, die län­ger als 20 Me­ter sind oder mehr als 50 Pas­sa­gie­re an Bord ha­ben. An stark fre­quen­tier­ten Schiffs­rou­ten las­sen sich die­se her­kömm­li­chen Si­gna­le al­ler­dings nicht mehr ein­deu­tig de­ko­die­ren be­zie­hungs­wei­se ein­zel­nen Schif­fen zu­ord­nen.

  • Kooperation von Forschung und Industrie: Entwicklung eines effektiveren Schiffssignalsystems AIS-Plus
  • Zuverlässigere Positionsbestimmung durch verbesserte Empfangs- und Sendealgorithmen
  • Schwerpunkt(e): Maritime Sicherheit, Raumfahrt, vernetzte Mobilität

Der Hafen Rotterdam ist der größte Hafen Europas - und er wird auch das anspruchsvolle Testgebiet sein, in dem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit dem Industriepartner Weatherdock AG ein neues Schiffssignalsystem auf die Probe stellt. Innerhalb von 18 Monaten soll bis Oktober 2018 gemeinsam das System "AIS-Plus" entwickelt und zur Produktreife geführt werden. Mit den bisher üblichen AIS-Signalen (Automatic Identification System) senden die Schiffe unter anderem Informationen über ihre Schiffsgröße, ihre Position sowie ihren Kurs. So sollen beispielsweise Kollisionen vermieden, aber auch für die Küstenüberwachung ein Lagebild ermöglicht werden. "Zurzeit ist die Signaldichte aber so hoch, dass teilweise Signale verloren gehen können", sagt Dr. Simon Plass vom DLR. Das neue AIS-Plus-System soll hingegen auch bei hohem Verkehrsaufkommen und schlechten Übertragungsbedingungen zuverlässige Positionsmeldungen bieten und somit die Küstenüberwachung vervollständigen.

Unsichtbar für Schiffsverkehr und Küstenstationen

Vorgeschrieben ist das Senden und Empfangen von AIS-Signalen für kommerziell eingesetzte Schiffe über 300 BRZ (BRZ = Bruttoraumzahl) auf nationaler oder internationaler Fahrt sowie für Schiffe, die länger als 20 Meter sind oder mehr als 50 Passagiere an Bord haben. All diese Teilnehmer am Schiffsverkehr senden in regelmäßigen Abständen AIS-Signale. An einzelnen Küstenstationen, die an stark frequentierten Schiffsrouten liegen, kommt es bereits heute zur ungewollten Überlagerung solcher Positionsmeldungen: Die Signale lassen sich nicht mehr eindeutig dekodieren beziehungsweise einzelnen Schiffen zuordnen. Gefährlich kann dies insbesondere für kleinere Schiffe werden, die auf freiwilliger Basis AIS-Sende- und Empfangssysteme mit schwächerer Leistung installiert haben. Sie werden im schlimmsten Fall von den umliegenden Küstenstationen nicht mehr regelmäßig wahrgenommen.

Mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt AIS-Plus werden nun zunächst in den Laboren des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation verbesserte Empfänger-Algorithmen entwickelt und das Sendesignal optimiert. "Wir können dabei auf unsere Erfahrungen mit dem Forschungsprojekt 'Echtzeitdienste für die maritime Sicherheit' aufbauen und für AIS-Plus als Innovationsgeber dienen", sagt DLR-Projektleiter Simon Plass. Die Forschungsergebnisse setzt dann der Industriepartner zum Produkt um.

Im Einsatz an Fischerbooten und Schwimmwesten

Die Anwendungsgebiete der neuen Technologie für die maritime Sicherheit sind vielfältig: Neben den kleinen Schiffen können beispielsweise auch Schwimmwesten mit dem neuen AIS-System ausgestattet werden. Im Katastrophenfall kann das AIS-Plus-System auch bei zahlreichen Positionssignalen diese zuverlässig bestimmen. Für Schiffsbrüchige kann dies überlebenswichtig sein. Auch die Überwachung von Fischereizonen wäre präziser möglich: "An der indischen Küste zum Beispiel dürfen die Fischer nur in einem bestimmten Bereich fischen und erhalten zur Kontrolle einen verkapselten AIS-Sender an Bord – bei mehreren hundert Booten auf kleinem Raum ist die zuverlässige Positionsbestimmung mit dem derzeitigen AIS-System schwer möglich." sagt Dr. Simon Plass.

Das bestehende AIS-System wird durch die neue Technologie nicht beeinträchtigt: "Wir stören das existierende System nicht, sind kompatibel und werden es mit unseren neuen Empfängern sogar besser empfangen können als mit herkömmlichen Empfängern", erläutert Dr. Simon Plass. Der Hafen in Rotterdam wird dafür ein guter Testkandidat sein: 2016 legten dort über 27 000 Seeschiffe und 100 000 Binnenschiffe an. Wenn Empfänger und Sender der neuen AIS-Plus-Technologie in dieser Umgebung mit anderen AIS-Signalen präzise und zuverlässig arbeiten, könnte es parallel zum bestehenden System eingeführt werden.

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