Forschen für die nächste Generation von Binnenschiffen: autonom, sicher und umweltfreundlich
Ende Mai startete unter dem Namen "IW-NET" ein Projekt des EU Forschungsprogrammes Horizon2020, das der Nutzung der Binnenschifffahrt einen neuen Schub verleihen soll. Ziel ist es, damit zur Reduktion transportbedingter Treibhausgasemissionen beizutragen. Am Projekt sind 26 Unternehmen, Forschungseinrichtungen und öffentlichen Organisationen aus neun europäischen Ländern beteiligt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) werden im Projekt Kernkomponenten für verschiedene Fahrerassistenzfunktionen für automatisierte Binnenschiffe entwickeln und erproben. Koordiniert wird das Projekt durch das Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) in Bremen.
Deutschland verfügt über rund 7.300 Kilometer Binnenwasserstraßen, die Gesamtlänge der europäischen Wasserstraßen beträgt rund 39.500 Kilometer. Auch wenn das im Vergleich zum überörtlichen deutschen Straßennetz mit einer Gesamtlänge von über 231.000 Kilometern recht wenig erscheint, so soll der Binnenschifffahrt in der Frage der Reduzierung transportbedingter Treibhausgasemissionen zukünftig eine wichtigere Rolle zukommen. Fakt ist, dass das Binnenschiff im Vergleich zu LKW und Bahn das umweltfreundlichste Transportmittel ist, da es durch seine hohen Ladekapazitäten weniger Kraftstoff verbraucht beziehungsweise schädliche Emissionen verursacht. Damit die Binnenschifffahrt auch technologisch Schritt halten kann, wird in jüngster Zeit verstärkt der Frage nachgegangen, wie hochautomatisierte Schiffe auf den Wasserstraßen eingesetzt werden können und welche Beiträge sie im Hinblick auf die Effizienz und Sicherheit zu leisten vermögen.
Autonom navigieren mit neuen Positionierungstechnologien
Fahrerassistenzsysteme warnen den Schiffführer rechtzeitig, wenn eine Brücke zu durchfahren ist oder unterstützen ihn beim Schleusen. Dabei ist die exakte und verlässliche Positionsbestimmung von Schiffen notwendig. "Die Position von Schiffen muss hierfür schon bis auf zehn Zentimeter genau bestimmt werden", sagt Ralf Ziebold, Forscher im DLR-Institut für Kommunikation und Navigation. Die dafür notwendigen Signale stellt das europäische Satellitennavigationssystem Galileo zur Verfügung. "Im Projekt "IW-NET" werden wir Anwendungen für neue Assistenzsysteme unter Nutzung von Galileo entwickeln und schrittweise auf Binnenschiffen einsetzen und erproben", erklärt Ziebold. Dabei statten die Forschenden bestehende Binnenschiffe mit innovativen Methoden zur Positionsbestimmung aus, die auf dem demnächst verfügbaren High Accuracy Service (HAS) von Galileo aufsetzen. Ziel ist es, die Möglichkeiten und den Nutzen von Galileo-Diensten für zukünftige intelligente und hochautomatisierte Binnenschiffe aufzuzeigen.
Erprobung im digitalen Testfeld
Ein wichtiger Aspekt für die Entwicklung von hochautomatisierten Binnenschiffen ist die Zuverlässigkeit der Positionsinformationen. Um diese für die satellitengestützten Navigationssignale gewährleisten zu können, werden in Kooperation mit der Firma Alberding GmbH spezielle lokale Überwachungsstationen an Land aufgebaut, welche die Satellitensignale und die Servicequalität überwachen. Diese Überwachungsstationen erfassen lokale Einflüsse auf sehr schwacher Navigationssignale. Somit können Nutzer frühzeitig gewarnt werden, falls einige Signale nicht verfügbar sind.
Erste Tests will das Team im Jahr 2021 mit bereits vorhandenen Schiffen im digitalen Testfeld für Binnenschiffe auf der Spree-Oder-Wasserstraße durchführen. Zudem arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mit den belgischen Partnern, Opleidingscentrum voor Hout en Bouw und der Katholieke Universiteit Leuven zusammen, die ein hochautomatisiertes Schiff bauen. "Für dieses Schiff entwickeln wir ein Positionierungssystem, das mit Hilfe von Galileo-Diensten seine Position so genau wie nur möglich bestimmen kann", so Ziebold weiter.
Das Projekt
Das EU-Projekt "IW-NET" ist Teil des Forschungs- und Innovationsprogramms "Horizont2020"und fördert Innovationen in der Binnenschifffahrt. Ziel des Projekts ist es, mit verschiedenen Technologiekonzepten ein innovationsgetriebenes Transportnetzwerk in der Binnenschifffahrt aufzubauen. Um langfristig mehr Transporte auf die Binnenwasserstraßen zu verlagern, werden nicht nur umweltfreundliche und intelligente Technologien für die nächste Generation von Binnenschiffen entwickelt. Gleichzeitig beinhaltet das Projekt Konzepte zur Digitalisierung und Integration der Binnenschifffahrt in multimodale Transportketten sowie Konzepte für ein optimiertes Infrastrukturmanagement.