LAESSI demonstriert Basistechnologien für autonome Binnenschifffahrt

20 Kilometer legte das Binnenschiff MS Jenny auf dem Main zurück und passierte dabei zwölf Brücken. Bei der Fahrt wurde es teilweise von den Assistenzsystemen gesteuert, die den Schiffsführer auch beim Anlegen entlasteten. Die erfolgreiche Demonstration war der Abschluss des Verbundprojekts LAESSI (Leit- und Assistenzsysteme zur Erhöhung der Sicherheit der Schifffahrt auf Inlandwasserstraßen). "Das Binnenschiff ist ein umweltfreundlicher und zukunftsträchtiger Verkehrsträger und mit den neuen Technologien machen wir es zu einem sehr sicheren Transportmittel", sagt Dr. Ralf Ziebold, DLR-Projektleiter für LAESSI vom Institut für Kommunikation und Navigation.

LAESSI: vier Systeme in Einem

Die Basis der Assistenzsysteme von LAESSI sind eine hochgenaue und zuverlässige Bestimmung von Position, Höhe und Ausrichtung des Schiffs mit Hilfe der Satellitennavigation und spezieller Korrekturdaten. Zusätzlich zu diesen Korrekturdaten erhalten die Assistenzsysteme aktuelle Informationen zur Wasserstraße. Während der Fahrt überprüft die Brückenanfahrwarnung, ob das Schiff sicher die nächste Brücke durchfahren kann oder ob Steuerhaus und Radarmast abgesenkt werden müssen. Besteht die Gefahr einer Kollision, wird rechtzeitig vor der Brücke eine Warnmeldung angezeigt. Mithilfe des Bahnführungsassistenten ist es zudem möglich, vorab eine Route zu definieren, die das Schiff selbstständig abfährt. Dies gilt auch für stark gekrümmte Flüsse. Der Schiffsführer kann sich dann ganz auf das Verkehrsgeschehen konzentrieren. Die sogenannte Conning-Anzeige liefert permanent Informationen zu allen Bewegungen des Schiffes, zur Ruderlage und zur Drehzahl der Schiffsschraube. Beim Anfahren der Halteposition hilft der Anlegeassistent, der die Position und Ausrichtung des Schiffes mit den Umgebungsinformationen verknüpft. Der Schiffsführer wird bei diesem anspruchsvollen Manöver unterstützt, indem der Assistent die genauen Abstände zu Kaimauern oder anderen Schiffen angibt.

Automatisierung gewinnt in der Schifffahrt stetig an Bedeutung

"Die zunehmende Automatisierung ist ein wichtiges Thema für die Schifffahrt, denn viele Unfälle sind auf menschliches Versagen zurückzuführen", erklärt Ralf Ziebold. Während der Steuerung eines Schiffes muss der Schiffsführer zahlreiche Parameter beachten, wie etwa die Strömung, die Verkehrslage, die Wetterbedingungen und den Wasserstand. Technologien und Sensoren unterstützen ihn bei seiner Arbeit und erleichtern es, mögliche Gefahrensituationen erkennen und einordnen zu können. Ein entscheidender Vorteil des Binnenschiffverkehrs ist, dass die Transportkosten verhältnismäßig niedrig und die Emissionen der Schiffe im Vergleich zu LKWs gering sind. Mit zunehmender Automatisierung könnten Besatzungskosten reduziert sowie mehr Platz für die Ladung an Bord geschaffen werden. Die Systeme, die innerhalb des LAESSI-Projekts entwickelt wurden, sind eine Grundvoraussetzung für ein zukünftiges teilautonomes Fahren.

Vorhandene Strukturen werden weiterentwickelt

Die Wissenschaftler aus dem DLR-Institut für Kommunikation und Navigation entwickelten während des Projekts Algorithmen, um zuverlässig Positions-, Navigations-, und Zeitinformationen auf dem Schiff bereitzustellen. Um die Kommunikations- und Navigationsdaten senden und empfangen zu können, griffen die Forscher auf die Strukturen des Automatischen Identifikationssystems (AIS) zurück. AIS ist heute Standardausrüstung auf allen Binnenschiffen. Darüber hinaus sind viele Wasserstraßen mit AIS-Landstationen ausgestattet, die Meldungen der Schiffe empfangen und Signale an diese senden können. Die Experten nutzten einen zusätzlichen Sender an den Basisstationen, um mit ihm die Daten für die Assistenzsysteme von LAESSI zu übertragen. Perspektivisch ist geplant, die AIS-Basisstationen so zu modifizieren und zu erweitern, dass sie die Informationen der LAESSI-Systeme standardmäßig aussenden. Aktuell arbeiten die Fachleute des Projekts an der Standardisierung des Gesamtsystems. Darüber hinaus arbeiten die Projektpartner daran, die Systemtechnik weiterzuentwickeln, um weitere Anwendungsbereiche der Binnenschifffahrt wie beispielsweise Schleusenmanöver zu erschließen.

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