Physisches maritimes Testfeld
Axel Hahn
LABSKAUS ist eine physische Plattform für Forschung rund um maritime Transportsysteme und e-Navigation. Als Testumgebung für die Konzeption, Entwicklung und Erprobung neuer hochautomatisierter (Assistenz-) Systeme sowie als Demonstrationsumgebung zur Vorstellung der Leistungsfähigkeit neuer Produkte ist LABSKAUS in einzelne Dienste unterteilt. Das maritime Testfeld ist als erweiterbares, nachhaltiges und offenes Testfeld ausgelegt und weist demnach eine Modularität auf, die es ermöglicht, die Services für diverse Anwendungsfälle zu kombinieren, verfügbar zu machen und an die vorherrschenden Bedürfnisse anzupassen.
Das Portfolio der existierenden Dienste lässt sich in die folgenden Kernkategorien unterteilen:
Modellbildung und Analyse
Um eine holistische Systementwicklung zu unterstützen, werden Dienste für die Analyse des Verkehrssystems „Schifffahrt“ eingesetzt, aus denen ein Verständnis über die Bedarfe und auch potenzielle Risiken und Kritikalitäten aus der Realität abgeleitet werden können. Hierfür bieten wir Toolketten zur Erstellung von hochgenauen Seekarten, standardisierte Datenmodelle und Schnittstellen an, um Realdaten von Land und vom Schiff für Untersuchungen zur Verfügung zu stellen und die frühzeitige Einbettung des zu entwickelnden Systems zu ermöglichen. Durch die Erfassung von Verkehrsbeobachtungsdaten aus der Referenzwasserstraße und deren Untersuchung mittels Scenario Mining Techniken besteht eine große Datenbasis an historischen Situationen, welche nach Begegnungstypen und Risikostufen geclustert werden. Auch Beinahe-Un-fälle lassen sich aus unserem Scenario Data Warehouse heraus beziehen.
Axel Hahn
Technologieentwicklungsplattform
Zur Begleitung der Entwicklungs- und Betriebsphase hochautomatisierter maritimer Systeme umfasst unser Portfolio eine breite Sensor- und Kommunikationsinfrastruktur. Im Testfeld werden kommerzielle und auf dem neuesten Stand der Technik befindliche Sensoren eingesetzt. Dazu gehören AIS, RADAR, LiDAR, Modar (Kamerasystem), Kameraströme sowohl für die Land- als auch für die Schiffsseite sowie Umweltsensoren. Außerdem können schiffsinterne Sensoren wie Log, GPS und Ruderreferenz zur Verfügung gestellt werden. Die Sensorkonfigurationen lassen sich bedarfsorientiert zusammenstellen und an jedem beliebigen Ort positionieren. Über unsere polymorphe Schnittstelle können wir die verfügbaren Daten in beliebigen Formaten anbieten. Die Datenströme werden mithilfe der polymorphen Schnittstelle zwischen verschiedenen Kommunikationsstandards wie NMEA 2000 und NMEA 0183 konvertiert, um verschiedene zu testende Systeme zu integrieren. Alle Daten werden in ein auf S-100 basierenden Datenformat überführt und ausgetauscht. Über eine eigens für das Testfeld entwickelte Forschungsdatenplattform erfolgt ein feingranulares Zugriffsmanagement für Datenressourcen im Testfeld. So ermöglicht die Plattform den Nutzenden, ihre Daten auf sichere Weise mit anderen Beteiligten im Testfeld zu teilen, ohne dabei ihre Souveränität zu verlieren. Das physische Testfeld ordnet sich um eine Referenzwasserstraße (Außenelbe) sowie an instrumentierten Forschungshäfen (Cuxhaven und Wilhelmshaven) an. Die Technologieentwicklungsplattform wird durch zwei ausgebaute Seecontainer (10“ und 20“) komplettiert, welche der Testdurchführung als Kontrollzentralen, die sowohl als vollständige Brücke als auch als VTS Zentrale während der Erprobung eingesetzt werden können, dienen. Hier laufen die Informationskanäle während der Testläufe zusammen, und erlauben das Monitoring sowie das Eingreifen in die Testabläufe. In den Kontrollzentralen wird die Möglichkeit realisiert, die Testträger von der Landseite aus fernzusteuern. Bei den Testträgern handelt es sich um ein vollelektrisches, hochaktuiertes Boot für Hafen- und Anlegemanöver, sowie ein weiteres Boot mit einem 250 PS starken Außenborder für die Erprobung von Navigationssystems auf See. Unser gesamtes physisches Testfeld gestattet mithilfe eines Simulationsadapters, künstliche Verkehrsteilnehmende zu injizieren, um auch Mixed Reality Versuche für kritische Fahrmanöver in der Realität durchzuführen.
Demonstration und Evaluation
Wir unterstützen mit Know-How und Expertise bei der Durchführung von Felderprobungen und binden bei Bedarf die in unserem Institut entwickelten Methoden und Werkzeuge in das Testfeld ein, um bestehende und vor allem auch innovative und komplexe Systeme zu untersuchen und den Entwicklungsprozess von der Designphase bis zur Zertifizierung zu fördern.