Verzeichnis der Pilot- und Forschungsprojekte im Bereich Automatisierung in der Binnenschifffahrt

2018 beschloss die ZKR eine erste internationale Definition der Automatisierungsgrade in der Binnenschifffahrt (Beschluss 2018-II-16). Die ZKR hat ihren Polizeiausschuss damit beauftragt, die Entwicklung der automatisierten Navigation (Navigationsunterstützung bis vollautomatische Navigation) zu verfolgen und eventuelle ordnungsrechtliche Notwendigkeiten zu prüfen.

Das Sekretariat der ZKR veröffentlicht nachstehend ein Verzeichnis der einschlägigen nationalen und internationalen Projekte mit einer Einstufung hinsichtlich des Automatisierungsgrads.

Die Projektbeteiligten werden gebeten, sich für Änderungen oder Ergänzungen zu den laufenden Projekten im Bereich Automatisierung in der Binnenschifffahrt an das Sekretariat (ccnr@ccr-zkr.org) zu wenden.

 

Ref. Nr.
Name des Pilotprojekts
Projektträger
Zeitraum
der
Arbeiten
Land
Automati-
sierungs-
grad gemäß
Beschluss
Kurzbeschreibung
Links
1 LAESSI
„Leit- und Assistenzsysteme zur Erhöhung der Sicherheit der Schifffahrt auf Inlandwasserstraßen“
Konsortium aus vier öffentlichen und privaten Organisationen:
- in-innovative navigation GmbH,
- WSV,
- DLR
- Alberding GmbH
2015-2018 DE 1 Erweitertes Assistenzsystem mit 4 Funktionen:

• Die Brückenanfahrwarnung alarmiert die Schiffsführung rechtzeitig, wenn ein Problem bei der Brückendurchfahrt besteht.
• Der Anlegeassistent zeigt die gemessenen und berechneten Abstände zur Kaimauer oder zu anderen Schiffen an und unterstützt den Schiffsführer so bei dem anspruchsvollen Anlegemanöver.
• Der Bahnführungsassistent entlastet den Schiffsführer auf der Streckenfahrt, indem er das Schiff auf einer zuvor definierten Route hält.
• Die sogenannte Conning-Anzeige stellt permanent alle Bewegungen des Schiffes, die Ruderlage sowie die Drehzahl der Schiffsschraube dar.
www.innovative-navigation.de
2 Shipping Technology
(Shipping factory / Xomnia)
Shipping Technology
(Shipping factory / Xomnia)
2016-… NL 4 Nutzung (vorhandener) nautischer Ausrüstungen für die Datensammlung an Bord und die Erstellung eines Prädiktionsmodells mit Blick auf eine automatisierte Navigation auf der Grundlage künstlicher Intelligenz (KI).
Eingeführtes Basisprodukt: Black Box Pro, das sämtliche Daten aus nautischen Systemen wie Radar, Autopilot, Motorsteuerung und GPS sammelt und in der Cloud speichert. Darüber hinaus Speicherung von Kamerabildern und Marifoon (Binnenschifffahrtsfunk).
Anhand dieser Daten bietet ein „Dashboard“ eine Übersicht über den täglichen Geschäftsprozess und die Möglichkeit, die Geschehnisse bei Ereignissen in der Vergangenheit, wie Kollisionen, Grundberührungen usw., zu reproduzieren.
Künftige Anwendungen (zur Verwendung auf Black Box Pro): statische Kollisionserkennung, dynamische Kollisionserkennung, selbsttätiges Stauen (autostowage), halbautonomes Fahren (auf der Grundlage von Deep-Learning-Algorithmen).
Prädiktionsmodelle werden auf einem Schiff in den Niederlanden (Shipping Factory) bereits unter realen Bedingungen getestet.
shippingtechnology.com
3 Zulu 3, Zulu 4 Zulu Associates Inbetrieb-
nahme der Schiffe 2021/2022
BE 4 Zulu Associates entwickelt ein autonomes Binnenschiff mit einem emissionsarmen bis emissionsfreien Antrieb für die Schifffahrt auf europäischen Binnengewässern. Das Binnenschiff trägt den Namen X-Barge und ist ein Binnenschiff der CEMT-Klasse 4. Ziel ist es, den Nachweis zu erbringen, dass im Jahr 2023 dieser Schiffstyp auf dem Rhein verkehren und eine Zulassung für einen ständigen kommerziellen unbemannten Betrieb erhalten kann. zulu-associates.com
4 NOVIMAR
Das Konsortium umfasst 22 Partner, Logistikunternehmen, Industrieunternehmen, öffentliche Einrichtungen und Forschungseinrichtungen

Koordinator: Netherlands Maritime Technology (NMT)
2017-2021 EU 3 Neues Navigationskonzept mit Schiffskolonnen (Platooning): ein Führungsschiff + Folgeschiffe (fernbedient und mit reduzierter Besatzung).

Forschungsschwerpunkte sind: Schiffskolonne als Geschäftskonzept, Wasserstraßenverkehrssystem, Zusammensetzung und Gestaltung der Schiffskolonne, Navigieren und Manövrieren der Schiffskolonne, Faktor Mensch, Wasserstraßeninfrastruktur und -betrieb, Sicherheit, Vorschriften
novimar.eu
5 Seafar Seafar NV, Hafen Antwerpen, De Vlaamse waterweg
2018-… BE 4 Seit Oktober 2019 werden im Westhoek auf der Yser und auf dem Kanal Plassendale-Nieuwpoort Tests mit dem Watertruck X (CEMT Klasse II – Massengutfracht) im Auftrag von Decloedt durchgeführt. In den ersten Wochen wurde mit einer vollständigen Besatzung gefahren (Phase 1). Sobald der Kapitän sich mit dem Schiff ausreichend vertraut gemacht hatte, arbeitete er von der Fernsteuerungszentrale Remote Control Center (RCC) aus (Phase 2). Ein zweiter Kapitän blieb zusammen mit dem Rest der Besatzung an Bord. Die Fahrten wurden von der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC aus überwacht und zunehmend wurde die Steuerung von der SCC übernommen. Der Kapitän an Bord blieb letztendlich verantwortlich und konnte gegebenenfalls eingreifen. Die Modalitäten wurden in einer Versuchsvereinbarung festgelegt. Diese wurde später durch fünf Nachträge geändert:
1. Ab April 2020 wurde zusätzlich die Genehmigung erteilt, zwei weitere Watertrucks auf der gleichen Strecke einzusetzen: Watertruck VII und Watertruck VIII. Für jedes Fahrzeug gab es in Phase 2 einen eigenen Schiffsführer in der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC.
2. Ab Juli 2020 wurde die Zulassung erteilt, zu dem ersten Teil von Phase 3 überzugehen, in der ohne Besatzung gefahren wird. In Phase 3a wird die ständige Anwesenheit eines technischen Aufsichtsperson (Technical Superintendent) auf dem Schiff getestet. Die Zuständigkeiten der technischen Aufsichtsperson und des Schiffsführers in der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC wurden nachträglich in einem Zusatz zur Versuchsvereinbarung festgelegt. Der Schiffsführer war immer der Hauptverantwortliche und die technische Aufsichtsperson durfte keine längeren Strecken fahren und das Schiff nur auf Anweisung des Schiffsführers in Sicherheit bringen.
3. Nachdem Seafar im Oktober 2020 ein ganzes Jahr lang Tests durchgeführt hatte, erhielt das Unternehmen eine Verlängerung, um ein weiteres Jahr die Tests fortzusetzen.
4. Ab März 2021 erhielt Seafar eine zusätzliche Genehmigung, um nachts zu fahren und um zur Phase 3b überzugehen: Tests ohne Besatzung an Bord, aber mit voller Kontrolle durch die landseitige Fernsteuerungszentrale SCC. Seafar hat hierfür Sicherheitsverfahren entwickelt und sie während der Phase mit der Besatzung an Bord getestet, damit das Schiff, sobald es unbemannt ist, sicher weiterfahren kann.
5. Am 18. Oktober 2021 wurde der Test um ein weiteres Jahr verlängert.
Seafar und der Vlaamse Waterweg nv stehen in regelmäßigem Kontakt, und die einzelnen Nachträge zur Vereinbarung wurden durch einen Antrag auf Projektänderung, eine aktualisierte Risikoanalyse, eine Lückenanalyse und ein Betriebskonzept ConOps sowie verschiedene Evaluierungssitzungen vorbereitet.
Seit April 2020 verfügt Seafar auch über eine Genehmigung für das Befahren des Leuven-Dijle-Kanals mit einem (anderen) Watertruck (im Auftrag von Celis). Die eigentlichen Tests begannen erst Ende Oktober/November 2021. Die Phasen, die hier durchlaufen werden, sind die gleichen wie bei den Tests in der Westhoek.
Bei den Watertruck-Schiffen handelt es sich um selbstfahrende Schubleichter, die nach flämischen Vorschriften zertifiziert wurden, gemäß Artikel 24 Absatz 2 der EU-Richtlinie 2016/1629, der Abweichungen für Fahrzeuge, die Fahrten in einem geografisch abgegrenztem Gebiet oder in Hafengebieten durchführen, zulässt.
Tests mit dem Ziel der Reduzierung von Besatzungen.
Seit Juni 2020 testet Seafar auch das Schiff Gamma (CEMT-Klasse I - Massengutfracht) im Besitz von Gitra BVBA, auf dem Bocholt-Herentals-Kanal und dem Brüssel-Schelde-Kanal. Dieses Schiff ist bemannt: Der Kapitän ist immer an Bord. Das Schiff fährt also nach den geltenden Gesetzen und Vorschriften. Das Schiff wird jedoch von der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC von Seafar aus gesteuert. Die Verantwortung liegt beim Schiffsführer an Bord. Dieses Projekt wurde Ende 2021 abgeschlossen.

Seit März 2021 fährt das Binnenschiff Tercofin II (CEMT-Klasse Va - trockenes Massengut/Containerfracht) zwischen dem Hafen von Antwerpen und Lüttich über den Albertkanal. Es wird immer eine Besatzung an Bord sein, aber die Kontrolle wird bei der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC liegen. Die Effizienz des Schiffes wird durch die Unterstützung der Besatzung erhöht. Dadurch können längere Fahrten mit der gleichen Anzahl von Besatzungsmitgliedern an Bord durchgeführt werden, ohne dass die Fahr- und Ruhezeiten überschritten werden. Auch hier wurden die Arbeiten in zwei Phasen durchgeführt. In Phase 1 besteht die Besatzung an Bord aus einem Kapitän und einem Matrosen anstelle von zwei Kapitänen und zwei Matrosen. Die übrige Besatzung befindet sich im Seafar Remote Control Centre. Ein Team von 3 Kapitänen und zwei Verkehrsleitern (Traffic controller) in der Fernsteuerungszentrale RCC wird das Schiff steuern. Ein Kapitän und ein Verkehrsleiter in der Fernsteuerungszentrale RCC arbeiten in 8-Stunden-Schichten. Der Nachtrag zur Versuchsvereinbarung hat den Übergang zur Phase 2 ab März 2021 zugelassen. Derzeit fährt das Schiff mit einem Steuermann und zwei Matrosen an Bord, und ein Kapitän ist in der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC anwesend, der die Verantwortung für das Schiff trägt.

Seit Februar 2021 fährt das Containerschiff DESEO zwischen Zeebrügge und Antwerpen. Für diesen Antrag hat Vlaamse Waterweg nv den Antragsteller beraten, aber die Genehmigung selbst wurde von der Gemeinsamen Nautischen Behörde GNA (Gemeenschappelijke Nautische Autoriteit) erteilt, da die zu befahrende Strecke nicht in den Zuständigkeitsbereich der Vlaamse Waterweg nv fällt. Derzeit wird das Schiff von der Fernsteuerungszentrale RCC in Antwerpen aus mit einer vollständigen Besatzung an Bord unterstützt. Im August hat die GNA die Genehmigung erteilt, die gesamte Strecke unter der Kontrolle der landseitigen Fernsteuerungszentrale SCC zu befahren, wobei die gesamte Besatzung an Bord bleibt. Dieses Projekt hat auch eine Reduzierung der Besatzung zum Ziel.
www.seafar.eu
6 Autonomous shipping in the “Westhoek” KU Löwen (Katholische Universität Löwen), De Vlaamse waterweg, POM West-Vlaanderen 2017-2019 BE 4 Demonstrator für ein autonomes Güterbinnenschiff ohne Besatzung. Tests mit einem Modellschiff (1:8 der CEMT-Klasse I) auf der Yser im November 2018 und September 2019.
Das Projekt ist abgeschlossen.
www.mech.kuleuven.be
7 Towards Autonomous Inland Shipping KU Löwen
2017-2021 BE 4 Promotionsforschungsprojekt mit dem Schwerpunkt Modellbildung, Identifikation und Bewegungssteuerung von unbemannten Güterbinnenschiffen. Dieses Projekt wurde inzwischen abgeschlossen.    www.mech.kuleuven.be
8 Machbarkeitsstudie – Autonomes Fahren in der Binnenschifffahrt Nordrhein-Westfalen
Ruhr-IHK
Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST)

Westdeutsches Kompetenzzentrum in Sachen Binnenschiff
2018 DE - Mit der Entwicklung des automatisierten und (teil-)autonomen Fahrens in der Binnenschifffahrt werden folgende Chancen verbunden:
- Künftige Entlastung des nautischen Personals und hierdurch Entschärfung des Fachkräftemangels
- Senkung der Transportkosten, sodass auch kleinere Partiegrößen mit kleineren Schiffen wirtschaftlich transportiert werden können
- Vermeidung von Unfällen infolge menschlichen Versagens
- Die mit dem autonomen Fahren einhergehende Digitalisierung und Vernetzung schafft die Voraussetzungen für eine bessere Verknüpfung der Verkehrsträger zu intermodalen und integrierten Transportketten sowie für eine Transparenz der Verkehrsströme.

Der Studie zufolge ist die Rhein-Ruhr-Region bestens als Testfeld für die automatisierte Navigation geeignet, da die Wasserstraßen- und die Hafeninfrastruktur unterschiedliche Voraussetzungen bietet: Es gibt Gebiete mit geringer Verkehrsdichte sowie komplexe Hafenareale. In der Region sind Reedereien, Schiffsbetreiber und verschiedene Institute angesiedelt.
www.ihks-im-ruhrgebiet.de
9 Hull-to-hull (H2H) Leuven, Mampaey, SINTEF 2017-2020 UE 3 Ziel ist es, ein Konzept für die Hull-to-Hull-Positionierung und die Hull-to-Quay-Positionierung zu entwickeln. Die Genauigkeit der Positionierung ist ein Schlüsselelement bei der Entwicklung automatisierter Schiffe. H2H ist als offenes Konzept mit standardisiertem Datenaustausch gedacht, damit die Fahrzeuge, die Infrastruktur und die Lösungen verschiedener Anbieter zusammenarbeiten können.
Bis 2020 waren drei Demonstrationsprojekte geplant: Norwegen, Niederlande und Belgien (für die schiffbaren Wasserstraßen).

Die Demonstrationsprojekte in Belgien fanden am 16. und 17. September 2020 statt. Am 16. September wird ein Demonstrationstest mit einem Schiff der KU Leuven durchgeführt. Das Fahrzeug wird mit Hilfe der Hull-2-Hull-Software durch eine Schleuse fahren. Eine Besatzung bleibt an Bord des Fahrzeugs.
Im Mai 2021 fand in Mol ein Demonstrationstest für autonomes Festmachen statt. Dies wird mit einem Zulu-Schiff von Blue Line Logistics durchgeführt. Die Technologie für das Festmachen wurde von Mampaey bereitgestellt.
Hull2Hull ist jetzt abgeschlossen.
https:
10 Smart Shipping: Strategic Analysis in the Netherlands for Rijkswaterstaat Rijkswaterstaat 2018 NL - Das Ziel dieses Forschungsprojekts bestand darin, Aufschluss über die möglichen Auswirkungen der Digitalisierung der Schifffahrt (Smart Shipping) auf die Funktion und Aufgabe von Rijkswaterstaat (die niederländische Behörde für Verkehr und Wasserbau) zu geben. Drei Phasen:

- Durchführung einer Szenariostudie mit potenziellen künftigen Szenarien für die Gesellschaft, ausgehend von den derzeitigen Trends und Entwicklungen. (Zeithorizont 2030)

- Untersuchung der möglichen Auswirkungen dieser Szenarien auf die Funktion und Aufgabe von Rijkswaterstaat. Berücksichtigung z. B. der Aspekte Wasserstraßeninstandhaltung, Verkehrsmanagement und potenzielle Veränderungen der (digitalen) Infrastruktur.

- Ermittlung möglicher Maßnahmen oder Schritte, die Rijkswaterstaat angesichts der Prognosen zum jetzigen Zeitpunkt durchführen könnte.
www.rijkswaterstaat.nl
11 Versuchs-und Leitungszentrum Autonome Binnenschiffe Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST)

University of Duisburg-Essen

RWTH Aachen University

Ministerium für Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen
Oktober 2020 (geplante Eröffnung) DE - Das Zentrum stellt die wesentliche Forschungsinfrastruktur dar, die für die nachfolgende Forschung und Entwicklung rund um das automatisierte Fahren in der Binnenschifffahrt erforderlich ist.
Das Zentrum beinhaltet unter anderem:
• einen modernen, frei konfigurierbaren Steuerstand in einem Schiffsführungssimulator mit einem 360° 3D-Projektionssystem
• eine Leitstelle mit 3 Arbeitsplätzen zur Koordinierung des gemischten Verkehrs von konventionellen und automatisierten Binnenschiffen
• 4 Wissenschaftler-Arbeitsplätze mit der erforderlichen Computerausstattung für die Entwicklung KI-basierter autonomer Steuerungssysteme
www.dst-org.de
12 AutonomSOW Alberding GmbH
LUTRA Hafen Königs-Wusterhausen
DLR Neustrelitz
Bundesverband Öffentlicher Binnenhäfen
2019-… DE - Projektziel ist die Erarbeitung eines Konzepts für den Aufbau eines digitalen Testfelds Binnenschifffahrt für den automatisierten und autonomen Betrieb auf der Spree-Oder-Wasserstraße (SOW).

2019 Machbarkeitsstudie zu einem Testfeld Automatisierte und Autonome Binnenschifffahrt auf der Spree-Oder-Wasserstraße
2019 Einrichtung des Testfeldes
202X Testbetrieb auf der Spree-Oder-Wasserstraße
www.autonomsow.de
13 Autonome Schifffahrt auf der Kieler Förde
CAPTN – Clean Foerde-Areal
Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH 03/2021 - 03/2023 DE 3 Das Projekt CAPTN (Clean Autonomous Public Transport Network) beschäftigt sich mit der Entwicklung einer autonomen integrierten Mobilitätskette durch Kombination sauberer autonomer Bus- und Fährverkehre für Kiel. Ziel ist der Aufbau einer innovativen Personenfähre auf der Kieler Innenförde. Die Personenfähre soll als Testträger für die Erprobung (teil-)autonomer Systeme dienen.
www.uni-kiel.de
14 SCIPPPER, “SChleusenassIstenzsystem basierend auf PPP (Precise Point Positioning) und VDES für die BinnenschifffahRt”
Konsortium aus sieben öffentlichen und privaten Organisationen:
- in-innovative navigation GmbH,
- WSV,
- DLR,
- Alberding GmbH,
- Weatherdock AG,
- Argonics GmbH,
- Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)
2018-2021 DE 3 Entwicklung eines Fahrerassistenzsystems für die Automatisierung der Schleusenein- / ausfahrt.
Bereitstellung einer landseitigen Server- und Senderinfrastruktur für die Systemintegration, Validierung und Demonstration
www.innovative-navigation.de
15 Captain AI Zusammenarbeit zwischen Captain AI und dem Hafen Rotterdam, Watertaxi Rotterdam und Kotug
2018- NL 4 Captain AI entwickelt eine sichere Lösung für die vollautonome Schifffahrt unter Einsatz von realitätsnaher Simulation, modernsten Sensoren und aktuellen Deep-Learning-Techniken.
www.captainai.com
16 AMS Roboats Massachusetts Institute of Technology (MIT), Delft University of Technology (TU Delft) und
Wageningen University and Research (WUR).
2016-2020 NL ? Im dritten Forschungsjahr werden sich die Aktivitäten unter anderem konzentrieren auf
- ein Upscaling der Navigation und Autonomie von Roboat im Maßstab 1:2. Aufgrund ihrer Größe weisen diese Schiffe eine unterschiedliche Dynamik und ein unterschiedliches Navigationsverhalten auf.
- die Weiterentwicklung des Einrastmechanismus für Prototypen im Maßstab 1:2 zum Ankuppeln einzelner Schiffe oder zum Andocken an die Kais
- die Konzeption und Verfeinerung der Antriebstechnik, des Energiesystems und der elektrischen Ladetechnik für Prototypen im Maßstab 1:2.
- die Weiterentwicklung der Wassersensorik in Zusammenarbeit mit Waternet.
www.ams-institute.org
17 Remote Control Tug Kotug, Alphatron, KPN, M2M Blue, Veth 2018 NL 3 Kotug kann die RT Borkum fernsteuern. Untersucht die Möglichkeit, den gesamten Schleppvorgang ohne Besatzung durchzuführen.
www.kotug.com
18 Sensing Marinminds 2018- NL 4 Eine breite Palette neuer und bestehender Technologien muss in ein System integriert werden. Project Sensing konzentriert sich auf die Entwicklung eines prototypischen On-Board-Sensor- und Datenerfassungssystems. Mit dem Testen von Sensoren und Objekterkennungssoftware für den Automotive-Bereich wird Einblick in die notwendigen Anpassungen und die Entwicklung von Algorithmen für den späteren Einsatz in autonomen Systemen gewonnen.
www.marinminds.com
19 AURIS (AUtonomous Remotely monitored Innovative Ship) MARIN
2018-… NL 4 Mit diesem Projekt soll untersucht werden, welche Sensoren und Analysemethoden zur schiffsseitigen Erlangung eines optimalen Lagebildes der Meeresumwelt und zur Verbindung eines (autonomen) Schiffes mit einem Küstenkontrollzentrum erforderlich sind. Dies geschieht durch die Entwicklung und Erprobung eines modularen intelligenten Lageerkennungsmoduls (ISAM) auf einem 6 m langen Festrumpfschlauchboot.
20 modular Autonomous Underwater Vehicle (mAUV) MARIN 2018- NL 4 Ziel des Projekts mAUV v1.0 ist die Entwicklung einer modularen Unterwasserfahrzeug-(mAUV)-Hardware und -Software, einschließlich eines ersten Konzepts für die 6D-Steuerung und -Zuordnung. Es wird 2019 für Beckenmodellversuche bei MARIN verwendet. In den kommenden Jahren wird das Modell als eine Unterwassertestplattform von MARIN für die AUV-Forschung dienen.
21 AUTOSHIP Das Konsortium besteht aus Industrietechnikanbietern, Logistikunternehmen, öffentlichen Einrichtungen und Forschungsorganisationen, darunter: KONGSBERG Group, Blue Line Logistics, De Vlaamse waterweg, Bureau Veritas, SINTEF und University of Strathclyde.

Koordinator: Ciatech (PNO Group).
2019-2022 EU/BE 4 AUTOSHIP ist ein EU-finanziertes (Horizon 2020) Projekt, in dessen Rahmen ein autonomes Schiff sowie die erforderliche Landkontroll- und operative Infrastruktur mit einem Reifegrad TRL7 und höher gebaut und betrieben werden. Die Erprobung wird bei einer Pilotdemonstration auf Wasserstraßen nahe Antwerpen in Flandern erfolgen. Hierbei handelt es sich um die Demonstration für die Binnenschifffahrt. Eine weitere Pilotdemonstration wird in Norwegen stattfinden: Ein Fahrzeug, das Fischfutter befördert, wird auf einer Route im Kurzstreckenseeverkehr unbemannt zu einer Fischfarm fahren.

Dieses Projekt wird die Entwicklung der nächsten Generation autonomer Schiffe vorantreiben. Das technologische Gesamtpaket umfasst beispielsweise autonomes Fahren, Lageerkennung, Fernüberwachung, elektronischen Routenaustausch sowie Kommunikationstechnologie, die ein hohes Cyber-Sicherheitsniveau und die Integration des Schiffes in eine ausgebaute E-Infrastruktur ermöglicht. Gleichzeitig werden digitale Instrumente und Methoden für Design, Simulation und Kostenanalyse für die Gesamtheit autonomer Schiffe entwickelt.

AUTOSHIP wird es den Schiffsbetreibern und Reedereien ermöglichen, die Rentabilität ihrer Investitionen zu steigern, ihre Wettbewerbsfähigkeit effektiv zu verbessern und ihre Flotten zu erneuern, was ihre Position als Alternative zum Straßenverkehr in der EU stärken wird.

Das Projekt lief im Jahr 2020 an. Im März 2020 steht der Besuch im Testgebiet in Flandern auf dem Programm und es sind verschiedene Workshops zum Thema Kommunikation, Sicherheit, Interaktion mit der Infrastruktur und den anderen Schifffahrtsteilnehmern geplant. Diese Informationen werden bei der Entwicklung der Software und Hardware berücksichtigt.
Eine Analyse der zurzeit geltenden Gesetzgebung (international und national für die Regionen, in denen die Demonstrationen stattfinden werden) wurde begonnen und steht kurz vor dem Abschluss. Ein Supply Chain Mapping wurde für beide Fahrzeuge ausgearbeitet.

www.autoship-project.eu
22 A-SWARM (Autonome elektrische Schifffahrt auf WAsseRstrassen in Metropolenregionen) BEHALA (Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft GmbH)
Infineon
SVA (Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH)
Technische Universität Berlin
Universität Rostock
Veinland GmbH
2019-2022 DE 4 Mit dem Vorhaben soll auf Basis autonomer, koppelbarer und elektrisch betriebener Wasserfahrzeuge ein Beitrag zur modernen Citylogistik geleistet werden. Schwerpunkt ist die Entwicklung und Erprobung autonomer, d.h. bis auf GPS ohne wesentliche landseitige Unterstützung, operierender Wasserfahrzeuge. Die Machbarkeit eines derartigen Systems soll durch einen Demonstratorbetrieb in einem Reallabor im Bereich des Berliner Westhafens (Spree / Charlottenburger Verbindungskanal / Westhafenkanal/ Berlin Spandauer Schifffahrtskanal) nachgewiesen werden. www.behala.de
23 AKOON (Automatisierte und koordinierte Navigation von Binnenfähren) RWTH Aachen University
Voith GmbH & Co
Rheinfähre Maul GmbH
in - innovative navigation GmbH
BMVI
2019-2022 DE 4 Versuchsträger im Forschungsprojekt AKOON ist die Fähre „Horst“ der Rheinfähre Maul, die in der Nähe von Mainz zwischen den Ortschaften Oestrich-Winkel und Ingelheim verkehrt.
Aufgrund enger Passagen, Sandbänken und starker Strömung gilt das Fährgebiet als besonders anspruchsvoll, insbesondere bei niedrigen Pegelständen. Derart schwierige Bedingungen bringen die Fährführer der Rheinfähre bis an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit, weshalb der automatisierte Betrieb von Binnenfähren das Fährpersonal insbesondere in solchen Ausnahmesituationen entlasten kann.
Das Forschungsprojekt soll die Grundlagen für die Vollautomatisierung in der Binnenschifffahrt legen und als Technologietreiber fungieren. Kommende Entwicklungen im Bereich der Schiffsassistenzsysteme, insbesondere im Bereich der Binnenschifffahrt sollen künftig aus diesem Projekt abgeleitet werden.
www.irt.rwth-aachen.de
24 Prepare Ships ANAVS
Lantmäteriet
RISE
SAAB
Stena Line
TELKO
2019-2022 EU 3 Prepare Ships entwickelt und demonstriert eine intelligente Positionierungslösung durch die Entwicklung und Demonstration einer Datenfusion verschiedener Sensor- und Signalquellen, um eine robuste Navigationsanwendung zu ermöglichen. Die Idee ist, dass Schiffe mit genauer Positionierung auf der Basis von EGNSS, Daten und maschinellen Lernverfahren in der Lage sein sollten, zukünftige Positionen von Schiffen in der Nähe vorherzusagen. Neben einem verringerten Kollisionsrisiko bedeutet dies auch einen zusätzlichen Nutzen in Form eines energieeffizienteren Manövrierens der Schiffe, was auch die (schädlichen) Auswirkungen der Schifffahrt auf die Umwelt reduzieren kann.

www.prepare-ships.eu
25 Ferngesteuertes, koordiniertes Fahren in der Binnenschifffahrt – FernBin Konsortium
Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V. (DST, Koordinator) Dr.-Ing. Jan Oberhagemann
Argonics GmbH
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)
Ingenieurbüro Kauppert
in - innovative navigation GmbH
Rheinisch-Westfälisch Technische Hochschule Aachen (RWTH) Institut für Regelungstechnik (irt)
Universität Duisburg-Essen (UDE)
• Institut für Schiffbau, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT)
• Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik (SRS)
• Lehrstuhl für Mechatronik und Systemdynamik (IMECH)

Assoziierte Partner
Imperial Shipping
Rhenus Partnership
Zentralkommission für die Rheinschifffahrt (ZKR)
07/2020 – 12/2023 DE 3 Das ferngesteuerte Fahren ist ein Zwischenschritt auf dem Weg zum automatisierten Fahren. Im Projekt FernBin werden alle nötigen Komponenten und Voraussetzungen entwickelt, um mit einem ferngesteuerten Binnenschiff die gleiche Transportleistung und Verkehrssicherheit zu erreichen, wie mit konventionell von Bord gesteuerten Schiffen.

Damit können zwei übergeordnete Ziele erreicht werden: Der Fachkräftemangel bei Schiffsführern kann entschärft werden, indem einerseits der Beruf des Schiffsführers für junge Menschen wieder attraktiver wird und andererseits durch den Einsatz von Assistenzsystemen für das Steuern der Schiffe perspektivisch weniger Schiffsführer als Schiffe erforderlich sind. Mit der Fernsteuerung können zudem kleinere Schiffseinheiten wirtschaftlich betrieben werden, mit denen neue Logistikkonzepte realisiert und damit Güterverkehre auf die Wasserstraße verlagert werden können.
Zur Realisierung dieses Vorhabens sind verschiedene Schritte erforderlich. Hierzu gehören zunächst die entsprechenden technischen Ansätze zur Fernsteuerung der Schiffe. Diese umfassen die erforderlichen Sensoren und Aktoren sowie die zugehörigen Schnittstellen, den Fernsteuerstand an Land, das Datenprotokoll zur Gewährleistung einer robusten und sicheren Datenübertragung, Assistenzsysteme zur Bahnführung und zur Kollisionswarnung, sowie eine zentrale Leitstelle für Überwachungs- und Leitfunktionen.
Zur Realisierung der Assistenzsysteme gehört die Prognose des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere in fließenden Gewässern. Dabei sind vor allem die Manövriereigenschaften der Schiffe und das Verhalten der anderen Schiffsführer als zentrale Parameter zu berücksichtigen.
Das Ziel ist ein adaptives Navigationssystem, das dynamisch auf den umgebenden Verkehr reagiert und Verkehrsinformationen in Echtzeit verarbeitet. Es unterstützt den fernsteuernden Schiffsführer, indem es den Raumbedarf für die Begegnung von Schiffen prognostiziert, visualisiert und in einem
„prädiktiven Modus“ mögliche Optionen des Schiffsführers anzeigt. Dadurch versetzt es ihn in die Lage, das eigene Schiff in Abhängigkeit des Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer sicher und zuverlässig zu navigieren.
in preparation
26 SELECT
Smarte Entscheidungs-assistenz für Logistikketten der Binnenschifffahrt durch ETA-Prognosen
TU Berlin Fachgebiet Logistik,
BEHALA Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbH,
Deutsche Binnenreederei AG, Duisburger Hafen AG,
Imperial Shipping Services GmbH, modal 3 Logistik GmbH

Assoziierte Partner: Contargo GmbH & Co. KG, HVCC Hamburg Vessel Coordination Center GmbH, Rhenus PartnerShip GmbH & Co. KG
1.3.2020 – 28.02.2023 DE - Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines IT-Systems für Hafenbetreiber und Reedereien, welches automatisiert und dynamisch die Transportverläufe von Binnenschiffen und damit deren Ankunftszeiten (ETA) an Binnen- und Seehäfen prognostiziert, darauf basierend systemseitig situationsspezifische Handlungsempfehlungen für den wasserseitigen Transport und den Hafenumschlag generiert und einen digitalen Austausch dieser Informationen zwischen den Akteuren ermöglicht
27 AutoBin
Autonomes Binnenschiff – Simulation und Demonstration von automatisiertem Fahren in der Binnenschifffahrt
Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST), University of Duisburg-Essen 10/2019 – 09/2022 DE - Im Projekt wird ein Binnenschiff mit aller erforderlichen Sensorik und Aktorik ausgerüstet. In einem ersten Schritt wird eine auf künstlicher Intelligenz basierende Steuerung in einem Simulator durch maschinelles Lernen so weit entwickelt, dass sie in der Lage ist, das Binnenschiff unter Berücksichtigung des Verkehrsgeschehens und der Verkehrsregeln sicher von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt zu steuern. Nach dem Anlernen im Simulator, erfolgt die Erprobung und Demonstration der Steuerung mit dem ausgerüsteten Binnenschiff auf einem im Vorfeld ausgewählten Testfeld.
28 Marine Litter Hunter DEME Oktober 2020-Oktober 2021 BE 5 Seit Oktober 2020 testet DEME den autonomen Müllsammler Marine Litter Hunter (MLH) an den Temse-Bornem-Schelde-Brücken. In einer ersten Phase wurden die Tests noch mit einer Besatzung durchgeführt, seit März 2021 wird das Schiff ohne Besatzung eingesetzt. MLH fährt nun autonom und kann bei Problemen selbst bestimmte Maßnahmen ergreifen. Bei nicht vorhersehbaren Zwischenfällen kann eine Aufsichtsperson bei Bedarf Hilfe leisten.

Diese Lösung kombiniert eine feste Installation, die passiv kontinuierlich schwimmende Abfälle aus dem Wasser entfernt und ein mobiles System (MHL), mit dem aktiv Abfälle gesammelt werden, die für die Schifffahrt auf der Schelde schädlich sein könnten. Solche größeren auf dem Wasser treibenden Abfälle werden von intelligenten Kameras (KI) erkannt, die auf der alten Temse-Brücke in der Nähe der Fahrrinne installiert sind. Der Müll wird in Pontons gesammelt und regelmäßig mit Hilfe eines Krans, der mit einem Greifer ausgestattet ist, in einen Container umgeladen. Der ortsfeste Kran wird von einem Kranführer mit Hilfe einer kamerabasierten Fernsteuerung per Virtual Reality und 3-D-Vision-Technologie bedient. Wenn der Container voll ist, bringt ihn das MLH-Boot selbstständig zur Anlegestelle, wo der Container von einem Umschlagkran am Belgomine-Kai entladen wird. Der Abfall wird dann in einen Abfallcontainer von De Vlaamse Waterweg nv umgefüllt.
www.deme-group.com
29 ETN-SAS KU Leuven und andere November 2018-Oktober 2022 BE, UK, FR, NL, DE / Autonome Systeme bieten der Menschheit enorme Möglichkeiten, wie z.B. die Befreiung von alltäglichen Aufgaben, die Durchführung riskanter Verfahren und ganz allgemein mehr Zeit für die Dinge, die wir gerne tun. Allerdings mangelt es uns an Vertrauen in viele Formen autonomer Systeme: Das liegt zum Teil in der menschlichen Natur, vor allem aber daran, dass diese Systeme, wie z. B. selbstfahrende Autos, ihre Sicherheit noch nicht unter Beweis gestellt haben. Nur wenn wir diese Systeme sicherer machen, können wir mit einer breiten Akzeptanz rechnen. Das ETN Safer Autonomous Systems (SAS) soll das Vertrauen der Menschen in diese Systeme stärken, indem es die Systeme sicherer macht. Um dieses Ziel zu erreichen und um eine Gruppe hochqualifizierter, verantwortungsbewusster künftiger Innovatoren auszubilden, werden wir 15 Forscher und Wissenschaftler, die am Anfang ihrer Laufbahn stehen, in einem Projekt zusammenbringen, die neue Formen der Systemsicherheitstechnik, der Zuverlässigkeitstechnik, des fehlertoleranten und ausfallsicheren Hardware-/Softwareentwurfs, der modellgestützten Sicherheitsanalyse, der Entwicklung von Sicherheitsgarantien, der Cybersicherheit sowie rechtlicher und ethischer Aspekte untersuchen werden. Die SAS wird die Entwicklung von sichereren autonomen Systemen bei multinationalen Unternehmen wie Bosch aktiv erforschen, möchte aber auch die Entwicklung neuer Sicherheitsdesigns, Modellierungs- und Gewährleistungstechniken anregen, indem sie die Nachwuchsforscher in KMU oder in die eigene Start-Ups einbezieht. Damit die Nachwuchsforscher das, was sie während ihrer Forschung und ihrer Ausbildung im wissenschaftlich-technischen Bereich gelernt haben, in ihrer zukünftigen Karriere in die Praxis umsetzen können, erhalten sie auch eine Ausbildung in Soft Skills, die ihnen hilft, auf allen Ebenen effektiv zu kommunizieren und zu begehrten Bewerbern zu werden. SAS ist eng auf die vorrangigen Politikbereiche der EU abgestimmt und befasst sich mit vielen Themen von Horizont 2020, z. B. industrielle Führung (fortschrittliche Fertigung und Verarbeitung), gesellschaftliche Herausforderungen (intelligenter, grüner und integrierter Verkehr; sichere, saubere und effiziente Energie) und exzellente Wissenschaft. Das wichtigste Ergebnis von SAS werden jedoch 15 gut qualifizierte Mitarbeiter sein, die für die Bewältigung vieler der Probleme ausgebildet werden, mit denen die europäische Industrie heute konfrontiert ist.
Eine der Fallstudien befasst sich mit autonomen Schiffen
etn-sas.eu
30 ETN AUTOBARGE KU Leuven und andere ? BE, NL, NO, SE, DE / Das europäische Ausbildungs- und Forschungsnetz für autonome Binnenschiffe für die intelligente Binnenschifffahrt wird:
• Ausbildung hochqualifizierte Arbeitskräfte für die autonomen Binnenschifffahrt
• Weiterentwicklung der wesentlichen Bausteine des SUDA-Modells eines autonomen Schiffs (Erkennen der Umgebung, Verstehen der Umgebung, Entscheiden über die nächste Aktion/ das nächste Manöver, Handeln entsprechend dieser Entscheidung), die erforderlich sind, damit ein autonomes Schiff die Rolle des menschlichen Kapitäns und der Besatzung übernehmen kann.
• Berücksichtigung der vielen anderen sozio-technischen, logistischen, wirtschaftlichen und gesetzlichen Bedingungen, die für eine erfolgreiche und zukunftssichere Einführung von autonomen Schiffen in der Binnenschifffahrt erfüllt werden müssen.
etn-autobarge.eu
31 HANNAH Unleash Future Boats GmbH, Schleswig 08/2021 - 12/2022 DE 3 Im Projekt HANNAH (High Autonomous Navigation with Artificial Horizon) wird ein neuartiges Sensorsystem entwickelt, welches die zuverlässige Erkennung von Objekten (auf dem Wasser und Schifffahrtszeichen) und die Erzeugung eines künstlichen Horizontes ermöglicht. Die Schleiboote sollen künftig autonom und multimodal fahren können. www.unleash-future-boats.com
32 ELLA Entwicklungszentrums für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST), Duisburg 06/2021 - 06/2023 DE 3 Unter Federführung des Entwicklungszentrums für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST) wird im Projekt ELLA (Entwicklungsplattform im Modellmaßstab für Manöver-Automatisierung) ein schwimmender Testträger im Maßstab 1:6 entwickelt, der als Entwicklungs- und Testplattform für Fragestellungen im Bezug zum automatisierten Manövrieren genutzt werden soll. Ein digitales Testfeld soll auf dem Dortmund-Ems-Kanal im Abschnitt zwischen dem Hafen Dortmund und der Schleuse Waltrop eingerichtet werden. www.dst-org.de
33 SPS, Smart Port Shuttle, Hildesheim BANLabs GmbH, Berlin 06/2021 - 06/2023 DE 2 Das Projekt SPS (Smart Port Shuttle) beschäftigt sich mit der Erstellung und Evaluation eines gesamtheitlichen Konzeptes für einen perspektivisch automatisierten Shuttleverkehr mittels Schubleichtern auf dem Stichkanal Hildesheim. In dem Verbundvorhaben soll ein Navigationssystem in Verbindung mit einem Logistikkonzept erprobt werden. www.iis.fraunhofer.de; www.banlabs.de
34 DigitalSOW - Digitales Testfeld für automatisierte und autonome Binnenschifffahrt auf der Spree-Oder-Wasserstraße (SOW) Alberding GmbH, Wildau 06/2021 - 06/2023 DE 3 Das Projekt DigitalSOW hat zum Ziel den Aufbau und die Inbetriebnahme eines digitalen Testfeldes für das automatisierte und vernetzte Fahren auf der Spree-Oder-Wasserstraße. Dabei soll das Bewegungsverhalten variabler Schubverbandskonfigurationen und deren hochautomatisierter Betrieb untersucht werden. www.digitalsow.de
35 eFTIbarge - Aufbau eines offenen Ökosystems für den Austausch elektronischer Frachtinformationen in der Binnenschifffahrt IBM Deutschland GmbH 08/2021 - 08/2022 Unter Federführung von IBM wird im Rahmen des einjährigen Vorhabens „eFTIbarge“ (Einbindung der Binnenschifffahrt in den modernen digitalen Datenaustausch) eine automatisierte innovative Messaging Plattform entwickelt und erprobt. Die bereits vorhandene Supply Chain Plattform „TradeLens“ soll für den Austausch, die Analyse und die Vorhersage relevanter Frachtinformationen aus der Binnenschifffahrt erweitert werden. www.cml.fraunhofer.de
36 AEGIS SINTEF Ocean (Koordinator), DFDS, North Sea Container Line, MacGregor, Cargotec, Aalborg Havn Logistik, Trondheim Havn IKS, Vordingborg Havn, Grieg Connect, Danmarks Tekniske Universitet, Institut für Strukturleichtbau und Energieffizienz GmbH, Aalborg Universitet 2020-2023 EU, NO, FI, DK, DE 4 Das zentrale Ziel des Horizont 2020-Projekts AEGIS ist die Entwicklung eines neuen Wassertransportsystems für Europa, das die Vorteile von kleinen Schiffen und Binnenschiffen nutzt und gleichzeitig die herkömmlichen Probleme wie die Abhängigkeit von großen Terminals, hohe Umschlagskosten, niedrige Geschwindigkeit und Frequenz sowie geringe Automatisierung der Informationsverarbeitung überwindet. Um dieses Ziel zu erreichen, wird AEGIS ein multidisziplinäres Team einsetzen, um neue Innovationen aus dem vernetzten und automatisierten Verkehr zu integrieren. Dazu gehören vielfältigere Schiffsgrößen und flexiblere Schiffssysteme, automatisierter Frachtumschlag, Häfen und Kurzstreckenseetransporte, standardisierte Frachteinheiten und neue digitale Technologien, um das nachhaltige und äußerst wettbewerbsfähige Wassertransportsystem der nächsten Generation in Europa zu gestalten.

AEGIS schlägt ein Konzept mit mehr und kleineren Schiffen vor, die zur Erhöhung der Frequenz, zur Differenzierung der Geschwindigkeiten, zur Senkung der Terminalkosten und zur Verkürzung der Hafenliegezeiten für die größeren Schiffe eingesetzt werden können, da diese keine kleineren Häfen anlaufen müssen. Mehrere kleinere Schiffe erhöhen auch die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit des Verkehrssystems. Der Ausfall eines Schiffes hat kaum Auswirkungen auf die Transportkapazitäten. Durch automatisierten Frachtumschlag und standardisierte Frachteinheiten werden Probleme und Umschlagskosten in Häfen und auf Schiffen weiter reduziert. Darüber hinaus sind Schiffe am effizientesten, wenn die Laderaumkapazitäten ausgelastet sind. Daher befasst sich AEGIS auch mit der Frage, wie neue (Eingangs- wie auch Ausgangs-)Fracht für den Wassertransport gewonnen werden kann. Dies erfordert neue Dienstleistungen, neue Geschäftsmodelle, eine bessere Logistik und effizientere digitale Lösungen.
aegis.autonomous-ship.org
37 CoboTank TÜV Rheinland Consulting
Förderprogramm BMDV / IHATEC 2
07/2022 – 06/2025 DE 3 Die Projektpartner werden einen Cobot (einen kollaborativen Roboter) und einen vollautomatischen Roboter entwickeln, um den Umschlag von Flüssiggütern in Binnentankterminals zu unterstützen. www.dst-org.de
38 KoliBRI - Kollisionsvermeidung in der Binnenschifffahrt basierend auf Radar und der Integration weiterer Sensorik Argonav GmbH (NAV),
Christian- Albrechts-Universität zu Kiel (CAU),
Argonics GmbH (ARG)
HGK Shipping GmbH
2022-2025 DE 3 Im Rahmen des Verbundprojekts KoliBRI soll die automatisierte Kollisionsvermeidung in der Binnenschifffahrt untersucht werden. Dazu wird ein Assistenzsystem entwickelt, das alle Voraussetzungen des Automatisierungsgrades 3 nach den Definitionen der ZKR erfüllt. Der Partner Argonav GmbH (NAV) konzentriert sich dabei auf die sensorische Erfassung der Verkehrssituation, der Lehrstuhl für Automatisierungs- und Regelungstechnik der Christian- Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) erforscht neue Regelungsstrategien und das kooperativ- vernetzte Fahren, und die Argonics GmbH (ARG) beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Plattform mit den grundlegenden Funktionen zur automatisierten Kollisionsvermeidung.
Der Automatisierungsgrad 3 bedeutet die kontinuierliche, kontextspezifische Ausführung aller dynamischen Navigationsaufgaben durch ein automatisiertes Navigationssystem, wobei davon ausgegangen wird, dass der menschliche Schiffsführer auf Anforderungen zum Eingreifen und Systemausfälle angemessen reagiert. Dieses übergeordnete Ziel umfasst Strategien zur Vermeidung von Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern, die sowohl auf einer Anpassung der Sollbahn eines automatischen Bahnführungssystems als auch auf der Anpassung der Geschwindigkeit des eigenen Schiffes beruhen. Das Assistenzsystem soll alle dynamischen Navigationsaufgaben im Kontext der Streckenfahrt selbst ausführen. Der Schiffsführer erfüllt lediglich die Funktion der Rückfallebene für nicht-lösbare Aufgaben sowie mögliche Ausfälle des Systems.
Neben einem solchen nicht-kooperativen Systems soll in einem weiteren Schritt das automatische Bahnführungssystem argoTrackPilot um eine Vernetzung erweitert werden, die im Zusammenspiel mit entsprechenden automatischen Bahnführungssystemen anderer Verkehrsteilnehmer eine kooperative Strategie zur Vermeidung von Kollisionen auf Binnenwasserstraßen ermöglicht.
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Zuletzt aktualisiert am: 24.11.2022