CAPTN Kontrollzentrum eröffnet

• Weiterer Meilenstein des Projekts CAPTN Förde 5G erreicht
  
• Brückensystem in der Wik überwacht Fahrten des Forschungskatamarans MS Wavelab
  
• Stufe 2 im Bereich automatisierter und autonomer Schifffahrt (nach ZKR) ist erreicht
  
• Digitaler Zwilling von Schiff und Testfeld erlaubt Erprobung von Manövern und Anwendungen zur autonomen Schifffahrt

Mit der Auslieferung des MS Wavelab als Forschungskatamaran für autonome und teilautonome Navigation hat die Forschung des Clean Autonomous Public Transportation Network (CAPTN) Initiative in Kiel richtig Fahrt aufgenommen. Jetzt wurde das Kontrollzentrum für die Überwachung und Fernsteuerung des Forschungsschiffes erfolgreich eröffnet.

Im Rahmen einer offiziellen Erprobungsfahrt hat das Kieler Unternehmen Anschütz, Spezialist für Navigations- und integrierte Brückensysteme, am vergangenen Dienstag die Fernsteuerung des MS Wavelab von einem auf dem Firmengelände eingerichteten Kontrollzentrum erfolgreich demonstriert. Mit der Inbetriebnahme dieser wichtigen Schaltstelle wurde ein weiterer Meilenstein in den CAPTN-Forschungsprojekten Förde 5G und Förde Areal erreicht.

„Wir freuen uns, dass wir mit der Inbetriebnahme des Shore Control Centers bei Anschütz nun einen großen Schritt in Richtung teilautonomer und autonomer Navigation im digitalen Testfeld in Kiel machen“, sagt Daniel Sommerstedt, Projektleiter CAPTN bei Anschütz.

Von dem Kontrollzentrum aus wird das MS Wavelab im maritimen Testfeld an der Innenförde in Echtzeit überwacht. Ausgebildetes Personal kann auf die Sensoren, Antriebe, Kameras und Navigationssysteme an Bord zugreifen und das Schiffes fernsteuern. Die Projektpartner greifen dabei auf einen digitalen Zwilling zurück, der alle Daten der vorhandenen und experimentellen Sensoren und Systeme an Bord in der Überwachungszentrale abbildet. Darin sieht Daniel Laufs, Innovationsmanager im Projekt CAPTN Förde 5G und Mitarbeiter im Wissenschaftszentrum Kiel, einen großen Vorteil für die gesamte CAPTN Initiative. „Ein digitaler Zwilling bietet nicht nur den diversen Forschungsgruppen, die im Rahmen von CAPTN zusammenarbeiten, eine exzellente Forschungs- und Entwicklungsumgebung, sondern ermöglicht auch ganz neue Potenziale für weitere Vorhaben, die uns der autonomen Personenfähre der Zukunft einen bedeutenden Schritt näherbringen.“

Mit der Inbetriebnahme des Kontrollzentrums ist die Stufe 2 der von der Zentralkommission für die Rheinschifffahrt (ZKR) erarbeiteten Autonomie-Skala erreicht. Diese hat sechs Stufen von 0 bis 5. Stufe 2 ist gleichbedeutend mit einer Teilautomatisierung, das heißt unter bestimmten Bedingungen ist unter anderem die Fernsteuerung erlaubt; der Schiffsführer muss „dynamische Navigationsaufgaben“ ausführen und im Notfall eingreifen können.

Um die großen Datenmengen in Echtzeit zwischen Kontrollzentrum und Schiff auszutauschen, wurde entlang der Innenförde und an Land eine leistungsfähige Infrastruktur für maritime Datenkommunikation auf Basis eines 5G-Mobilfunknetzes und eines Wifi6-Netzes der ADDIX GmbH aufgebaut – einem der Projektpartner bei der Realisierung des Kontrollzentrums. „Für die Sicherheit der Personen an Bord ist eine unterbrechungsfreie und schnelle Datenübertragung von entscheidender Bedeutung“, sagt ADDIX-Geschäftsführer Björn Schwarze. „Nun werden wir mit den Daten der Testfahrten die Systemarchitektur weiter optimieren und die verschiedenen Rückfallebenen präzise aufeinander abstimmen.“

„Ein nächster Schritt wird sein, herauszufinden, welche Informationen den Nutzern auf welche Weise präsentiert werden müssen, damit sie das Wavelab sicher und effizient überwachen und fernsteuern können“, erläutert Sommerstedt. Auf lange Sicht soll das Zentrum als eine Art Tower für autonome Schiffsverkehre dienen. Von hier aus sollen selbstfahrende Schiffe überwacht werden; im Notfall kann ausgebildetes Personal eingreifen und die Steuerung übernehmen.

Das Kontrollzentrum an Land ist mit einem großen Monitor ausgestattet, auf dem Kamerasysteme eine 360-Grad-Ansicht in Echtzeit anzeigen. Ebenso wie auf dem Schiff ermöglichen Multifunktionsdisplays den Zugriff auf das Navigationsradar sowie auf das Elektronische Kartendarstellungs- und Informationssystem (ECDIS). Eine flexible Anzeige von Navigationsdaten ist ebenfalls gegeben. Ein weiteres Display dient als Benutzeroberfläche für die Steuerungs- und Antriebssysteme des MS Wavelab. Die Leistung des Gesamtsystems, wie die verfügbare Bandbreite, die Statusdaten der Systemkomponenten oder das Energiemanagement, wird auf einem separaten Dashboard dargestellt und überwacht.

„Wir können sehr flexibel zusätzliche Szenarien wie Kollisionsvermeidung und weitere Assistenzsysteme in einer realen, virtuellen Umgebung testen und daraus ableiten, wie wir die Sicherheit und Effizienz zukünftiger Navigationssysteme verbessern können“, beschreibt Sommerstedt den Projekthorizont.

Partner des Projekts CAPTN Förde 5G sind die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, die Landeshauptstadt Kiel, Seehafen Kiel GmbH & Co. KG sowie AVL Deutschland, HH Vision, Schlepp- und Fährgesellschaft Kiel mbH und Wissenschaftszentrum Kiel GmbH; assoziierter Partner ist die Wehrtechnische Dienststelle WTD71, die mit dem Marinearsenal einen idealen geschützten Hafen für die Erprobung autonomer Fahrmanöver bietet.

Das Projekt CAPTN Förde 5G wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) mit vier Millionen Euro gefördert.