SmartKai

Die hohe Verkehrsdichte in Hafengebieten kann zu gefährlichen Situationen führen. Schiffe müssen beim Ein- und Auslaufen in Hafengebieten sowie beim An- und Ablegen in schwer einschätzbaren Bereichen manövrieren (d.h. Umgebungsverkehr, Gezeiten, Strömungen und Windböen).  Schäden an Schiffen und Hafeninfrastruktur bedeuten in diesen Situationen bestenfalls Sachschäden, können aber auch zu Personenschäden oder Umweltverschmutzung führen oder die Hafeninfrastruktur für längere Zeit blockieren.

Ziel von SmartKai ist die Entwicklung eines schiffsunabhängigen Assistenzsystems, das durch eine hafenseitige Infrastruktur realisiert wird und sich an Lotsen und das nautische Personal auf einer Schiffsbrücke richtet. LiDAR, AIS und hydrologische Sensoren werden eingesetzt, um eine kontinuierliche und präzise Bewertung der Position und der Bewegungen eines Schiffes, das sich der Hafeninfrastruktur nähert, zu ermöglichen. Im Rahmen des Projekts werden spezifische Sensoren entwickelt, die den hafenseitigen und systemischen Anforderungen entsprechen. Das Assistenzsystem soll bei Niedersachsen Ports in Cuxhaven eingesetzt und getestet werden. Die Hafeninfrastrukturgesellschaft Niedersachsen Ports GmbH & Co. KG ist in diesem Projekt Verbundkoordinator.

Motivation

Bei der Hafenein- oder –ausfahrt, beim An- und Ablegen oder Schleusen müssen Schiffe in schlecht einsehbaren oder hydrodynamisch schwer einzuschätzenden Bereichen manövrieren.

Auch ortskundige Lotsen müssen sich auf ständig und teils rasch wechselnde Umweltbedingungen einstimmen und sicher die richtigen navigatorischen Entscheidungen treffen. Insbesondere in tideabhängigen Häfen muss die jeweilige Wassertiefe berücksichtigt werden, da Häfen nur zu entsprechenden Wasserständen angefahren und verlassen werden können.

In engen Zeitfenstern kommt es dann zu einem erhöhten Verkehrsaufkommen. In diesen Situationen kommt es immer wieder zu Schäden an den Schiffen und der Hafeninfrastruktur. Im besten Fall bedeutet dies nur einen Sachschaden und Nutzungsausfall für Reeder oder Hafenbetreiber, kann jedoch auch schlimmere Folgen mit Personen- oder Umweltschäden zufolge haben.
 

Projektziel

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines schiffsunabhängigen und hafenseitig installierten Assistenzsystems „SmartKai“. Auf Basis eines neuartig entwickelten, örtlich verteilten und lasergestützten Sensorsystems wird mittels des Assistenzsystems ein
konsistentes Lagebild für unterschiedliche Zielgruppen zur Vermeidung von Unfällen und Beschädigung der Hafeninfrastruktur und zur unmittelbaren Ermittlung der Verursacher prototypisch entwickelt.
 

Lösungsansatz

Im Rahmen dieses Digitalisierungsprojektes in Wilhelmshaven und Cuxhaven (NPorts) entwickelt SICK einen neuartigen Sensor der landseitig an Punkten mit hoher Unfallgefahr im Hafenbecken, der Schleuse und einer neuen Kaianlage installiert wird.
Damit Lotsen, Schiffskapitäne und Hafenkapitäne diese Information für eine sichere Navigation verwenden können, stellt auch die Mensch-Maschine Interaktion und das Design einer geeigneten Benutzungsschnittstelle eine Herausforderung dar. Der Partner Humatects untersucht, wie die Benutzungsschnittstelle gestaltet sein muss, um die kognitive Last der Nutzer möglichst gering zu halten und so eine sichere Navigation erst möglich zu machen.

Die Zusammenführung der örtlich verteilten Sensorquellen sowie die Validierung und Evaluation des Systems geschieht mittels der eMIR Technologieentwicklungsplattform durch DLR e.V..