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Umsetzung der autonomen Schifffahrt bei Binnenschiffen

Erstellt am: 30.08.2020 | Stand des Wissens: 05.01.2023
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn

Der Transport von Gütern auf Binnenschiffen ist im Vergleich zum Transport auf der Straße oder Schiene deutlich langsamer aber günstiger. Um in dieser ökonomischen als auch ökologischen Konkurrenzsituation bestehen zu können, muss die Binnenschifffahrt flexibler und kostengünstiger (durch beispielsweise Reduzierung von Personalkosten) werden. Dies kann zukünftig durch eine starke Automatisierung bis hin zur Autonomisierung der Binnenschifffahrt geschehen. Durch die Einführung von autonom fahrenden oder ferngesteuerten Binnenschiffen könnten durch die Reduzierung des Personals, unter der Voraussetzung, dass die rechtlichen Rahmenbedingen angepasst werden, die Transportkosten verringert werden. Zum Beispiel kann eine Person mehrere unbemannte Binnenschiffe steuern. [MaE18]

Für die Umsetzung der autonomen Binnenschifffahrt ist im Vergleich zur autonomen Seeschifffahrt von Vorteil, dass in Binnengewässern im Vergleich zum offenen Meer eine bessere Funkverbindung zu landseitigen Kontrollstellen besteht. Gleichzeitig bieten festgelegte Binnenwasserstraßen, auf denen die Binnenschiffe verkehren, Potenziale für die autonome Binnenschifffahrt. Obwohl der Seeverkehr auf festgelegten Wasserstraßen verkehrt, sind die Binnenwasserstraßen visuell klar abgegrenzt und bieten so Vorteile bei der automatisierten, ferngesteuerten oder sogar autonomen Fahrt [Bruhn17, S. 21].

Die Zentralkommission für die Rheinschifffahrt hat 2018 die erste einheitliche Definition des Automatisierungsgrades von Binnenschiffen beschlossen. Die Definition ist in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Definitionen der Autonomiegrade von null bis fünf, beschrieben durch die Kriterien Schiffsführung, Überwachung und Reaktion auf Umgebung, Fallback-Performance dynamischer Navigationsaufgaben und Fernsteuerung, sollen es ermöglichen, die Automatisierungen in der Binnenschifffahrt zu erfassen und abzugrenzen. Auf dieser Grundlage werden verbindliche Regelungen für die Binnenschifffahrt erarbeitet [ZKR18].
definition des automatisierungsgrades von binnenschiffen 2.pngTabelle 1: Definition des Automatisierungsgrades von Binnenschiffen [ZKR18]
Die flämische Wasserwegeverwaltung in Belgien De Vlaamse Waterweg nv hat im Jahr 2018 ein Konzept zur Umsetzung der autonomen Schifffahrt auf Binnengewässern in Flandern vorgestellt. Zentrale Aufgaben des Konzeptes beinhalten den Aufbau eines Überwachungs- und Kommunikationsnetzes durch beispielsweise Verwendung von Sensoren oder Videoüberwachung, die Fernsteuerung von Brücken und Schleusen sowie die Schaffung eines rechtlichen Rahmens für den Betrieb von autonomen Schiffen [Paul18]. Im Mai 2018 wurde das gesamte Verwaltungsgebiet der De Vlaamse Waterweg nv, die Provinz Flandern, als Testgebiet für autonome Schiffe freigegeben [DVW18].

Unter der Leitung der Firma in-innovative navigation GmbH hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit der Alberding GmbH und der Fachstelle für Verkehrstechniken der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes ein System mit neuen Assistenzfunktionen für Binnenschiffe entwickelt. Das System wurde im März 2018 auf dem Main in einem Testgebiet erprobt. Das System verfügt beispielsweise über einen Bahnführungsassistenten, der das Schiff auf vorab definierten Routen steuert und so den Schiffsführer in seinen Aufgaben entlastet [DLR18i].

Das Projekt Novel Inland Water Transport and Maritime Transport Concepts (NOVIMAR) wurde zwischen 2017  und 2021 von der Europäischen Union gefördert. Ziel des Projektes war es, die Automatisierung in der Binnenschifffahrt weiterzuentwickeln. Das Projekt verfolgte die Förderung der Automatisierung der Binnenschiffe, indem ein Konzept entwickelt wurde, bei dem Binnenschiffe in einem Verbund fahren. Das erste Schiff des Verbundes übernimmt hierbei die Führungsrolle und ist vollbemannt, während alle weiteren Schiffe autonom, teilbemannt oder unbemannt folgen [NOVI21].

Trotz vieler Projekte und erster erfolgreicher Erprobungen steht die Binnenschifffahrt im Jahr 2021 vor ähnlichen Herausforderungen wie die Hochseeschifffahrt. Insbesondere die fehlende rechtliche Grundlage erschwert eine kommerzielle Umsetzung [Paul18a]. Das finnische Unternehmen Wärtsilä wurde 2021 beauftragt, im Rahmen des internationalen Projektes MAGPIE ein kommerziell tragbares, autonomes und emissionsfreies Binnenschiff zu entwickeln [Wärt21]. 
Die zunehmende Automatisierung von Binnenschiffen geht mit Chancen und Risiken für den Arbeitsmarkt einher. Zum einen kann die Automatisierung zur Entlastung des Personals an Bord und zur Modernisierung und Verbesserung des Berufsbilds beitragen, zum anderen droht durch eine Automatisierung der Wegfall von Arbeitsplätzen. Jedoch kann der in der Binnenschifffahrt bestehende Fachkräfte- und Personalmangel in Zukunft durch die mögliche Reduzierung von Personal und die Verbesserung des Berufsprofils im Zuge der Automatisierung entschärft werden [RuBe17].
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Nutzen und Herausforderungen der autonomen Schifffahrt (Stand des Wissens: 05.01.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?512542
Literatur
[Bruhn17] Wilko Bruhn Maritime Wirtschaft - an der Schwelle zur autonomen Schifffahrt?, veröffentlicht in Schiff&Hafen, Ausgabe/Auflage Nr. 6, 2017/06, ISBN/ISSN ISSN: 0036-603X, 0938-1643, 436-8498
[DLR18i] Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. LAESSI demonstriert Basistechnologien für autonome Binnenschifffahrt, 2018/03/22
[DVW18] De Vlaamse Waterweg nv (Hrsg.) Smart Shipping, 2018/09/01
[MaE18] Harry Valentine Autonomous Navigation along Inland Waterways , 2018/09/22
[NOVI21] NOVIMAR Vesseltrain (Hrsg.) NOVIMAR and the vessel train concept, 2021
[Paul18] Ann-Sofie Paulwelyn Testing & Operation of Autonomous Ships in Inland Waterways, 2018/05/07
[Paul18a] Ann-Sofie Paulwelyn Autonomous Inland Vessels, 2018/02/14
[RuBe17] Rupert Henn, Berthold Holtmann Autonomes Fahren in der Binnenschifffahrt - Machbarkeitsstudie für ein Testfeld im Ruhrgebiet, 2018/11
[Wärt21] Wärtsilä Wärtsilä to develop autonomous, zero emission barge for Port of Rotterdam, 2021
[ZKR18] Zentralkommission für die Rheinschifffahrt Erste internationale Definition der Automatisierungsgrade in der Binnenschifffahrt , Straßburg, 2018/12/18

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?512783

Gedruckt am Samstag, 28. Januar 2023 04:48:26