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Die deutsche Binnenschifffahrt ist im Umbruch befindlich. Am Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportssysteme e.V. (DST) an der Universität Duisburg-Essen ist man dabei, das automatisierte Binnenschiff zu entwickeln. Nun wurde ein erster großer Schritt getan. Das Versuchs- und Leitungszentrum autonome Binnenschifffahrt (VeLABi) wurde eröffnet.

Duisburg ist die Hauptstadt der deutschen Binnenschifffahrt. Im Gegensatz zum LKW und zur Bahn hat die Binnenschifffahrt noch Kapazitäten im Bereich Gütertransport. Aktuell werden 25% der Güter mit dem Schiff befördert. Für die Zukunft arbeitet man hier an einer intelligenten Mobilität, die ökonomische, ökologische und logistische Vorteile beinhalten soll. Man befindet sich im Wettbewerb zu anderen Verkehrsträgern und muss sich modern aufstellen.

Noch ist ein Binnenschiff technisch relativ veraltet. Ein Diesel, mit oder ohne Filtertechnik, treibt es an. Ein Schiffsführer und seine Mannschaft sorgen für den sicheren Transport von Hafen zu Hafen. Das alles soll sich in den angepeilten 25 Jahren ändern, denn die Binnenschifffahrt drücken Probleme. Die 14-tägigen Arbeitsintervalle an Bord sind nicht sehr familienfreundlich. Es herrscht Fachkräftemangel auf den Schiffen. Hinzu kommt das Image des Dieselantriebs, der oft skeptisch beäugt wird. Kohlendioxid soll auch auf dem Wasser vermieden werden. Außerdem sind die täglichen Fahrzeiten noch etwas beschränkt und ausbaufähig. Wie modernisiert man also die Binnenschifffahrt?

In Duisburg hat mit 1,5 Mio. Euro vom NRW-Verkehrsministerium eine Einrichtung geschaffen, die es erlaubt, mittel- und langfristig Binnenschiffe automatisiert bzw. autonom fahren zu lassen. Das Bundeswirtschaftsministerium investiert zusätzlich 6 Mio. Euro in die Forschung. Nun hat man innerhalb von zwei Jahren einen Steuerstand in einem Schiffsführungssimulator mit einem 360° 3D-Projektionssystem, gepaart mit VR- und AR-Brillen, aufgebaut und entwickelt. Mit an der Entwicklung beteiligt ist die RWTH Aachen. Es wird möglich sein Binnenschiffe, die mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet sind, mit dem VeLABi fernzusteuern. Ein Schiffsführer an Land könnte so mehrere Transporteinheiten gleichzeitig steuern. Geplant ist ebenfalls, kleinere Binnenschiffe zu entwickeln, die in größerer Anzahl unterwegs sein sollen. Es ist allerdings für alle noch ein langer Lernprozess, denn die Sicherheit auf dem Wasser hat oberste Priorität.

Alles soll schrittweise erfolgen, in fünf geplanten Stufen. Zunächst möchte man virtuelle Erfahrungen mit dem VeLABi sammeln. Das hat den Vorteil, dass man keinen Schaden anrichten kann. Als Nächstes wird ein Testfeld auf dem Dortmund-Ems-Kanal realisiert. Dafür wird ein bestehendes Binnenschiff, die "Niedersachsen 22" technisch mit Sensoren und anderem technischen Equipment so ausgerüstet, dass man es fernsteuern kann. Dabei ist der Logistikdienstleister Rhenus PartnerShip GmbH & Co KG mit im Boot. Sie stellen das Schiff, das modular aufgebaut wird. Dabei besteht die Möglichkeit auch alternativ den E-Antrieb oder die Brennstoffzelle als neue Antriebsart zu testen. Bei diesem Experiment wird aber immer stets die komplette Mannschaft an Bord sein, um eingreifen zu können. Sollte es funktionieren, wagt man den Schritt auf den Rhein, mit starker Strömung, Wind und viel Verkehr. Es gilt u. a. zu erforschen, wie Schiffe mit anderen kommunizieren. Wie kann ein echter Schiffsführer mit einer Maschine in Kontakt treten? Bei zwei automatisierten Schiffen ist die Kommunikation wesentlich einfacher. Wie kann man die Wartung an Bord möglichst personalreduziert organisieren? Auch das ist noch eine ungelöste Frage auf dem Weg zum autonomen Binnenschiff.

Theoretisch wären sogar neuartige Transport-U-Boote auf dem Rhein sehr nützlich, da sie unter Wasser weniger Wasserwiderstand haben, doch praktisch ist das nur ein illusorisches Hirngespinst, Science-Fiction. Man arbeitet bei herkömmlichen Binnenschiffen aktuell aber an neuen Rumpfformen, die Kraftstoff einsparen sollen. Software, die die Fahrtroute einschätzt und die optimale Geschwindigkeit berechnet, gibt es heute schon. Die Einsparung von Kraftstoff ist wichtiger, wirtschaftlicher Aspekt.

Ganz am Ende möchte man erreichen, dass ein Binnenschiff von alleine weiß, wohin es fahren soll, ohne dass der Mensch etwas zu sagen hat. Der Schiffsführer in seinem Steuerstand an Land überwacht dann nur noch das autonom fahrende Binnenschiff. Der Prozess, bis niemand mehr an Bord sein muss, erfordert noch einen langen Weg. Dazu muss man auch die passende Hafenlogistik entwickeln, das Laden und Löschen evolutionieren. Auch der Aspekt wird am DST in Duisburg demnächst wissenschaftlich erforscht.

Das Thema künstliche Intelligenz wird sicher nicht an der deutschen Binnenschifffahrt vorüberziehen. Die KI wird als Chance gesehen, Personalprobleme zu lösen sowie Kohlendioxid, Stickoxide und Abgaspartikel möglichst auf Null zu senken. Längere und wirtschaftlichere Fahrzeiten, sogar bis zu 24 Stunden, werden möglich sein.

Das DST ist Teil der Johannes-Rau-Forschungsgemeinschaft (JRF), die 15 unabhängige Institute vereint. 2014 wurde die JRF gegründet. Forschungsergebnisse werden auf diese Art und Weise miteinander erarbeitet und geteilt. Man möchte Grundlagenforschung betreiben und ganz praktisch parallel eine mögliche Zielgruppe für die jeweilige Anwendung finden.

Datum: 22. Oktober 2020

www.dst-org.de