iPORTUS | Intelligent and safe Port Operations based on Resilient Technology for Autonomous and Uncrewed Surface Vehicles

Hintergrund

Häfen stehen vor der Herausforderung, auf den steigenden Druck zur Dekarbonisierung, Digitalisierung und Effizienzsteigerung zu reagieren – gleichzeitig müssen sie Sicherheit und Resilienz in einem zunehmend vernetzten und komplexen Umfeld gewährleisten. Der Einsatz von autonom operierenden Wasserfahrzeugen verspricht eine Automatisierung z.B. von Inspektions- und Überwachungsaufgaben von Infrastrukturen und Umweltbedingungen und unterstützt so eine datengetriebene Hafenbewirtschaftung.

 

Ziele

Ziel des Projekts iPORTUS ist die sichere Integration teilautonomer bzw. fernüberwachter, emissionsarmer Wasserfahrzeuge (Autonomous Surface Vessels, ASVs) in komplexe Hafenumgebungen. Im Mittelpunkt des Projekts stehen die Gewährleistung der nautischen Sicherheit und Cybersicherheit, die Entwicklung eines hohen Autonomiegrades der eingesetzten Systeme sowie die Integration in einen Leitstand (Remote Operation Center, ROC). Zudem sollen regulatorische Grundlagen für Genehmigungsprozesse und wirtschaftliche Entscheidungen geschaffen werden, um den zukünftigen Regelbetrieb autonomer Wasserfahrzeuge in deutschen Häfen zu ermöglichen. 

Dafür ist der Einsatz von fünf unterschiedlichen ASVs in komplexen realen Hafenumgebungen sowie nachgebildeten Simulationsräumen vorgesehen. Die Fahrzeuge werden im Rahmen mehrerer wirklichkeitsnaher Testkampagnen in zwei unterschiedlichen Bereichen des Hamburger Hafens erprobt. Durch die Kombination unterschiedlicher technischer Ausstattungen wird eine realitätsnahe und vergleichende Bewertung verschiedener Systemkonfigurationen ermöglicht. Der modulare Aufbau der eingesetzten ASVs erlaubt es, die Sensorik und Steuerungstechnik flexibel an die jeweiligen Testziele anzupassen und somit technologische Reifegrade sowie Betriebsmodi (fernsteuerbar, teilautonom, vollautonom) praxisnah zu untersuchen.

 

Aufgabenschwerpunkte der Projektpartner

Hamburg Port Authority (HPA)

Die HPA übernimmt im Projekt iPORTUS die Verbundkoordination, bringt ihre operative und regulatorische Expertise als Hafeninfrastrukturbetreiberin ein und validiert die entwickelten Systeme im realen Hafenbetrieb. 

Als verantwortliche Institution für Sicherheit, Verkehrslenkung und Infrastrukturmanagement liefert die HPA zentrale Anforderungen für den Einsatz (teil )autonomer Wasserfahrzeuge im Hafen. 

Im Projekt schafft die HPA die notwendigen Rahmenbedingungen für die Erprobung von ASVs, einschließlich der Abstimmung mit dem Oberhafenamt, der Definition geeigneter Testgebiete sowie der Begleitung relevanter Genehmigungsprozesse. Sie bringt praktische Perspektiven zu Sichtbarkeit, Navigationssicherheit und Einsatzorganisation ein und unterstützt die Ausarbeitung genehmigungsfähiger ConOps  und SORA Modelle, die als Basis für zukünftige Standardprozesse dienen.

Fraunhofer CML

Das Fraunhofer CML bearbeitet die Themen Autonomie und nautische Sicherheit. Im Hafenumfeld werden die eingesetzten unbemannten Überwasserfahrzeuge (USVs) vor allem über ihre physische und virtuelle Sichtbarkeit wahrnehmbar gemacht.

Es werden die Themen KI-gestützte Hinderniserkennung, Kollisionsvermeidung und GNSS-unabhängige Navigation mittels Sensorfusion erarbeitet. Ergänzend entstehen Betriebskonzepte und Entscheidungsvorlagen für Behörden bezüglich der Genehmigung für den Regelbetrieb autonomer Systeme.

Für die Überwachung und den sicheren Betrieb von Land aus konzipiert und realisiert das Fraunhofer CML ein Remote Operation Center, das den parallelen Betrieb mehrerer (teil-)autonomer Fahrzeuge unterstützt und ermöglicht. 

Kongsberg Maritime Germany GmbH

Kongsberg verantwortet im Projekt iPORTUS das Themenfeld Nautische Sicherheit und bringt Expertise in der Integration maritimer Technologien ein. Ein zentraler Schwerpunkt liegt dabei auf der physischen und virtuellen Sichtbar- und Erkennbarkeit autonomer Überwasserfahrzeuge (ASVs) im komplexen Hafenumfeld. 

Kongsberg arbeitet an der Entwicklung genehmigungsfähiger Betriebskonzepte für autonome Systeme mit, einschließlich der Ausarbeitung von ConOps (Concept of Operations) und SORA‑Analysen (Specific Operations Risk Assessment).

Darüber hinaus bringt Kongsberg seine Systemexpertise in die Konzeption und Validierung des Remote Operation Centers (ROC) ein, das den sicheren Remotebetrieb und die Überwachung mehrerer autonomer Fahrzeuge ermöglicht. 

 

Projektkonsortium

iPORTUS wird geleitet von der Hamburg Port Authority (HPA). Ein weiterer Projektpartner neben dem Fraunhofer CML ist Kongsberg Maritime Germany GmbH. iPORTUS wird im Rahmen der IHATEC II-Förderrichtlinie mit ca. 1,7 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Verkehr (BMV) gefördert. Als assoziierte Partner unterstützen das Projekt das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), die Freie Hansestadt Bremen, vertreten durch bremenports und NiedersachsenPorts, die HafenCity Universität Hamburg (HCU) sowie NVL B.V. & Co. KG (Naval Vessels Lürssen).