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 wirklichkeitsnahe Testkampagnen in zwei unterschiedlichen Bereichen des Hamburger Hafens erprobt. Durch die Kombination unterschiedlicher technischer Ausstattungen – bestehend aus marktverfügbaren sowie im Forschungsprojekt entwickelten Komponenten – 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.

Aufgaben des CML

Das Fraunhofer CML wird schwerpunktmäßig die Bereiche nautische Sicherheit und Autonomie bearbeiten. Bei der nautischen Sicherheit stehen die physische und virtuelle Sichtbarkeit der eingesetzen Systeme sowie die Entwicklung eines allgemeingültigen Risikobewertungssystems für den Einsatz autonomer maritimer Systeme im Hafenumfeld im Vordergrund. Und für die Überwachung der (teil-)autonomen Systeme von Land aus konzipiert das Fraunhofer CML den Leitstand, der eine externe Zugriffsmöglichkeit sicherstellt.

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 und Hansestadt Bremen, vertreten durch bremenports und  NiedersachsenPorts, sowie die HafenCity Universität Hamburg (HCU).