IMaReS: Integratives Manöver-Realisierungs-System zur automatischen Schiffssteuerung

Ein Verbundvorhaben des Fachbereichs Seefahrt und Logistik der Jade Hochschule mit dem Institut für Schiffstheorie, Simulation und Maritime Systeme am Bereich Seefahrt Warnemünde der Hochschule Wismar (Prof. Dr. K. Benedict)

ProjektleitungProf. Dr.-Ing. Holger Korte
MitarbeiterOliver Köckritz
A. Sonnek
Laufzeit09/2011 bis 12/2014
Fördervolumen260.000 €
IndustriepartnerReederei Scandlines, STN Schiffselektrik Elmenhorst, SevenC’s Hamburg, MarineSoft Rostock
weitere PartnerUniversität Rostock, WMU Malmö, Inst. MATNAV Warnemünde e.V.

Vorhabensziele

Zielstellungen des Projektes sind die Erhöhung der Sicherheit und der Effizienz des Schiffsverkehrs insbesondere beim Manövrieren in Hafenrevieren und an Offshore -Anlagen mittels eines komplexen Simulationssystem mit unterlagerter Prozessregelung an Bord der Schiffe sowie Darstellung des aktuellen Prozesszustandes zur Unterstützung der Schiffsführung während zeit- und sicherheitskritischer Prozesse beim Manövrieren.

Innovation und Originalität

Die Integration von Manöverplanungsalgorithmen in die automatischen Steueranlagen der Schiffe erlaubt eine sehr hohe Qualität der Manöverdurchführung, wie sie derzeit nicht realisiert werden kann. Dies resultiert aus der stückweise zusammengesetzten Planungsvorgabe in integrierten Brückensystemen, wie den Autopiloten und den sogenannten DP – Systemen, Dynamic Positioning.

Mit dem zu entwickelnden Modul soll der dynamische Prozess der Schiffsbewegung vom Ablegen über die Seereise bis zum Anlegen durch eine kinematische Folge geplant und durch das Regelungssystem automatisch abgefahren werden können. Der diensthabende Nautiker an Bord wird nun in die Lage versetzt, sich mehr auf seine originäre Aufgabe der taktischen Verkehrsüberwachung und –planung zu konzentrieren.

Internationale und nationale Projekteinordnung und Kooperation

Mit dem geplanten Projekt wird die Drittmittelfähigkeit des Antragstellers im sich stark verschärfenden Wettbewerb gesichert und im europäischen Maßstab ausgebaut. Technische Zielstellung ist eine verbesserte Bedienerfreundlichkeit von Schiffsführungssystemen und der sich daran anschließenden Lehre.
Letzte Berufungsverfahren an der FH haben verdeutlicht, dass sich in Deutschland gegenwärtig eine verstärkende Divergenz zwischen akademischen maritimen Nach-wuchskräften und Stellenangeboten abzeichnet. Mithilfe angestrebter kooperativer Promotionen soll dem Trend entgegen gewirkt werden.
IMMoS leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Systemintegration von bereits auf den Schiffsbrücken befindlichen Systemen und trägt durch eine Entlastung des Schiffsführungspersonals von ermüdenden Steuerungsaufgaben zur technischen und operationellen Schiffssicherheit bei. Dadurch kann insbesondere dem Schadenspotential der Schifffahrt für die Umwelt in den nordeuropäischen Gewässern entgegen gewirkt werden. Der IMEAS-Projektantrag ordnet sich hervorragend in die Ziele der europäischen Strukturförderung sowohl des Landes Niedersachsen als auch von Mecklenburg-Vorpommern ein. Es kann einen wichtigen Beitrag zur Stärkung des Forschungsverbundes „Sichere und wirtschaftlich effiziente Seefahrt“ in der Region Rostock und „Sichere Offshore Operationen“ in der Region Oldenburg leisten.

Bearbeitungsinhalte und geplante Arbeitspakte

  • Konzeption für die Realisierung von automatischen Manöverabläufen der Schiffe;
  • Entwicklung mathematischer Methoden für die Invertierung von Schiffsmanövern;
  • Entwicklung von Softwaremodulen zur Ereignis-gesteuerten Bewegungsplanung der Schiffe in ECDIS und Erzeugung von Sollgrößen für das Regelungssystem;
  • Entwicklung von Realtime Simulation Support bei manueller Prozessüberwachung;
  • Parameterbestimmung der Reglerstrukturen nach Identifikation der Streckenmodelle der Großschiffe z.B. Scandlines im Forschungshafen Rostock;
  • Implementierung der Verfahren in eine Prototyp- Anlage nach dem Vorbild AdaNav;
  • Erprobung der Verfahren im Labor sowie Erprobung des Gesamtsystems der Verbundlösung in einem Schiffsführungssimulator unter Einbeziehung der Partner

Verwertungspotential

Die zu entwickelnde technische Methode führt nach Voruntersuchungen manueller Steuerungen beim Einlaufen zu Einsparungen von ca. 1/3 der Manöverzeit.
Die Simulation der geregelten Bewegung der Schiffe führt in den Trainingszentren zu einem Zeitgewinn für die Probanden, die diesen Vorteil für ihre Entscheidungsfindung nutzen können. Damit erhöht sich auch der Lernerfolg.

Forschungsnahe Qualifizierungen

Durch den engen Verbund mit den universitären Partnern aus Rostock und Malmö sollen die Absolventen der FH und Projektmitarbeiter an wissenschaftliche Qualifikationen bis zur Promotionen herangeführt werden.