Förderprojekt SAFEBin

 

Methoden zur sicheren Ausgestaltung der Automatisierung und Fernüberwachung in der Binnenschifffahrt

 

Motivation

Die moderne Binnenschifffahrt stellt eine wichtige Alternative zum Straßen- und Schienenverkehr dar und kann einen entscheidenden Beitrag zur Entlastung des Verkehrsnetzes und zur Reduktion der Umweltbelastung des Transportsektors leisten. Jedoch leidet die Branche unter einem Fachkräftemangel, der sich negativ auf die Wettbewerbsfähigkeit und nutzbaren Transportkapazitäten der Wasserstraßen auswirkt. Um die Attraktivität, Auslastung und Sicherheit der Binnenschifffahrt zu erhöhen wird deshalb aktuell an Systemen für (teil)-automatisierte Binnenschiffe geforscht. Die Einführung von autonomen Binnenschiffen ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Neben den benötigten technischen Entwicklungen stellen sich insbesondere Fragen nach den rechtlichen Rahmenbedingungen für die Zulassung solcher Assistenz- und Automatisierungssysteme.
Um den Einsatz von autonomen Binnenschiffen zu ermöglichen und rechtliche Aspekte zu definieren, müssen diese Systeme sicherheitskritisch bewertet werden. Hierfür werden vergangene Unfälle und kritische Verkehrsmanöver, sowie aktuelle Regularien und Schiffsführungskonzepte analysiert.
Basierend auf diesen Erkenntnissen sollen in dem Projekt Anforderungen für die Automatisierung-Systeme definiert und rechtliche Rahmenbedingungen vorgeschlagen werden, um zukünftig einen sicheren autonomen Betrieb von Binnenschiffen zu ermöglichen.

 

Projektziele und Methoden

Das IRT Teilprojekt „Bewertung von Software und dynamischen Prozessen“ im Kontext des SAFEBin-Gesamtprojekts hat das Ziel, ein System zur automatisierten Risikobewertung für teil -und hochautomatisierte Schiffe zu entwickeln. Dieses System soll unabhängig von der eigentlichen Automatisierungsfunktion deren korrekte Funktionsweise überprüfen. Dabei sollen die Verkehrslage, Sensorunsicherheiten, Wetterbedingungen und dynamischen Eigenschaften des Schiffes berücksichtigt werden, um eine leicht interpretierbare Metrik für den aktuellen Grad des Risikos des Eigenschiffes zu ermitteln.
Diese Metrik kann genutzt werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die Steuerung des Schiffs wieder an den Schiffsführer übergeben werden muss oder das Schiff gestoppt werden muss.
Zudem kann zukünftig die Risikobewertung mit der automatisierten Schiffsführung verknüpft werden, um beispielsweise in Situationen mit geringem Risiko den Fokus auf effizientes Fahren zu legen, während in riskanteren Situationen der Abstand zu Hindernissen priorisiert wird.

 

Innovationen und Perspektiven

Die Bearbeitung des Forschungsprojekts SAFEBin ermöglicht eine einheitliche Analyse des aktuellen Sicherheitsniveaus der Binnenschifffahrt. Die Analyse dient als Grundlage, um Handlungsempfehlungen für zukünftige rechtliche Rahmenbedingungen und technische Anforderungen für sichere autonome Binnenschiffe zu formulieren. Des Weiteren legt die am IRT entwickelte kontinuierlich arbeitende Risikobewertungsfunktion den Grundstein für eine standardisierte Absicherung von Autonomiefunktionen.

 

Projektpartner

Assoziierte Partner

DST – Entwicklungszentrum für Sichiffstechnik und Transportsysteme Koordinator Teilprojekte: - Analyse rechtlicher Aspekte und Identifikation notwendiger Anpassungsbedarfe - Aufgaben und Qualifikation des Menschen in (teil-) automatisierten Systemen - Erarbeitung von Vorschlägen für künftige Richtlinien und Regularien. Uni Duisburg-Essen, ISMT – Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme Teilprojekt: Schaffung eines Referenzrahmens für die Sicherheitsbewertung Uni Duisburg-Essen, IMECH – Lehrstuhl für Mechatronik Teilprojekt: Risikobewertung ferngesteuerter, nicht, teil & vollautomatische Schiffe Uni Duisburg-Essen, SRS – Lehrstuhl für Steuerung, Regelung & Systemdynamik Teilprojekt: Nachweisführung zur Beherrschung situativer Risiken RWTH Aachen, IRT - Institut für Regelungstechnik Teilprojekt: Bewertung von Software und dynamischen Prozessen

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