Das Forschungsprojekt autoFerry zielt darauf ab, die Sicherheit in der Binnenschifffahrt zu erhöhen und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Mit einer Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz wird dieses Projekt wichtige Fortschritte in der maritimen Technologie ermöglichen. Die aktuellen Herausforderungen in der Schifffahrt, wie der Mangel an qualifizierten Schiffsführerinnen und Schiffsführer, sowie die steigenden Anforderungen an Umweltschutz und Energieeffizienz, unterstreichen die Dringlichkeit eines solchen Projekts.
Forschungsprojekt autoFerry
Herausforderungen bei der Automatisierung des Fährbetriebs
Das autoFerry-Projekt ist besonders im Hinblick auf seine praktische Anwendung motiviert. Die Forschung deckt den gesamten Prozess ab – vom Ablegen über die Überfahrt bis hin zum Anlegen. Eine der größten Herausforderungen ist die oft engen Fahrrinnen, die eine präzise und zuverlässige Navigation erforderlich machen, sowie der rege Verkehr auf dem Gebiet. Zudem müssen die Systeme robust genug sein, um unter variierenden Wasserbedingungen wie Hoch- oder Niedrigwasser zuverlässig zu funktionieren, was die Komplexität der Navigations- und Steuerungsalgorithmen erhöht.
Zusätzlich erfordert der Betrieb unter stürmischen Wetterbedingungen eine hohe Widerstandsfähigkeit, Steuerbarkeit und Anpassungsfähigkeit der Systeme. Ein weiterer kritischer Aspekt ist die Berücksichtigung der Vielzahl von Verkehrsakteuren, wie andere Schiffe, Sportboote und Surfer, die ein hohes Maß an Umfelderkennung und situativer Bewusstheit erfordern. Diese vielschichtigen Anforderungen machen das Projekt zu einem ambitionierten Unterfangen, das fortgeschrittene Technologien und innovative Lösungen erfordert.
Zentraler Punkt des Projekts ist neben der Lokalisierung und der Trajektorienplanung die Implementierung der modellprädiktiven Regelung (MPC), die eine präzise Pfadfolge in engen Gewässern ermöglicht und herkömmliche Regelungsmethoden übertrifft. Das System entsteht durch das Zusammenspiel von Lokalisierung, Umfelderkennung, Regelung und Planung. Es kann komplexe Navigationsaufgaben bewältigen, zum Beispiel das Umfahren von Hindernissen unter Berücksichtigung der Fahrwassergrenzen und anderer Verkehrsakteure.
Erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Forschung und innovativen Unternehmen
Im Projekt autoFerry arbeitet das Institut für Regelungstechnik der RWTH Aachen an Algorithmen für die Lokalisierung, Trajektorienplanung und Regelung. Die Weiße Flotte GmbH stattet ihre Fähre mit Sensorik aus und definiert Anforderungen für einen sicheren autonomen Fährbetrieb, und hilft bei der Aufstellung der Anforderungen an das zukünftige System, insbesondere bezüglich des rechtlichen und praktischen Rahmens.
Die Voith GmbH & Co. KGaA ist für die Ansteuerung und Bereitstellung von zwei Voith-Schneider-Propellern sowie für die Modellierung der Fähre zuständig, während die ArgoNav GmbH Verfahren zur Umfelderkennung entwickelt.
Das Projekt soll die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Schifffahrt erhöhen, indem die Dynamik des Schiffes sowie Umwelteinflüsse wie Strömungen und Wind berücksichtigt werden. Die Anpassung und experimentelle Validierung dieser Technologien für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen, wie zwischen Rügen und Hiddensee an der Ostseeküste, stellt einen wesentlichen Schritt in der Weiterentwicklung der autonomen Schifffahrt dar.
