Digitalisierung der Binnenschifffahrt am Beispiel des Elbekorridors (Projekt Digitales Testfeld Elbe)

Traditionelle Prozesse in der Binnenschifffahrt erleben durch technische Innovationen und Anforderungen an Echtzeit-Kommunikation, elektronische Dokumentation und Nachverfolgbarkeit einen Wandel. Der Bedarf an aktuellen Daten und modernen Bordsystemen steigt, wodurch eine effiziente Integration der Binnenschifffahrt in moderne Logistikketten gefordert wird.

Ein Team von Fraunhofer IFF, Fraunhofer CML, Galileo-Testfeld Sachsen-Anhalt der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und der Thorsis Technologies GmbH arbeitet gemeinsam am Aufbau eines digitalen Testfelds Elbe als Basis zur Planung, Steuerung und Monitoring von Prozessen mit Binnenschiffen.

Die Digitalisierung verändert intermodale Transportketten. Traditionelle Prozesse in der Binnenschifffahrt erleben durch neue Anforderungen an Echtzeit-Kommunikation, elektronische Dokumentation und Nachverfolgbarkeit einen Wandel. Der Bedarf an aktuellen Daten, modernen Bordsystemen und Infrastrukturen sowie echtzeitnahem Datenaustausch steigt, um Informationsflüsse und Abläufe zu optimieren und die Binnenschifffahrt effizient in moderne Logistikketten zu integrieren.

Die Herausforderungen bei der Gestaltung des Informationsflusses sind vielfältig und komplex. Sie ergeben sich aus den unterschiedlichen Anforderungen an Aktualität und Form der Daten. Lösungsansätze liegen bereits vor, beispielsweise in Studien zur Digitalisierung des Elbkorridors und der Binnenschifffahrt. Die Empfehlungen zielen auf integrative Gesamtkonzepte ab, die sowohl technische als auch prozessbezogene Lösungen für alle an der Transportkette beteiligten Akteure beinhalten. Die Nutzung digitaler Daten ist ein Lösungsvorschlag zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Schifffahrt. Für die Anpassung und Weiterentwicklung der Bordsysteme und der landseitigen Infrastruktur ist eine Vielzahl von technischen Konzepten und Systemen verfügbar. Bestehende Systeme wie AIS sind für die Echtzeitkommunikation geeignet, haben aber Nachteile wie mangelnden Datenschutz, Unzuverlässigkeit und Manipulierbarkeit. Andere Kommunikationsmöglichkeiten wie 5G und V2X existieren, sind aber nicht flächendeckend verfügbar. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig, müssen aber noch weiterentwickelt und in der Praxis erprobt werden.

Der Lösungsansatz im Projekt »Digitales Testfeld Elbe« basiert auf den etablierten V2X-Standards von ETSI bzw. SAE International. Es wird empfohlen, die Datenübertragung über ITS-G5 und LTE/5G zu realisieren und ROS bzw. ROS2 als Middleware zu verwenden. Das Framework, das sich bereits in der Automobilindustrie bewährt hat, verspricht eine Steigerung der Effizienz und Sicherheit in der Binnenschifffahrt. Zusätzlich sollen hydrographische Daten vom Flussboden in die Lösung integriert werden. Diese Informationen über die Unterwasser-Topographie und andere physikalische Eigenschaften des Flussbettes, wie Tiefe und Struktur, werden von der Forschungsplattform SeaLion autonom erfasst. 

Mit der Realisierung dieses Projektes soll eine nachhaltige Transformation der Binnenschifffahrt in den Bereichen Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft erreicht werden.

Erwartete Projektergebnisse im »Digitalen Testfeld Elbe«

• Einbindung von Binnenschiffen in intermodale Logistikketten durch Digitalisierung von Schiffs- und Landsystemen
• Schaffung der technischen Voraussetzungen zur Übertragung logistikrelevanter Daten als Grundlage für weitergehende digitale Anwendungen bzw. Dienste
• Verbesserung der Befahrbarkeit der Elbe in Niedrigwasserperioden durch Fahrweg- und Fahrrinneninformationen
• Reduzierung von Ausfallzeiten und des Energiebedarfs (Verbrauch) von Binnenschiffen mittels KI-basierter Analyse- und Assistenzsysteme