Webservice INSEL
Der Webservice INSEL ist eine webbasierte Anwendung zur Bereitstellung hochwertiger Fachdaten sowie spezialisierter Algorithmen für die Binnenschifffahrt. Die Plattform wird seit 2021 im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte entwickelt. Ziel von INSEL ist es, Infrastruktur-, Gewässer- und Verkehrsdaten gebündelt zugänglich zu machen und ergänzend fachliche Dienste zur Datenverarbeitung bereitzustellen. Damit unterstützt INSEL gezielt die Digitalisierung und Automatisierung in der Binnenschifffahrt.
Der Dienst richtet sich an Forschungspartner, an Entwickler datengetriebener Anwendungen und an die interessierte Öffentlichkeit.
INSEL stellt seine Daten und Dienste über eine standardisierte REST-API bereit. Dadurch können Anwendungen automatisiert auf aufbereitete Fachdaten und Dienste zugreifen. Neben dem Datenservice sind bisher folgende Dienste verfügbar:
- Stationierung
- Rückstationierung
- RIVER-ETA (Regression based Intelligent Vessel ETA Refinement)
- Reiseplanung
- Strömungsinterpolation
Über eine integrierte Swagger-UI können die verfügbaren API-Endpunkte interaktiv erkundet und genutzt werden. Ergänzend dazu bietet INSEL eine Dokumentation und weitere Hilfestellungen an.
Mit diesem Ansatz schafft INSEL die Grundlage für innovative Anwendungen, etwa im Bereich der intelligenten Reiseplanung, der adaptiven Fahrverhaltenssteuerung oder der Integration (teil-)autonomer Technologien in der Binnenschifffahrt. Der Webservice ist modular, serviceorientiert und erweiterbar konzipiert. Bei der Entwicklung stehen vor allem Wartbarkeit sowie Sicherheit, Stabilität und Leistungsfähigkeit im Betrieb im Vordergrund.
Der Zugang zur Plattform INSEL ist grundsätzlich öffentlich. Aktuell erfolgt die Freischaltung noch per E-Mail-Anfrage, perspektivisch soll der Dienst jedoch ohne Registrierung nutzbar sein.
Derzeit werden weitere Modelle, insbesondere für Prognosen, entwickelt. Zudem sollen in Zukunft zusätzliche Infrastrukturdaten wie Verkehrszeichen, Verbotszonen und Brückendurchfahrtshöhen über den Webservice abrufbar sein.
Das Forschungsvorhaben FernBin
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des „Maritimen Forschungsprogramms“ geförderte Verbundprojekt „FernBin - ferngesteuertes, koordiniertes Fahren in der Binnenschifffahrt“ wurde von einem Konsortium aus verschiedenen Forschungseinrichtungen und mittelständischen Unternehmen von 2020 bis 2024 durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Projekts bestand in der Entwicklung einer zuverlässigen und sicheren Fernsteuerung von Binnenschiffen.
Weitere Ziele waren die Beantwortung weiterführender Forschungsfragen zu Themen wie Trajektorienplanung, Erstellung eines digitalen Zwillings, Vorhersage des Fremdverkehrs, autonome Entscheidungsfindung in unterschiedlichen Szenarien, Erstellung von Notfallkonzepten und die Durchführung einer Verhaltensstudie von Schiffsführern zum ferngesteuerten Fahren.
Da die Fernsteuerung von Binnenschiffen einen wichtigen Zwischenschritt auf dem Weg zum vollautomatisierten Fahren darstellt, zeigt dieses Forschungsprojekt, wie eine solche Fernsteuerung realisiert werden kann und welche Konzepte dafür infrage kommen. Perspektivisch sollen derartige Technologien die zukünftige Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Binnenschifffahrt sichern, insbesondere im Kontext der multimodalen Transportkette. Für den Einsatz intelligenter, adaptiver Assistenzsysteme müssen jedoch viele Randbedingungen berücksichtigt werden. Zu den zu berücksichtigenden Aspekten zählen beispielsweise die Gesetzgebung, der Fachkräftemangel, die digitale Sicherheit sowie die Gewährleistung der Sicherheit und Leichtigkeit der Binnenschifffahrt.
Im Rahmen dieses Projekts wurde der Webservice INSEL entwickelt, um den Projektpartnern sowie automatisierten Prozessen kontinuierlich Infrastruktur- und Gewässerdaten bereitstellen zu können. Es hat sich gezeigt, dass die Schifffahrt langfristig an kontinuierlichen Daten und Diensten für die Entwicklung der Fernsteuerung und des autonomen Fahrens interessiert ist. Allerdings wurde auch deutlich, dass hierfür noch mehr dieser Daten und Dienste bereitgestellt werden müssen. Daher soll INSEL weiterbetrieben werden und auch eine aktive Weiterentwicklung stattfinden.
Das Forschungsvorhaben RUBIN
Das Forschungsvorhaben „RUBIN - Reiseunterstützung für die Binnenschifffahrt basierend auf präzisen Verkehrs- und Strömungsprognosen“ wurde von der Alberding GmbH und der BAW in den Jahren 2022 bis 2025 gemeinsam umgesetzt. Es wurde vom Bundesministerium für Verkehr im Rahmen des „Maritimen Forschungsprogramms“ gefördert.
Ziel des Projekts ist es, der Binnenschifffahrt ein Assistenzsystem zur Routen- und Reiseplanung bereitzustellen. Damit lässt sich die zu erwartende Reiseankunftszeit (ETA) präziser bestimmen. Zudem sollen weitere reiserelevante Daten berücksichtigt, aufbereitet und bereitgestellt werden.
Zu diesem Zweck wurden eine hochauflösende Strömungsprognose für den Rhein sowie zwei unterschiedlich detaillierte Verkehrsprognosen für die Gewässer Rhein und WDK entwickelt. Auf Basis dieser kontinuierlichen Simulationsrechnungen können stets aktuelle und genaue Reiseinformationen bereitgestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass den Prognosen aktuelle Verkehrs-, Infrastruktur- und Gewässerdaten zur Verfügung gestellt werden.
Von der Alberding GmbH wurden eine Routen- und Reiseplanung sowie eine UI-Anwendung entwickelt. Die Routen- und Reiseplanung nutzt die Ergebnisse der Strömungs- und Verkehrsprognosen. Diese werden in der UI-Anwendung visualisiert. Die Anwendung bietet zudem einen Reisebegleitungsmodus. Dieser aktualisiert die Reiseinformationen während der Reise kontinuierlich und bezieht den eigenen Reisefortschritt sowie Anwendereingaben mit ein.
Die Ergebnisse der Strömungsprognosen werden auf dem Webservice INSEL bereitgestellt und kontinuierlich aktualisiert. Auch die beiden Verkehrsprognosen sind jeweils über einen API-Endpunkt abrufbar, sodass die Forschungsergebnisse der BAW öffentlich zugänglich sind.
