Forschungsprojekt SchleusenNOK4

Martin Schrüfer,

Der Weg zum digitalen Schleusenmanagement ist frei

Im April 2020 startet die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes gemeinsam mit den Partnern dbh Logistics IT AG, Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS und TTS TRIMODE Transport Solutions GmbH das Projekt SchleusenNOK40 zur Optimierung des Schleusenmanagements am Nord-Ostsee-Kanal.

Auch die Schleuse Brunsbüttel kann künftig von einem intelligenten Schleusenmanagement- und -informationssystem profitieren, das für den Nord-Ostsee-Kanal entwickelt wird. © Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes

Durch Auswertung der verfügbaren Datenströme wird in Kombination mit den Praxiserfahrungen der Spezialisten vor Ort ein intelligentes Schleusenmanagement- und -informationssystems für den Nord-Ostsee-Kanal geschaffen. Enak Ferlemann, Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur: „Dieses Projekt ist ein Spitzen-Beispiel, wie Digitalisierung die Schifffahrt voranbringt: Der Schleusenbetrieb wird noch transparenter, effizienter und kundenfreundlicher. Damit halten wir nicht nur den Kanal attraktiv für die Schifffahrt, sondern verbessern mittelbar auch die Logistikwirtschaft in den nachfolgenden Häfen.“ Das Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND (Modernitätsfonds) mit mehr als 1,5 Millionen Euro gefördert.

Ein Projekt für verbesserte Güterlogistik auf dem Nord-Ostsee-Kanal
Als strategische Verbindung zwischen der Nord- und Ostsee ist der Kanal schon heute eine der am häufigsten befahrenen Wasserstraßen weltweit und trägt zur ressourcensparenden und zukunftsfähigen Ausrichtung der Logistik bei. Gleichzeitig ist das Gebiet in den vergangenen Jahren jedoch von vielen Baustellen betroffen gewesen, was die verantwortlichen Schleusenmeister/innen immer wieder vor die Herausforderung eines sicheren und strukturierten Schleusenbetriebs stellt.

Um trotz der weitreichenden Baumaßnahmen und des erhöhten Verkehrsaufkommens für verbesserte Abläufe am Nord-Ostsee-Kanal zu sorgen, ist eine Unterstützung des Schleusenmanagements durch Digitalisierung eine entscheidende Grundlage. Ein schiffsdatenbasiertes System fehlt bisher. Das Projekt SchleusenNOK40 will das Zulaufmanagement deutlich vereinfachen, um diesen transparenter effizienter und damit gleichzeitig kundenfreundlicher zu gestalten.

Auf Basis von umfassenden Datenbeständen werden passgenaue Prognosen zur Auslastung der Schleusen erstellt, um das Schleusenpersonal bei seinen Entscheidungen zu unterstützen. Gleichzeitig ermöglichen Rückmeldungen an den Elektronischen Wasserstraßen-Informationsservice, sich verlässlich über die Verkehrssituation am Kanal zu informieren und den Nutzern des Wasserweges eine möglichst umfassende Auskunft zu bieten. Besonders für die wirtschaftliche Planbarkeit von Lieferketten ist dies von entscheidender Bedeutung, um die Warte- und Abfertigungszeiten zu senken und die Kosten effektiv zu reduzieren.

Digitalisierung und Erfahrung als Grundlage für ein zukunftsfähiges System
Bei der Entwicklung des Systems setzen die Projektpartner auf die Zusammenführung von umfassenden Datenbeständen, wie z. B. Wetter- und Klimadaten, Navigations- und Geodaten. Aus diesen Daten und mithilfe maschineller Lernverfahren und stochastischer Analyseverfahren werden Prognosen erstellt. Gleichzeitig kommen Problemmodellierungs-, Lösungs- und Optimierungsansätze unter anderem aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz. Ziel ist es, dass die Prognosen zunehmend exakter werden, um die Zeiten mit der höchsten Auslastung zuverlässig und transparent angeben zu können.

Darüber hinaus soll ein wissensbasiertes Planungstool für optimierte Schleusenbelegungen entwickelt werden, in das die Erfahrungen des Schleusenpersonals einfließen und dieses beim Schleusenbetrieb unterstützt. Das geplante System bleibt jedoch offen und stetig erweiterbar, um sich den Entwicklungen der Kanalverwaltung anzupassen und auch bei weiterführenden Entwicklungen eine strukturierte Basis zur Verfügung zu haben.

Der Beginn eines erfolgreichen Projekts
Der Grundstein für das Projekt SchleusenNOK40 wurde im Rahmen des Kick-Offs am 06.04.2020 gelegt. Bis zum 31.03.2023 soll das Projekt fertiggestellt werden, um für eine Vereinfachung des Zulaufmanagements am Kanal zu sorgen. In der Anforderungsanalyse ist die Durchführung von Workshops mit möglichst vielen beteiligten Nutzern geplant. Auf diese Weise lassen sich alle Anforderungen erfassen, um den Umgang mit dem System so einfach und bedarfsgerecht wie möglich zu gestalten. Ein weiterer wichtiger Aspekt in der ersten Phase ist die Analyse vorhandener Datenquellen hinsichtlich der Nutzbarkeit, damit sich technische und anderweitige Voraussetzungen prüfen lassen und eine sichere Umsetzung in der Praxis ermöglicht wird.

Durch die Beteiligung der Partner dbh, Fraunhofer FOKUS und TTS TRIMODE ist ein starkes und erfahrenes Team involviert, um das Forschungsprojekt SchleusenNOK40 technisch als auch personell im vorhandenen Zeitrahmen funktional und sicher umzusetzen. Auf diese Weise gelingt es im weiteren Projektverlauf, das Schleusenpersonal bei allen aktiven Entscheidungen zu unterstützen und die Transparenz grundlegend zu erhöhen. So führt die Digitalisierung zu einer verlässlichen und strukturierten Vorgehensweise an der Schleuse, um Planung und Informationsfluss zu vereinfachen und nach Abschluss des Forschungsprojektes von einem modernen und bereichernden System zu profitieren.

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