KoliBRI "Plattform zur Ausführung von Ausweichstrategien auf Basis der prädizierten Verkehrssituation"

Abstract

Das Verbundvorhaben KoliBRI entwickelte und demonstrierte ein bordautarkes Assistenzsystem zur automatisierten Kollisionsvermeidung in der Binnenschifffahrt. Im Teilvorhaben von Argonics entstand eine recheneffiziente, modulare Plattform, die prädizierte Verkehrssituationen bewertet, sichere Ausweichstrategien berechnet und diese in bestehende Bahnführungssysteme integriert. Der Schiffsführer überwacht das System und kann jederzeit eingreifen. Als Datengrundlage dienten Fahrdaten von rund 500 mit argoTrackPilot ausgerüsteten Schiffen sowie AIS-, Radar-, Karten- und Sensordaten. Daraus wurden typische Routen und Verkehrsszenarien abgeleitet. Eine Multihypothesen-Prädiktion beschreibt plausible Bewegungen anderer Verkehrsteilnehmer und bestimmt zeitlich veränderliche Kollisionsbereiche. Beim ergänzend untersuchten Intention Sharing tauschten Schiffe ihre geplanten Trajektorien herstellerübergreifend aus. Eine Demonstration in Rotterdam bestätigte den Nutzen für die frühzeitige Erkennung geplanter Manöver. Für erkannte Konflikte wurden modellbasierte Verfahren zur Sollbahnanpassung, Geschwindigkeitsanpassung und kontinuierlichen Kollisionsvermeidung untersucht. Der ausgewählte Optimierungsansatz erzeugt dynamisch fahrbare Ausweichbahnen unter Berücksichtigung von Fahrwassergrenzen, Hindernissen und Sicherheitsabständen. Typische Berechnungszeiten von etwa 500 Millisekunden ermöglichten fortlaufende Aktualisierungen. Die Verarbeitungskette wurde in einer Hardware-in-the-Loop-Simulation und auf dem Gütermotorschiff "Niedersachsen 22" erprobt. Die Versuche bestätigten Funktionsfähigkeit, Echtzeitfähigkeit und technische Umsetzbarkeit. Voraussetzung für einen sicheren Betrieb bleiben eine zuverlässige Verkehrsprädiktion, fortlaufende Systemüberwachung und sichere Rückfallzustände. Die Geschwindigkeitsanpassung benötigt weitere Integration und Validierung. Damit schafft KoliBRI eine belastbare Grundlage für überwachte automatisierte Kollisionsvermeidung auf bestehenden Binnenschiffen im Verkehr.