De la Ruhrort la Rin: institutul de cercetare DST din Germania introduce navigația autonomă pe ape interioare în cadrul XPONENTIAL Europe. Sistemele vor fi prezentate în cadxrul Boot Dusseldorf 2025.
Aproximativ 8 000 de nave de navigație pe ape interioare transportă în prezent mărfuri pe râurile și canalele din Europa. Prima dintre acestea funcționează acum prin telecomandă. Duisburg este un nou centru național din Germania pentru navigația interioară autonomă și sediul DST, un centru de dezvoltare pentru tehnologii marine și sisteme de transport care conduce proiectul „FernBin” pentru navigația interioară coordonată și controlată de la distanță.
Navigație autonomă pe ape interioare
DST se va deplasa la XPONENTIAL Europe cu „bagaje grele”: ELLA de 15 LOA, care este testat în prezent în navigația autonomă, va fi expus la BOOT Düsseldorf în perioada 18-20 februarie 2025.
Aflat pe punte, Stephan Schweig pare că se află la bordul unei nave stelare. Un sistem de proiecție 360° în formă de con cu un diametru de 8 metri este suspendat de tavanul „VeLABi” (Centrul de testare și performanță pentru nave autonome de navigație interioară). 19 retroproiectoare arată drumul asistentului de cercetare de la DST.
Navigația de astăzi se desfășoară pe teren propriu: canalul Vincke, care leagă Rinul de zona portuară liberă Duisburg Ruhrort. Aceasta este o pistă de testare deținută de Grupul Duisport, care operează cel mai mare port interior din Europa. DST utilizează în mod regulat canalul Vincke pentru teste de încercare.
Până acum, Stephan Schweig cunoaște nava „Ernst Kramer” de 105 m pe care o manevrează practic pe dinafară. Nava de marfă reală, construită în Bod
Până în prezent, Stephan Schweig s-a fimiliarizat cu nava „Ernst Kramer” de 105 m pe care o manevrează practic pe dinafară. Nava de marfă reală, construită la Bodenwerder în 1974, a fost pusă la dispoziție și „tunată” corespunzător de compania de transport maritim Rhenus PartnerShip ca navă de cercetare pentru proiectul FernBin. Schweig apreciază acest lucru ca pe o modernizare – ceea ce este important, deoarece arată că și navele de navigație interioară existente – majoritatea dintre ele având între 30 și 50 de ani – sunt potrivite pentru controlul de la distanță.
„Ernst Kramer” a fost modernizată în consecință: procesele analogice au fost înlocuite pentru a permite pilotului să acceseze de la distanță motorul principal, cârma, elicea de prova, precum și sistemele radio și radarul. În prezent, nava dispune de o varietate de camere, senzori Lidar, antene GNSS de înaltă precizie și tehnologia de comunicații mobile corespunzătoare pentru o transmisie rapidă, sigură și redundantă a volumelor mari de date. Toate acestea servesc la transmiterea datelor de navigație și control de la bord. Acestea includ nu numai datele de funcționare ale motoarelor și ale sistemelor de manevrare, ci și cele ale celor două sisteme radar și ale afișajului hărților nautice electronice, inclusiv datele generate de sistemul de comunicații de navigație AIS. Aceste date sunt procesate și afișate în timp real pe display-ul de contrul de la distanță.
Pentru a asigura o navigație sigură, controlată de la distanță, sunt utilizate sisteme de asistență similare cu ale automibilelor de ultimă generație sunt dezvoltate sisteme noi de asistență brevetate, iar cele existente sunt îmbunătățite. Unul dintre acestea este ArgoTrackPilot de la Argonics GmbH. Această companie din Stuttgart-Vaihingen este un lider de piață „made in Germany” în domeniul pilotării automate pe șine. Cu ArgoTrackPilot, care este deja încorporat într-un număr de nave fluviale, aceste nave navighează permanent, urmând o rută prestabilită.
Navigația interioară controlată de la distanță ca tehnologie a viitorului
„Dezvoltarea sistemelor de automatizare în navigația interioară este atât de avansată în prezent, încât căpitanul este sprijinit de un sistem de track-piloting atunci când navighează pe râuri sau canale și, prin urmare, îndeplinește o sarcină pur de supraveghere cel puțin o parte din timp și trebuie să intervină doar în situații mai complexe. Controlul de la distanță al navelor de navigație interioară este, prin urmare, considerat o tehnologie viitoare esențială în această industrie pentru a contracara deficitul de forță de muncă calificată”, spune Dr. Frédéric Kracht, care este șeful departamentului pentru conducere autonomă din cadrul DST. El se așteaptă deja la un salt cuantic în următorii câțiva ani, aducând mult dinamism.
În prezent, experții estimează că navigația interioară germană are deja un deficit de aproximativ 1 500 de comandanți. O bună treime dintre comandanți au peste 55 de ani. În total, 8% din serviciile de transport de mărfuri sunt prestate de nave de navigație interioară. Un alt motiv pentru care FernBin a fost finanțat de Ministerul Federal al Afacerilor Economice și Acțiunilor pentru Climă cu un total de 6 milioane EUR. În total, opt parteneri sunt implicați în proiectul condus de DST, inclusiv Universitatea Duisburg-Essen, cu catedrele sale de inginerie marină, mecatronică și dinamică și control, Institutul de control automat de la RWTH Aachen, Institutul federal german de inginerie și cercetare a căilor navigabile, precum și companiile Argonics, Ingenieurbüro Kauppert, IN – Innovative Navigation, Argonav și compania de transport maritim Rhenus în calitate de partener asociat, punând la dispoziție nava fluvială „Ernst Kramer”.
Cu toate acestea, saltul calitativ la care se referă Kracht necesită modificări de reglementare. Spre deosebire de Belgia, unde trei nave de marfă fără echipaj operează deja în hinterlandul Oostende, iar alte nave sunt operate cu echipaje reduse între Liège și Anvers, autoritățile germane încă se luptă cu aprobările. În prezent, perioada de depunere a cererilor este deschisă pentru alte porțiuni ale sistemului de canale din nord-vestul Germaniei, ale canalului Mittelland și pentru alte secțiuni ale Rinului.
ELLA – nava de cercetare care navighează autonom
ELLA ilustrează cum ar putea arăta viitorul: nava de cercetare DST este considerată un proiect de pionierat pentru manevrarea complet automată pe căile navigabile interioare. În stadiul final de dezvoltare, obiectivul sistemului pilot al navei este de a fi capabil să ajungă independent și în siguranță la o destinație prestabilită. Această ambarcațiune inovatoare a fost dezvoltată și construită de DST ca parte a unui proiect de cercetare cofinanțat de Ministerul Federal pentru Digital și Transporturi. Model la scara 1:6, nava de marfă cu propulsie electrică este o reconstrucție a unei nave de marfă – 15 metri lungime, 1,6 metri lățime și 6,5 tone.
ELLA este echipat cu propulsoare de prova și pupa, șase senzori cu ultrasunete, două camere 3D, transmisie prin satelit GNSS plus conectori 4 și 5G, precum și o legătură AIS și un sistem de asistență pentru „menținerea benzii de circulație”.
De la botezul său din 3 martie 2023, ELLA a fost alimentat cu date. Pas cu pas, ELLA învață să planifice și să execute manevrele necesare cu ajutorul inteligenței artificiale, al comportamentului piloților umani și al propriilor teste.
Etapa centrală reprezintă o provocare specială pentru navele autonome: executarea de manevre complexe în spații înguste, cum ar fi manevrele portuare și cele legate de ecluze/blocaje.
Spre deosebire de navigarea pe canale sau râuri, acestea nu pot fi descrise în specificații de planificare liniară.
Începută în decembrie 2024, faza de testare pentru manevrele inițiale de ancorare și debarcare pe canalul Vincke a produs rezultate promițătoare, deși Frédéric Kracht și echipa sa știu că mai este mult până la operațiunile regulate. Dar el nu are nicio îndoială:
„La sfârșitul evoluțiilor planificate în cadrul proiectului ELLA, vom fi făcut un pas înainte pe calea noastră către o navigație interioară complet autonomă”.
El este încântat că ELLA va ajunge la Düsseldorf:
„Schimbul de informații cu colegii care se ocupă de sistemele autonome – fie pe apă, pe pistă, pe șosea sau în aer – este de mare importanță pentru noi.”
Tehnologii autonome la XPONENTIAL Europe
Acesta este exact obiectivul XPONENTIAL Europe, spune Malte Seifert, director pentru metale și tehnologii autonome la Messe Düsseldorf:
„Tehnologia și conectarea proiectelor diferitelor moduri de transport – despre asta este vorba. ELLA este un proiect emblematic în inima unei regiuni care se transformă într-un centru de cercetare și dezvoltare pentru sistemele fără echipaj. Acest lucru arată, de asemenea, că Düsseldorf este locul potrivit pentru un târg cu aspirații internaționale.”
Comentați?