Entwicklung autonomer elektrischer Schifffahrt für die Citylogistik
Kay Domke, Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH, Potsdam
Der zunehmende Bedarf an nachhaltigen und effizienten Transportlösungen für urbane Räume stellt Städte vor große Herausforderungen. Straßen und Schienen sind vielerorts bereits überlastet, während Wasserstraßen als alternative Verkehrswege bislang kaum in den innerstädtischen Gütertransport integriert wurden. Die Forschungsprojekte A-SWARM, DigitalSOW und das aktuell gestartete A-SWARM II adressieren dieses Problem, indem autonome, elektrisch betriebene, modulare Wasserfahrzeuge entwickelt werden, durch die eine nachhaltige, emissionsfreie Citylogistik möglich ist. Der Vortrag gibt einen Überblick über die Projektinhalte zur Erfüllung dieses Ziels.
Im Rahmen des ersten Projekts A-SWARM wurden mit den Partnern BEHALA, Infineon, Veinland sowie der TU Berlin und der Universität Rostock die technologischen Grundlagen für eine autonome Binnenschifffahrt gelegt. Ziel war es, ein System kleiner, elektrisch angetriebener Transporteinheiten zu entwickeln, die sich zu flexiblen Koppelverbänden zusammenschließen lassen. Diese Einheiten sollten eine nachhaltige und platzsparende Alternative zu herkömmlichen Binnenschiffen bieten, die für moderne Logistikanforderungen oft zu groß und unflexibel sind. In dem Forschungsthema wurden zwei rein elektrisch betriebene Demonstratoren gebaut und im Berliner Westhafen erprobt. Im Rahmen mehrerer Demonstrationen wurde nachgewiesen, dass die Fahrzeuge sicher navigieren, Hindernissen autonom ausweichen und sich präzise zu Verbänden zusammenschließen. Eine wesentliche Erkenntnis war, dass solch ein modulares System eine praxistaugliche Lösung für den Warentransport auf urbanen Wasserwegen darstellt.
Parallel zu A-SWARM wurde das Projekt DigitalSOW mit den Partnern VBW, DLR, Alberding sowie der TU Berlin und der Universität Rostock durchgeführt, in dem eine digitale Testumgebung für automatisierte und vernetzte Wasserfahrzeuge aufgebaut wurde. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung einer zentralen Leit- und Verkehrssteuerzentrale, die die autonomen Einheiten effizient koordiniert. Zudem wurden alternative Kommunikationssysteme wie das VDES-Funksystem erprobt, um eine zuverlässige Verbindung zwischen den Fahrzeugen und der Infrastruktur sicherzustellen. Ein weiterer wichtiger Forschungsaspekt war die GNSS-unabhängige Positionierung, die eine genauere und wetterunabhängige Navigation ermöglicht. DigitalSOW schuf damit die infrastrukturellen Voraussetzungen für die Integration autonomer Wasserfahrzeuge in bestehende Transportnetzwerke. Darüber hinaus wurde ein Forschungsträger namens Boris Kluge modular als Bug- und Hecksektion gefertigt und steht ab sofort zu Forschungszwecken zur freien Verfügung. Auch die Demonstratoren aus A-SWARM können eingekoppelt werden und komplettieren damit das angedachte Schwarmkonzept.
Das im Jahr 2024 gestartete Projekt A-SWARM II baut auf den Erkenntnissen der beiden Vorgängerprojekte auf und verfolgt das Ziel, die Technologie zur Marktreife zu bringen. Während in den vorherigen Projekten die technische Machbarkeit bewiesen wurde, liegt der
Fokus nun auf der praktischen Umsetzung im realen Güterverkehr. In enger Zusammenarbeit mit den Partnern DHL, BEHALA, Veinland sowie der TU Berlin und der Universität Rostock wird in A-SWARM II erstmals der reale Einsatz autonomer Wasserfahrzeuge demonstriert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei ebenfalls auf dem autonomen Ladungsumschlag in Metropolregionen zur Be- und Entladung der Demonstratoren. Zudem sollen neue Algorithmen die Energieeffizienz des gesamten Schwarms verbessern, indem sie den Kraftaufwand für Steuer- und Manövrierbewegungen optimieren. Eine weitere Herausforderung stellt die Online- Identifikation von Bewegungsparametern dar, die es ermöglichen soll, das Fahrverhalten der Schiffe in Echtzeit an die Beladungszustände und Umweltbedingungen anzupassen.
