MERMAID

Das DLR entwickelt im Projekt MERMAID (MaritimE Routing Maps based on AIS Data) ein Verfahren zur automatisierten Berechnung von plausiblen Schiffsrouten. Diese sollen unter anderem eine verbesserte Ankunftszeitprognose ermöglichen, um Logistikprozesse rund um den Seetransport zu optimieren.

In weltweiten Lieferketten spielen die Übergänge zwischen Seeverkehr und Landverkehr eine wichtige Rolle, da der Seeverkehr im globalen Maßstab einen erheblichen Teil der weltweiten Warentransportleistung erbringt. Zuverlässige Angaben über die erwartete Ankunft eines Schiffes am Zielhafen sind von erheblicher Bedeutung für einen reibungslosen Übergang. Während die Schiffsführung und deren Reedereien meist ausführlich über die Reiseplanung informiert sind, ist dies für die Versender und Spediteure der Waren nicht der Fall. Bei Änderungen der Ankunft werden diese oft erst kurzfristig informiert. Dies führt zu unnötigen Stand- und Wartezeiten und verhindert eine effiziente „Just-in-time“ Planung.

Für eine verlässliche Prognose der Ankunftszeit sind einerseits detaillierte Schiffsdaten (Zielhafen, Reisegeschwindigkeit, Kurs, aktuelle Position, Wetter, Tiefgang, Tidenzeiten etc.) und andererseits eine Prognose der geplanten Schiffsroute und der dafür benötigten Reisezeit notwendig. Die Daten der Schiffe existieren u.a. in Form von AIS-Daten (Automatisches Identifikationssystem), wenn auch nicht in der für die obige Prognose benötigten Form.

Quelle: DLR Berechnung eines routingfähigen Knoten-Kanten-Modells aus AIS-Daten durch Bündelung und Vereinfachung individueller Schiffstrajektorien zu einem plausiblen Graphen.

Projektziel

Im Projekt MERMAID wird ein Verfahren zum Routing und zum genauen Abschätzen der ETA (Estimated Time of Arrival) von Schiffen entwickelt. Das Ergebnis wird ein Modul sein, welches basierend auf AIS-Daten in der Lage ist ein routingfähiges Kanten-Knoten-Modell des maritimen Verkehrs abzuleiten. Neben der präzisen Ankunftszeitprognose von Schiffen besteht für den Anwender damit der Mehrwert einer präziseren Vorhersage und Visualisierung der Routenverläufe.

Die dafür u.a. benötigten AIS-Daten werden vom Industriepartner JAKOTA Cruise Systems GmbH aus Rostock bereitgestellt. Darauf aufbauend werden Algorithmen implementiert, welche einen routingfähigen Graphen für kommerziell genutzte Seewege erzeugt. Dieser Graph wird mit z.T. dynamischen und statischen Informationen (z.B. Geschwindigkeitsbegrenzungen, eventuell abhängig vom Schiffstyp, Größenbeschränkungen, Tiefgang / Tiefenbeschränkungen, Wetterlage, Tide, Einbahnregelungen) erweitert. Die dynamischen Informationen folgen dem Modell von Reisezeiten im Straßenverkehr: sie hängen von Tag / Tageszeit ab und sind als Prognose zu verstehen, die ein Routingalgorithmus aber berücksichtigt. Basierend auf diesem Graphen können dann für beliebige Schiffe eine wahrscheinlichste Route sowie die ETA bestimmt werden.

Im Projekt MERMAID forschen das DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik und das Institut für Kommunikation und Navigation bis September 2019 im Auftrag des DLR-Technologiemarketings.