Demonstratoren
Ein wichtiges Bindeglied zwischen der Forschung und der erfolgreichen Implementierung neuer Technologien in den Markt ist die Erprobung und Umsetzung ausgearbeiteter Lösungen unter anwendungsnahen Bedingungen. Hierzu werden sowohl Schiffe, als auch reale und digitale Testfelder als Plattformen zum Testen und Demonstrieren neuer, zukunftsorientierter Technologien benötigt. Sie ermöglichen eine schnellere und effizientere Entwicklung, erleichtern die Abstimmung zwischen verschiedenen Akteuren und steigern die Akzeptanz neuer Technologien.
Die nachfolgende Übersicht umfasst die wichtigsten aktuellen Demonstratoren und Testfelder für die Binnenschifffahrt in Deutschland. Sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, wird jedoch in unregelmäßigen Abständen aktualisiert.
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NOVA
Forschungsschiff für die Entwicklung hochautomatisierter und emissionsfreier Schiffssysteme
Versuchsträger zur Entwicklung und Erprobung des automatisierten Fahrens, emissionsfreier Antriebe und smarter Schiffssysteme unter realen Bedingungen.
Laufzeit 12/2021–11/2024 Koordination Universität Duisburg-Essen, Institut für Nachhaltige und Autonome Maritime Systeme (INAM) Themenfelder Automatisierung, Antriebssysteme & Kraftstoffe, Innovative Schiffskonzepte Partner DST - Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V., Universität Duisburg-Essen, Lehrstuhl für Mechatronik (IMECH) Demonstratortyp Projektbezogener Demonstrator Nutzungskonzept Reiner Forschungsbetrieb (keine gewerbliche Nutzung) Förderprogramm Ministerium für Verkehr des Landes NRW Förderkennzeichen 03BIN0003 Status in Betrieb Aktuelle Herausforderungen wie Fachkräftemangel, Klimawandel und Energiewende erhöhen den Bedarf an innovativen technischen Lösungen. Insbesondere automatisiertes und perspektivisch autonomes Fahren sowie emissionsfreie Antriebssysteme gelten als Schlüsseltechnologien für die zukünftige Entwicklung der Binnenschifffahrt. Vor diesem Hintergrund wurde mit dem Forschungsschiff NOVA ein flexibler Versuchsträger zur Entwicklung und Erprobung automatisierter Fahrfunktionen, emissionsfreier Antriebe und intelligenter Schiffssysteme konzipiert und realisiert.
Das Forschungsschiff NOVA verfolgt insbesondere folgende Ziele:
die Entwicklung und Erprobung fortschrittlicher Automatisierungslösungen, die einen teilautomatisierten Schiffsbetrieb ermöglichen,
die Gestaltung intelligenter Assistenzsysteme, die den Schiffsbetrieb vereinfachen und effizienter machen, sowie
die Untersuchung und Weiterentwicklung emissionsfreier Antriebskonzepte für die Binnenschifffahrt.
Technisch ist die NOVA als modernes, vollelektrisch angetriebenes Schiff ausgelegt. Ein integriertes Energiemanagementsystem versorgt nicht nur den Antrieb, sondern auch Beleuchtung, Steuerung und weitere Bordsysteme vollständig elektrisch. Dadurch lassen sich Energieverbräuche, Lastverteilungen und unterschiedliche Betriebsstrategien detailliert analysieren. Aspekte wie Reichweite, Ladevorgänge und die Ausfallsicherheit der Energieversorgung spielen dabei eine zentrale Rolle.
Für die Erforschung automatisierter Fahrfunktionen ist die NOVA mit einer umfangreichen Sensorik sowie leistungsfähigen Kommunikations- und Steuerungssystemen ausgestattet. Während der Fahrt können Daten zur Navigation, zur Hinderniserkennung und zur optimalen Spurführung gesammelt werden. Neue Automatisierungs- und Assistenzsysteme lassen sich so unter praxisnahen Bedingungen testen und bewerten.
Als Forschungsschiff bietet die NOVA besondere Vorteile: Sie steht im Gegensatz zu kommerziell genutzten Schiffen durchgehend für wissenschaftliche Untersuchungen zur Verfügung und ermöglicht dadurch kurze Entwicklungszyklen. Ihr modularer Aufbau erlaubt es zudem, neue Technologien – etwa alternative Energiespeicher oder Antriebskonzepte – flexibel zu integrieren. Die NOVA bildet damit eine wichtige Brücke zwischen Laborversuchen und Simulationen auf der einen und dem realen Betrieb auf der anderen Seite und setzt neue Maßstäbe in Bezug auf eine nachhaltige Binnenschifffahrt.
Im Mai 2025 wurde das Schiff in einer feierlichen Zeremonie getauft und in Betrieb genommen.
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A-SWARM
Autonome elektrische Schifffahrt auf Wasserstraßen in Metropolregionen
Erforschung und Entwicklung von Technologien, die einen autonomen Betrieb von elektrisch angetriebenen Wasserfahrzeugen auf Binnenwasserstraßen in Metropolregionen ermöglichen. Die Anforderungen betreffen neben der Logistik sowohl die Echtzeit-Trajektorienplanung auf Flüssen, Kanälen und Schleusen als auch das möglichst präzise Abfahren dieser Trajektorie unter Berücksichtigung von Strömungen, Untiefen, Wind und Begegnungsverkehr.
Laufzeit 09/2019–08/2022 Koordination Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH Themenfelder Automatisierung, Innovative Schiffskonzepte, Transportlogistik & Umschlagskonzepte Partner BEHALA - Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbH; Infineon Technologies AG; Veinland GmbH; Technische Universität Berlin; Universität Rostock Demonstratortyp Projektbezogener Demonstrator Nutzungskonzept Reiner Forschungsbetrieb (keine gewerbliche Nutzung) Förderprogramm BMWE / Maritimes Forschungsprogramm Förderkennzeichen 03SX485 Status abgeschlossen A-SWARM betrachtet sowohl die technologischen Anforderungen an das Wasserfahrzeug selbst, aber auch ob und welche technologischen Anforderungen an die Infrastruktur hinsichtlich Kommunikation und Positionierung bestehen. Dies betrifft insbesondere die Frage, ob es möglich ist, das Fahrzeug selbst mit ausreichender Sensorik zu bestücken, so dass es, abgesehen von einer Satellitenpositionierung, ohne weitere landgestützte Hilfsmittel sicher navigieren kann oder ob es notwendig ist, für einen sicheren autonomen Betrieb zusätzliche Infrastruktur an der Wasserstraße zu installieren. Im Weiteren geht es um die Frage, ob die Ausstattung des Fahrzeuges mit State-of-the Art-Sensoren eine hinreichend genaue Beschreibung des Umfeldes ermöglicht oder ob es zwingend notwendig ist, externe Informationen z.B. über andere Verkehrsteilnehmer im Sinne einer Verkehrslenkung durch eine Leitwarte an das Fahrzeug zu spielen, um eigene Entscheidungen durch ein KI-System an Bord treffen zu können. Ein weiterer Aspekt ist die Optimierung der Technologie hinsichtlich der Zielgrößen der möglichst genauen Positionierung und des möglichst geringen Einsatzes von infrastrukturellen Mitteln, um perspektivisch weder Verkehrssicherheit noch Marktfähigkeit zu gefährden.
Die technische Machbarkeit wird durch einen Demonstrator in Form von zwei Versuchsträgern nachgewiesen, die während des Projektes die Zusammenführung der genutzten Technologien erproben.
