Nicole Langrock und Nils Braunroth vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr haben vergangene Woche die Wavelab besucht und sich dabei über den aktuellen Stand der autonomen Schifffahrt in Kiel informiert. Mit dabei waren auch Detlef Wittmüß und Jörg Brockmann von der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes. Anschließend ging es mit Vertreter*innen der CAPTN Initiative in das Kontrollzentrum der Wavelab zum Förde 5G-Partner Anschütz GmbH. 
Das Kontrollzentrum wurde im Rahmen von Förde 5G ausgebaut und ermöglicht die Fernsteuerung der Wavelab. Dies ist vor dem Hintergrund der Kieler Förde als viel befahrene Wasserstraße ein wichtiger Baustein, um die großen Datenmengen schnell zu verarbeiten und gegebenenfalls aus der Ferne eingreifen zu können. 

Foto: CAPTN Initiative

Am 31. Januar 2024 hatten Förde 5G und der European Digital Innovation Hub Schleswig-Holstein ins Wissenschaftszentrum Kiel eingeladen. Akteure aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung kamen zusammen, um sich über den aktuellen Stand der Forschung im Bereich maritimer 5G-Anwendungen zu informieren. Prof. Dr. Olaf Landsiedel und Prof. Dr. Martina Gerken (beide Christian-Albrechts-Universität zu Kiel) gaben Einblicke in ihre Forschungsarbeiten. Daraus ergab sich eine vertiefende Diskussion mit dem Publikum. Über smarte 5G-Anwendungen von morgen und die Herausforderungen für den Segelsport berichteten Dirk Ebrecht (Vodafone GmbH) und Oliver Freiheit (Deutscher Segler-Verband). Der letzte Teil der Veranstaltung war reserviert für ein Workshopformat, in dem alle gemeinsam neue Anwendungen in den Bereichen Mobilität, Wassersport, Produktion und Artenschutz identifizierten und diskutierten. Durch die Veranstaltung führte Henrik Welp vom European Digital Innovation Hub Schleswig-Holstein.

Am 31. Januar 2024 findet im Wissenschaftszentrum Kiel die Veranstaltung „Kurs setzen: 5G für die maritime Wirtschaft SH“ statt. Von 14 – 18 Uhr erhalten die Teilnehmenden spannende Einblicke in lokale Innovationen im Bereich der maritimen 5G-Technologie. Dabei werden nicht nur aktuelle Pilotprojekte auf und an der Kieler Förde vorgestellt, auch die Weiterentwicklung neuer und bestehender Anwendungen wird im Rahmen von Workshops mit den Teilnehmenden erarbeitet. Spannende Vorträge zu Best Practise Anwendungsfeldern runden das Programm ab.
Die Anmeldung ist noch bis zum 26. Januar 2024 möglich.

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Im Rahmen der Abschlussveranstaltung des Projekts „SynergieRegion – Ausschöpfen von Transferpotenzialen vernetzter Produktionstechnologien für Smart-City-5G-Anwendungen“ bekam Henrik Welp vom Wissenschaftszentrum Kiel am 29. und 30. November die Möglichkeit, die CAPTN Initiative und Förde 5G vor weiteren Projekten des 5G-Innovationsprogramms vorzustellen. Besonders begeistert haben ihn die vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten der 5G-Technologie, die auf der Veranstaltung vorgestellt
wurden – von Naturschutz über Public-Transport bis hin zur Landwirtschaft. „Die Vernetzung von verschiedensten Projekten deutschlandweit ist wichtig, um die Zusammenarbeit aktiv voran zu bringen – nur so können die Herausforderungen beim Einsatz der 5G-Technologie gemeistert werden.“, so Henrik Welp. Für die Zukunft von Förde 5G brachte die Veranstaltung einige Ideen für weitere Anwendungsbereiche, um die das Projekt zukünftig erweitert werden könnte.

Foto: Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH

Professor Olaf Landsiedel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel) war zu Gast bei einem Podcast des „Informationszentrum Mobilfunk“. Im „MobilfunkTalk“ spricht er mit Hannes Rügheimer über die Herausforderungen der autonomen Schifffahrt und welche Beiträge Förde 5G leistet, um diese zu überwinden. Landsiedel macht deutlich, dass die 5G-Technologie eine zentrale Basis für die Kommunikation zwischen dem Schiff und dem Kontrollzentrum ist. Große Datenmengen müssen möglichst schnell übertragen und verarbeitet werden, was durch die niedrige Latenz und die hohe Bandbreite der 5G-Technologie ermöglicht werde. Welche Rolle Künstliche Intelligenz dabei spielt und wann eine zumindest teilautonome Fähre über die Kieler Förde fahren könnte, gibt es im Podcast auf allen gängigen Plattformen zu hören.
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Am 20. September war Daniel Sommerstedt von der Anschütz GmbH im Rahmen von Förde 5G zu Besuch beim Kurs „Shipping 4.0“. Die von Remko Fehr (Lotsenbrüderschaft NOK II/Kiel/Lübeck/Flensburg) organisierte Veranstaltung bietet Lotsen aus Nord- und Ostsee zwei Tage lang die Möglichkeit, sich mit den Zukunftsthemen der maritimen Branche zu beschäftigen. In einem zweistündigen Vortrag berichtete Daniel Sommerstedt aus den CAPTN-Projekten Förde 5G und Förde Areal. Die Teilnehmenden konnten dabei die spannenden Ergebnisse der Forschungsprojekte kennenlernen und tiefer in das Gebiet der autonomen Navigation eintauchen. Im Detail ging es dabei um die Forschungsarbeiten am Versuchsträger MS Wavelab, den Kontrollraum sowie die Kommunikation mittels 5G-Technologie. Dabei sind auch die Ergebnisse der weiteren Projektpartner Addix, CAU und FH Kiel vorgestellt worden.
Die Veranstaltung war eine wertvolle Möglichkeit, um die Anwendersicht besser kennenzulernen und von den vielfältigen Erfahrungen der Lotsen zu profitieren.

Am 19. September 2023 stand für die Förde 5G-Partner nicht nur die jährliche CAPTN Statustagung auf dem Plan. Am Vormittag der Statustagung trafen sich die Vertreter*innen sowohl der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel als auch der Unternehmen, um sich gemeinsam zu Ideen und Vorschlägen bezüglich eines Experimentenplans für die Wavelab auszutauschen. Im Februar 2023 wurde der autonome Versuchsträger in Kiel zu Wasser gelassen. Zwei Stunden ging es in den Räumen der CAU darum, zur Beantwortung welcher Fragestellungen rund um die 5G-Technologie man in den nächsten 12 Monaten den Versuchsträger nutzen möchte. Bereits im Vorfeld entwickelten die Partner dazu Vorschläge für die Experimente, die dann in der Sitzung vorgestellt und diskutiert wurden.

Am 12. September 2023 bekam Förde 5G die tolle Möglichkeit, das Projekt vor Innovationsmanagern der Industrie- und Handelskammern aus ganz Deutschland vorzustellen. Das Wissenschaftszentrum Kiel verfolgt im Rahmen von Förde 5G das Ziel, neue maritime 5G-Anwendungspotenziale zu identifizieren. Der Austausch mit den knapp 50 Vertreter*innen der Handelskammern war hierfür eine interessante Möglichkeit. Nach einleitenden Vorträgen von Daniel Laufs (Wissenschaftszentrum Kiel), Prof. Dr. Dirk Nowotka (CAU Kiel) und Daniel Sommerstedt (Anschütz) ging es in die Diskussion. Thematisiert wurden sowohl die bisherigen Projektergebnisse als auch die mit neuen Anwendungsfeldern verbundenen Herausforderungen. Der kritische Austausch mit Multiplikatoren dieser Art leistet einen wichtigen Beitrag für das Förde 5G-Projekt.

Wir freuen uns über das deutschlandweite Interesse an der Thematik und dem Förde 5G-Projekt und bedanken uns für den wertvollen Austausch!

Am 1. August 2023 haben die Partner der Projekte CAPTN Förde 5G und CAPTN Förde Areal einen Meilenstein erreicht: Die MS Wavelab wurde erfolgreich aus dem Kontrollzentrum in den Räumlichkeiten von Anschütz in der Wik heraus gesteuert und überwacht. Die Erprobungsfahrten fanden im Hafen des Marinearsenals in der Kieler Förde und in der Strander Bucht statt. Sowohl die Navigation via ECDIS/Radar als auch die Steuerung der Podantriebe und die Übertragung der Videostreams verliefen reibungslos und zuverlässig. Nach und nach werden weitere Systeme zugeschaltet und erprobt.

Im Rahmen von Förde 5G untersucht das Team der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) unter anderem, wie LiDAR-Sensoren in Kombination mit Tageslicht- und Wärmebildkameras sowie Radar eingesetzt werden können, um ein detailliertes Bild der Schiffsumgebung zu erstellen und dabei auch den Mobilfunkstandard 5G zu nutzen. Verschiedene Parameter wie der Erfassungswinkel, die Winkelauflösung, die Scanfrequenz und die Reichweite sind wichtige Aspekte bei der Auswahl von Sensoren zur Objekterkennung. Welche Bedeutung diese Parameter genau haben und wie sie sich auf die Objekterkennung auswirken, hat der Projektpartner Julius Schmalz (CAU) in verschiedenen Szenarien auf dem virtuellen Testfeld untersucht, das von den Projektpartnern HHVISION und AVL Deutschland bei Förde 5G entwickelt wurde.

Mit Hilfe von LiDAR-Sensoren können autonom fahrende Schiffe ihre Umgebung dreidimensional wahrnehmen und Hindernisse wie andere Schiffe auf dem Wasser, Bojen oder Küstenlinien erkennen und darauf reagieren. Durch die genaue Erfassung von Entfernungen und Bewegungen können LiDAR-Sensoren auch helfen, Kollisionen zu vermeiden und die Sicherheit von Schiff und Passagieren zu gewährleisten.

Mit Hilfe des virtuellen Testfeldes können verschiedene Szenarien vorab simuliert und das Verhalten der verschiedenen Sensoren auf die Umgebung bereits im Vorfeld untersucht werden. So kann die Schiffsumgebung einschließlich der Wetterbedingungen sowie das Verhalten und die Interaktionen anderer Verkehrsteilnehmer auf dem Wasser nachgebildet werden. Auf diese Weise können die Projektpartner die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Sensoren virtuell testen.
Die vertikale Auflösung der LiDAR-Sensoren ist ein besonders wichtiger Parameter für die Erkennung kleiner Objekte wie Ruderboote oder Schwimmer. In der Abbildung sind vier Reihen mit jeweils einer Fähre und einem Schlauchboot in unterschiedlichen Abständen zum LiDAR-Sensor angeordnet. Dieser Versuchsaufbau ermöglicht eine anschauliche Beurteilung der unterschiedlichen vertikalen Auflösungen und erleichtert die Auswahl geeigneter Sensoren.

„LiDAR-Sensoren spielen in der autonomen Schifffahrt eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, den Abstand zu anderen Schiffen oder Personen im Wasser zu bestimmen, um sicher zu navigieren und Kollisionen zu vermeiden. Die Interpretation von LiDAR-Punktwolken ist nicht trivial, weshalb eine Sensorfusion mit Radar-, RGB- und Infrarotkameras notwendig ist. Eine hohe Auflösung ist dabei unerlässlich, ebenso wie eine hohe Abtastfrequenz für die Sensorik in Fahrtrichtung. Für die Seiten, wo das Schiff anlegt, ist dagegen eine niedrige Abtastfrequenz erforderlich“, erklärt Projektpartner Julius Schmalz.

Am 22.05.2023 fand der 25. Kieler Marktplatz im Wissenschaftszentrum Kiel statt. Thema der Veranstaltung: „Maritime Kritische Infrastrukturen“.

Welche technischen Lösungen der Gefahrenerkennung gibt es? Wie lassen sich Veränderungen in Bewegungsmustern überwachen? Förde 5G-Partner Ghassan Al-Falouji ging in seinem Vortrag auf diese Fragen ein. Die schnelle Übertragung großer Datenmengen ermöglicht eine effiziente Erfassung und Analyse von Bewegungsmustern, wodurch Abweichungen und potenzielle Bedrohungen schnell erkannt werden können. Darüber hinaus würde die Einführung von autonomen Schiffen von einer zuverlässigen und leistungsstarken Kommunikationsinfrastruktur profitieren, um sicherzustellen, dass diese Schiffe effektiv gesteuert und überwacht werden können.

Der Kieler Marktplatz ist eine gemeinsame Veranstaltung des Future Ocean Netzwerkes, des Maritimen Clusters Norddeutschland (Geschäftsstelle Schleswig-Holstein) und des Wissenschaftszentrums Kiel (WiZe) und wird federführend organisiert vom Center for Ocean and Society (CeOS), der KMS-Plattform für transdisziplinäre Meeresforschung.

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Am 28.03. und 30.03.2023 haben die Projektpartner*innen zwei Workshops organisiert, um über den aktuellen Status und die Fortschritte bei Förde 5G zu sprechen. Ein wichtiges Thema war dabei das HAS-Positioning (High-Accuracy-System Positioning), das sowohl für die Hafenlogistik als auch für den Ausbau des Kontrollzentrums im Projekt eine wichtige Rolle spielt. Hierbei handelt es sich um eine Technologie, die eine genaue Positionsbestimmung von autonom fahrenden Schiffen in Echtzeit ermöglicht. Diese Informationen können vom Kontrollzentrum empfangen und verwendet werden, um das Schiff zu überwachen und zu steuern. Dies gewährleistet eine zuverlässige Navigation und trägt dazu bei, Kollisionen zu vermeiden. Die Workshops wurden von den Projektpartner*innen außerdem dazu genutzt, um sich über verschiedene Lösungsansätze und Ideen in den unterschiedlichen Teilprojekten auszutauschen und die nächsten Schritte zu planen.

Am 2. März fand ein Partnertreffen bei Förde 5G statt. In dem Online-Meeting tauschten sich die Partner über den Fortschritt im Projekt aus, diskutierten über Schnittstellen zwischen den einzelnen Teilprojekten und planten gemeinsam die nächsten Schritte. Ein zentrales Thema war der Demonstrator für das Kontrollzentrum, den die Partner von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, ADDIX und Raytheon Anschütz gemeinsam entwickeln. Mittlerweile wurde eine erste Datenleitung gelegt und ein Autopilot in den Demonstrator integriert. Das Projektteam hat Track Control Szenarien programmiert, um das Abfahren einer Route zu testen. In einer Simulation wurden außerdem Radar- und AIS-Ziele in der Kieler Förde erstellt, einschließlich Fahrwassertonnen und Landkonturen. Um das System zu testen, wurde ein Beispieldatensatz erstellt. Im nächsten Schritt soll das Kontrollzentrum ausgebaut werden, unter anderem mit einem 65-Zoll-Monitor, einem Rechner Rack und der Integration von Kameras.

Am 20.01. haben sich die Förde 5G-Partner zu einem Workshop mit dem Deutschen Segler-Verband getroffen. Im Vordergrund des Treffens stand die Frage, welche digitalen Technologien im Segelsport bereits genutzt werden und wie diese durch die Potenziale des 5G-Mobilfunkstandards weiterentwickelt werden können.

Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der geringen Latenzzeiten ermöglicht eine 5G-basierte Datenübertragung, dass Positions- und Sensordaten sowie Kamerabilder in Echtzeit übermittelt werden können. Im Segelsport kann das insbesondere für die Steuerung von Schiffsbewegungen und die Überwachung von Wetterbedingungen von großer Bedeutung sein. Durch eine 5G-basierte Datenübertragung kann sowohl das Live-Coaching als auch die Leistungsanalyse und somit das Training von Seglerinnen und Seglern auf der Kieler Förde optimiert werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist auch das Livestreaming bei Sportveranstaltungen, bei dem die Zuschauer durch die 5G-Brandbreite eine verzögerungsfreie Übertragung und somit einen Echtzeit-Livestream erleben können.
„Im Projekt Förde 5G betrachten wir unterschiedliche Anwendungsfelder für 5G sowohl in der Hafenlogistik als auch im Segelsport. Der Austausch mit dem Deutschen Segler-Verband erlaubt es uns, Anforderungen und Herausforderungen beim Einsatz von 5G im Segelsport zu erkennen und gemeinsam an Lösungen zu arbeiten. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit und den Erfahrungsaustausch“, so Projektpartner Daniel Laufs vom Wissenschaftszentrum Kiel GmbH.

Am 7. November haben sich die Partner des Teilprojektes „5G-Kontrollzentrum – Überwachung autonomer Manöver“ zu einem internen Workshop getroffen. Hierbei standen die Themen Datensätze und 5G-Netze im Fokus. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer diskutierten unter anderem die Frage, wie eine sichere und zuverlässige Datenübertragung zwischen dem Kontrollzentrum und einem autonom fahrenden Schiff gewährleistet werden kann. „Wir haben diese Arbeitstreffen früher online gemacht. Ich bin froh, dass wir nun zu einem Workshop-Format übergegangen sind. Vor allem für die Doktorandinnen und Doktoranden war es schön, sich untereinander auszutauschen. Auch die Pausen haben wir für One-on-One-Gespräche genutzt“, sagt Olaf Landsiedel vom Projektpartner CAU. Im nächsten Schritt wollen sich die Partner mit Förde Areal über die Schnittstellen zwischen Kontrollzentrum und dem autonom fahrenden Schiff abstimmen. Förde Areal ist ein weiteres Projekt der CAPTN-Initiative, das die notwendige Infrastruktur für eine praxisnahe Erprobung des autonomen Schiffsverkehrs auf der Kieler Förde entwickelt und mit dem die Projektpartner von Förde 5G eng zusammenarbeiten.

Auf der AVL German Simulation Conference 2022 drehte sich alles um die Themen Virtualisierung und Simulation. Mit dabei waren auch Förde 5G-Partner Florian Klein von HHVISION und Christian Schyr von AVL Deutschland GmbH. Gemeinsam präsentierten sie den aktuellen Entwicklungsstand des virtuellen Testfelds. Damit wollen die Partner bei Förde 5G eine interaktive Simulationsumgebung der Kieler Förde schaffen, in der das Potenzial von 5G in unterschiedlichen Testszenarien erprobt werden kann.
HHVISION gestaltet dabei detaillierte virtuelle Modelle der baulichen Infrastruktur sowie der maritimen Verkehrsteilnehmer, um diese in das digitale Modell der Kieler Förde zu integrieren. AVL Deutschland GmbH ist hierbei für die messtechnische Validierung der Simulation verantwortlich.

Klicken Sie hier für ein Schaubild der Architektur der 5G-Simulation

Was ist eigentlich Sensorik und wo wird sie genutzt? Auf dem Science Day 2022 lud Dr. Martina Gerken von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel die Besucher*innen dazu ein, diese Fragen gemeinsam durch Mitmachexperimente näher zu beleuchten. Mit einer Posterpräsentation hat sie außerdem das Projekt Förde 5G vorgestellt. Denn um Sensorik geht es auch hier: Mit Hilfe von Kameras sowie LIDAR-Sensoren wird das Umfeld von Schiffen erfasst. Im Projekt wird erprobt, wie die Sensordaten an die Schiffssteuersysteme rückgekoppelt werden können und welche Vorteile es bringt, wenn der 5G-Standard dabei genutzt werden kann.

Der Science Day fand am 30.09.2022 an verschiedenen Standorten in Kiel statt. Als Teil des Festivals der Wissenschaft bot sich hier die Möglichkeit, Wissenschaft hautnah zu erleben.

5G-Anwendungen erproben und erforschen – das macht CAPTN Förde 5G in den Bereichen
autonome Personenfähre, Hafenlogistik und Segelsport auf der Kieler Innenförde. Das Projekt ist
Teil der CAPTN-Initiative, die verschiedene transdisziplinäre Projekte vereint. Ziel ist eine integrierte
innerstädtische Mobilitätskette autonomer sauberer Verkehrsträger zu Wasser und zu Land.

Kerstin Mayr (AVL) vom Projektteam hat am 14.06.2022 CAPTN Förde 5G auf der Vernetzungs-
veranstaltung des BMDV in Kaiserslautern einem interessierten Publikum vorgestellt und gezeigt,
wie das Projekt die Potenziale der 5G-Technologien nutzen möchte.

Am 22.03.2022 kamen die Projektpartner von Förde 5G zu ihrem ersten Treffen online zusammen.
Ziel war es, ein besseres Verständnis für die Kompetenzen und Rollen der einzelnen Partner*innen zu
gewinnen und die Aktivitäten innerhalb des Projektes vorzustellen. Außerdem diskutierten die
Projektpartner über den Stand und das weitere Vorgehen in den einzelnen Teilprojekten.

Am 18.11.2021 übergab Bundesverkehrsminister Scheuer die Förderbescheide für die Sieger*innen der
zweiten Runde des bundesweiten 5G-Innovationswettbewerbs. Der Bund unterstützt das CAPTN-
Innovationsprojekt Förde 5G für drei Jahre mit 3,6 Millionen Euro. Die Übergabe an 14 Siegerregionen
fand online statt.

Hier geht’s zur Pressemitteilung der LH Kiel
Klicken Sie hier, um das Video der BMVI-Veranstaltung (Förde 5G ab Minute 57:20) anzuschauen.