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Mobile Erfassung maritimer Wetter- und Tiefeninformationen

„Entwicklung einer AIS-basierten Infrastruktur zur Bereitstellung von lokalen Echtzeit-Wetterdaten und tagesaktuellen Tiefenlinien für die Schifffahrt“

 

Das Ziel des Projektes ist die Schaffung eines infrastrukturellen Systems, um Echtzeit-Wetterdaten von und zu Schiffen per AIS zu empfangen und zu verschicken. Des Weiteren soll das System an Bord auch die Tiefendaten auf einer Route erheben, um diese später verschiedenen Institutionen als Unterstützung zur Verfügung zu stellen.

 

Das Projekt kann grob in zwei zu entwickelnde Komponenten unterteilt werden. Zum einen muss eine Hardware in Form eines kostengünstigen Bord-Servers für das Schiff entwickelt werden. Dieser Bord-Server muss in der Lage sein, mit der NMEA 183/2000 Sensorik und dem AIS Transmitter zu kommunizieren. Weiterhin muss dieser eine Datenbank für die Speicherung der Tiefendaten nutzen und die Daten per WiFi/GSM Schnittstelle an einen Server an Land übermitteln.

 

Die andere zu entwickelnde Komponente ist ein Hochleistungs-Server an Land, der die ankommenden Wetter- und Tiefendaten verarbeiten kann. Der Server muss mit den AIS Basisstationen kommunizieren können, um die aktuellen aufgenommen Wetterdaten an andere Schiffe zu übermitteln. Die Schiffe haben damit einen sehr kostengünstigen aktuellen Wetterbericht-Dienst in Echtzeit und können diesen für die Navigation unterstützend nutzen. Hierzu soll eine prototypische Visualisierungs-Applikation für die Darstellung von Wetterdaten auf See für moderne Smartphones/Tablets entwickelt werden.

 

Das gesamte System könnte mit erfolgreicher Entwicklung und Marktreife auch im internationalen maritimem Markt, sowie für inländische und ausländische Behörden eine Unterstützung für die Seenavigation und Sicherheit bieten.

 

Zusammenfassend lässt sich die Entwicklung im angestrebten Projekt wie folgt definieren:

 

Bord-Server

  • Schnittstellenanbindung an NMEA 183/2000 Schiffs-Sensorik und AIS Transmitter
  • WiFi und GSM Kommunikation
  • Datenbank zur persistenten Speicherung von Tiefendaten
  • Visualisierungs- und Konfigurations-Applikation für Smartphones/Tablets
  • Der Bord-Server soll kostengünstig, effizient und stromsparend sein
  • Server an Land (SVB-Server)
  • Kommunikation mit AIS Basisstationen
  • Verarbeitung von AIS Daten
  • Verarbeitung und Normalisierung von Tiefendaten

 

Beispielhafte AIS Wetterdaten Kommunikation

 

In der Abbildung ist beispielhaft die Infrastruktur dargestellt, wie die Wetterdaten von Schiffen über den SVB-Server an ein anderes Schiff, außerhalb der Kommunikationsreichweite einer bestimmten AIS Basisstation, gelangen sollen. Die UKW Reichweiten entsprechen nicht den tatsächlichen Reichweiten, sie sind nur für die Darstellung verkleinert worden.

 

Die weißen Schiffe stellen eine AIS Datentransfer-Kette dar. Diese Schiffe geben
untereinander die Wetterdaten weiter. Bei Cuxhaven befindet sich eine AIS Basisstation. Das Schiff in Reichweite dieser Station verfügt über die Wetterdaten der beiden anderen Schiffe sowie der eigenen Daten. Alle drei Wetterdaten-Pakete werden an die AIS Basisstation in Cuxhaven übermittelt.

 

Die Basisstation kann nun via TCP diese Daten an den SVB-Server weiterleiten. Der Server gibt die empfangenen Daten an die AIS Basisstation auf Föhr weiter und diese wiederum per AIS an das rote Schiff. Somit kann das rote Schiff die Echtzeit-Wetterdaten der anderen Schiffe visualisieren und diese Informationen für die Navigation nutzen.