Zu einer Smart City gehört auch eine intelligent vernetzte Wirtschaft: der Lübecker Hafen wird weiter digitalisiert, Prozesse werden optimiert, Kommunikation findet in Echtzeit statt. Dies alles wird möglich gemacht durch ein 5G Campus Netz, das auf dem Gelände des Lübecker Hafens aufgebaut wird.
Ein besonderes Projekt, bei dem die Hansestadt Lübeck zusammen mit der Lübeck Port Authority, Partnern aus der Hafenwirtschaft (Baltic Rail Gate, Lübecker Hafen-Gesellschaft und der TT-Line), aus der Wissenschaft (Technische Hochschule und Universität zu Lübeck) sowie der Titus Research und der TraveKom zusammenarbeiten wird.
Es sollen die komplexen, ineinandergreifenden Prozesse, die für die Abfertigung der in Lübeck ankommende Ware aus und in Richtung Skandinavien und in alle Welt notwendig sind, optimiert werden. Technische Basis ist der neue Mobilfunkstandard 5G als zentraler Bestandteil für dieses Digitalisierungsvorhaben. Zu diesem Zweck wurde das Projekt BalticFuturePort initiiert und ist Teil der digitalen Strategie der Hansestadt Lübeck.
Es werden insgesamt 11 Teilprojekte von 8 Partner:innen umgesetzt. Federführend steuert und begleitet die Hansestadt die Parter:innen bei der Umsetzung.
Ihr Ansprechpartner:
Kay Conrad Projektleitung Baltic-Future-Port Tel.: (0451) 122 1540 digital@luebeck.de
Die Bedienung der Portalkräne im Baltic Rail Gate soll zukünftig ferngesteuert aus einem räumlich abgesetzten Leitstand erfolgen. Damit soll das Bedienpersonal durch eine komfortable Arbeitsumgebung entlastet werden. Eine nahezu latenzfreie Kommunikation zur Fernsteuerung ist Grundvoraussetzung.
Lübeck Port Authority - Wissen was ankommt
Die Lübeck Port Authority (LPA) ist ein Verwaltungsbereich der Hansestadt Lübeck und damit Eigentümerin und Verwalterin der öffentlichen Hafenflächen, die durch die Lübecker Hafen-Gesellschaft betrieben werden. Als alleiniger Ansprechpartner für die Hafenwirtschaft gehören zur LPA die strategische Hafenentwicklung, die Hafenbahn, die Hafenplanung und der Hafenbau, der Wasserbau und die Wasserwirtschaft, die Ordnungsverwaltung mit der Wahrnehmung der Aufgaben des Hafenamtes sowie die Vermietung der städtischen Hafenflächen.
Der Hafenentwicklungsplan der Hansestadt Lübeck HEP 2030 wurde im Mai der Bürgerschaft vorgelegt und beschlossen. Basierend auf fachlichen Grundlagengutachten werden steigendes Güteraufkommen, wachsende Schiffsgrößen und Verkehrsverlagerungen innerhalb des Port of Lübeck prognostiziert. Um für die Wahrnehmung der vielfältigen Aufgabenbereiche vor dem Hintergrund des HEP 2030 in der Zukunft gewappnet zu sein und bestehende Infrastrukturen effizienter zu nutzen, benötigt die LPA zusätzlich eine smarte und digitale Infrastruktur. Innerhalb des Baltic Future Port hat die LPA gleich zwei Projekte übernommen: Trailergate und Traileryard Management sowie die Zugscannung am geplanten Traingate sollen am Skandinavienkai in Lübeck Travemünde umgesetzt werden.
Das Traingate Am Skandinavienkai werden große Mengen Ladung über Güterzugverkehr aus dem Hinterland antransportiert oder in Hinterland befördert. Einfahrende Züge erreichen den Betriebsbahnhof Skandinavienkai über ein Zuführungsgleis, in dem die Züge abgestellt und rangiert werden. Intermodalzüge werden anschließend ins KV-Terminal rangiert. Konventionelle Züge werden auf den Ladegleisen abgestellt zum Beispiel mit Gabelstaplern entladen. Bei der Einfahrt in den Betriebsbahnhof des Skandinavienkais sollen die Waggons und die Ladeeinheiten automatisch mit Kamerasystemen erfasst werden. Nachdem die Züge für die Ausfahrt vorbereitet wurden, soll die Waggon- und Ladungserkennung ebenfalls mit Kamerasystemen erfolgen. Insbesondere ist auch eine Erkennung von Schadensfällen und die Bilddokumentation erforderlich, um den Zustand der Ladung bei Haftungsübergang zwischen den Vertragspartnern der Logistikkette eindeutig zu dokumentieren. Die Daten sollen in Echtzeit über 5G in die weiterverarbeitenden Systeme eingeleitet werden. Durch die automatisierte Erkennung sind Zeitersparnisse und Kostenvorteile zu erwarten. Zudem kann so die supply chain entscheidend z.B. für zeitkritische Einheiten optimiert werden (Statusermittlung mit Abgleich der Buchung).
Das Trailergate und Traileryard Management Ca. 550.000 Trailer kommen jährlich zur weiteren Verladung über die Straßenanbindung am Skandinavienkai an. Dabei wird zwischen begleiteten und unbegleiteten Verkehren unterschieden. Während bei begleiteten Einheiten Fahrer, Zugmaschine und Ladeeinheit stets zusammenbleiben, erfolgt bei unbegleiteten Einheiten eine Übergabe der Ladung von der Spedition an den Hafenbetrieb, der nach Anlieferung der Einheiten für die Be- und Entladung der Schiffe verantwortlich ist. Diese Trailereinheiten werden von verschiedenen Speditionen angeliefert und müssen vor der Verladung in so genannten Blockreihen "gepuffert" werden. Ist das Schiff bereit zur Beladung werden die Trailer von personengeführten Terminalzugmaschinen (=Tugmastern) aus den Blockreihen oder anlegernahen Vorstauflächen abgeholt und aufs Schiff gebracht.
Die Zeiten zur Verladung der Trailer könnten in erheblichem Umfang verkürzt und damit die Fährabfertigung deutlich optimiert werden, wenn den Fahrern der genaue Standort der zu verladenden Trailer bekannt ist. Die dafür notwendige Identifikation und Lokalisierung der Trailer soll ein unbemanntes Fahrzeug übernehmen, welches in Echtzeit über 5G mit dem dafür zu programmierenden Leitstand kommuniziert. Als weitere Entwicklungsstufe soll bereits bei Durchfahrt durch die Südgatelinie eine IT-gestützte Einzelstellplatzvergabe in Abhängigkeit des Buchungsstatus der Transporteinheit erfolgen. Dadurch kann sich der Anteil an Suchfahrten für die Tugmaster in den Traileryards (Blockreihen) weiter reduzieren. Zudem gewinnt die automatische Statusüberwachung der abgestellten Trailer hinsichtlich wichtiger Betriebsparameter (Temperaturführung, Öffnungsversuche etc.) zunehmend an Bedeutung.
Mit Hilfe des Trailergates sollen analog zum Traingate die Ladeeinheiten auf dem Straßenzulauf identifiziert werden. Ziel ist die Optimierung der dem Südgate vorgelagerten öffentlich zugänglichen Fläche. Ankunftszeiten der LKW-Fahrer und Buchungsdaten sowie die geplanten Schiffsabfahrten sollen miteinander abgeglichen und ausgewertet werden. Mit den Daten sollen wertvolle Erkenntnisse für eine spätere Entwicklungsstufe, dem so genannten Pregate, gesammelt werden. Hierbei handelt es sich um eine Vision einer gezielten Steuerung der zulaufenden Straßenverkehre zum Skandinavienkai.
Lübecker Hafen-Gesellschaft - Schnittstelle zwischen allen Beteiligten
Als Betreiberin der öffentlichen Häfen kommt der Lübecker Hafen-Gesellschaft (LHG) eine besondere Rolle zu, da sie Schnittstellen zu allen Projektpartner:innen hat. Zudem bringt sich die LHG mit drei eigenen Teilprojekten mit ein:
Mobile Datenerfassung im Schiff Im Rahmen des Stauens, also des Beladens, müssen an Bord der Fährschiffe umfassende Daten erhoben werden (z.B. Stellplatz, Qualitätsdaten etc.). Diese Daten werden zurzeit manuell mit mobilen Endgeräten erfasst. Über 5G sollen die Daten künftig in Echtzeit an die entsprechenden Logistiksysteme der LHG übermittelt werden. Somit werden zu jedem Zeitpunkt verlässliche Daten vorliegen. Dadurch steigt das Vertrauen der Mitarbeiter:innen in die Daten, und daraus folgend wird die Zahl der Rückfragen reduziert, die stets Zeit kosten.
Digitaler Zwilling Im Rahmen dieses Teilvorhabens wollen soll ein interaktiver digitalen Zwilling der Forstproduktehalle am Terminal Skandinavienkai erstellt werden. Damit können die Beschäftigten der LHG online Entscheidungshilfen bzw. Arbeitsaufträge geben, zum Beispiel Güter in die Halle ein- oder auszulagern. Die Beschäftigten in der Lagerhalle sollen das aktive 3D-Modell jederzeit und in Echtzeit über geeignete mobile Datenfunkgeräte nutzen und so optimiert arbeiten können. Neben dem Fokus auf das Lager ist auch der Zustand der Halle und der Umgebung interessant. So soll zum Beispiel über unterschiedliche Sensoren der Zustand der Anlage überwacht werden. Bei Übertreten von definierten Schwellwerten erfolgt automatisch eine Information an die Verantwortlichen, so dass diese schnell und effizient das Problem lösen können.
Unterstützung Einsatzkräfte In diesem Teilprojekt sollen in Notfallsituationen die Rettungskräfte mit Hilfe eines aktuellen und digitalen Lageplans bestmöglich unterstützt werden. Die Idee ist, dass eintreffende Einsatzfahrzeuge ein digitales Endgerät erhalten und darauf neben einem aktuellen Lageplan zusätzliche Informationen, Ansprechpartner, Wasserentnahmestellen, verunfalltes Gut, ggf. Gefahrgutinformationen, vorhandenes Equipment, usw. einsehen können. Die Einsatzkräfte haben so die Möglichkeit, sich auf einem Blick einen guten Überblick zu verschaffen und die notwendigen Maßnahmen bestmöglich vorzubereiten.
Titus Research - Unterstützung durch Visualisierung
Die Titus Research GmbH wird die Bewegungsdaten der Beteiligten innerhalb der Supply Chain zusammenführen und in einer so genannten Leitstandapplikation visualisieren. Diese übernimmt dann die Bereitstellung der drahtlos übermittelten Daten für die Hafenakteuere. Zudem wird die Leitzentrale die Stellplatzdaten aus dem Projekt Traileryard verwalten und mit einem unbemannten Scanning Fahrzeug feststellen, ob sich die Ladeeinheiten auf dem korrekten Stellplatz gemäß Einzelstellplatzvergabe befinden. Dazu nutzt das Fahrzeug zur Detektion der Trailer-ID eine künstliche Intelligenz und wird über 5G aus dem Leitstand heraus gesteuert und disponiert. 5G wird außerdem zu Lokalisierung des Fahrzeugs eingesetzt, um aus dessen Position den aktuell gescannten Stellplatz zu bestimmen. Befindet sich der Trailer nicht auf dem zugewiesenen Stellplatz erfolgt eine Korrektur im System. Darüber hinaus berechnet die Leitzentrale den bestmöglichen Stellplatz der Ladeeinheit in Abhängigkeit ihres Status, der Abfahrtszeit des gebuchten Schiffes sowie weiterer Parameter und stellt diesen den Spediteuren und Tugmasterfahrern auf einem mobilen Endgerät zur Verfügung.
TraveKom - die digitale Infrastruktur
Der TraveKom, ein Unternehmen der Stadtwerkegruppe, ist die Digitalisierungsdienstleisterin der Stadt und wird die genaue Planung der Standorte für die Sende-/Empfangsanlagen unter Berücksichtigung der Anforderungen aus den anwendungsspezifischen Teilprojekten übernehmen und das Campusnetz für den Skandinavienkai aufbauen. Das 5G Camousnetz bietet somit alle Möglichkeiten für den reibungslosen Betrieb einer modernen digitalen Hafenwirtschaft: hohe Übertragungsraten und Nutzung unterschiedlicher Applikationen und eine niedrige Latenz.
TT-Line
TT-Line betreibt sieben Passagier- und Frachtfähren auf der südlichen Ostsee. Ziel des Teilprojektes ist es, die Leistungsmerkmale des neuen 5G Mobilfunkstandards zu nutzen, um Echtzeitkommunikation zwischen den Beteiligten des Beladungsprozesses zu ermöglichen. Auf diese Weise sollen die Kommunikationswege zwischen verschiedenen Kommunikationsschnittstellen verkürzt werden. Die Schiffe werden dazu mit 5G-fähigen Tablets ausgestattet und können die in Echtzeit erhaltenen Daten nutzen, um detaillierte Beladungspläne zu erstellen und die Informationen der LHG bereitzustellen. Informationen können direkt zwischen den Systemen ausgetauscht werden. Dieses Vorgehen trägt zur Effizienzsteigerung in den Beladungsprozessen und damit in der gesamten Supply Chain bei.
Die Hochschulen: Universität zu Lübeck und die Technische Hochschule
Die Teilprojekte der beiden Hochschulen nehmen eine übergeordnete Position im Gesamtvorhaben ein, da es auf das Monitoring der 5G-Implementierung insgesamt abzielt. Für sicherheitskritische Prozessabläufe im Hafen ist es daher wichtig, die Netzqualität im Vorfeld abzuschätzen und durch ein kontinuierliches Monitoring der Qualität zu überwachen. Ziel des Teilprojektes ist die Verlässlichkeit und Zuverlässigkeit eines solchen Systems zu erhöhen und im Testfeld im Lübecker Hafen zu implementieren und nachzuweisen.
Durch die Kombination von Modellierung und Simulation mit moderner, drohnenbasierter Messtechnik und intelligenten modellbasierten Auswertealgorithmen kann die 5G-Installation automatisch anwendungs- und damit bedarfsgerecht betrieben und überwacht werden.
