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Elektronische Welten / Archiv | Beitrag vom 30.12.2008

Virtuelle Havarie

Fahrsimulator für die Binnenschifffahrt

Von Stephanie Kowalewski

Spezialkräne bergen im März 2007 die Ladung des zuvor bei Köln havarierten Containerschiffs "Excelsior".  (AP)
Spezialkräne bergen im März 2007 die Ladung des zuvor bei Köln havarierten Containerschiffs "Excelsior". (AP)

"Sandra" ist ist der erste und einzige Flachwasser-Fahrsimulator in Europa und der neue Star des Schiffer-Berufskollegs in Duisburg. Hinter Sandra stecken 33 Computer, die angehenden Binnenschiffern zeigen, wie sie ihre Fracht sicher über Flüsse und Kanäle bringen, welche Strömungen bei welchen Hafeneinfahrten zu beachten sind und wie Havarien vermieden werden können.

Martin Albrecht und Swetlana Bornekowa stehen fast etwas ungläubig auf der Brücke des virtuellen Frachtschiffs. Beide sind im dritten und letzten Ausbildungsjahr zum Binnenschiffer und zum ersten Mal im Steuerhaus von Europas einzigem Fahrsimulator für Binnengewässer. Um sie herum in einem 210-Grad-Rundblick sehen sie ein fast naturgetreues Abbild des weltweit größten Binnenhafens Duisburg.

"Ich dachte das wären Monitore, große. Aber nein, das ist eine riesengroße Fläche. Rund Umblick, als wenn ich im Steuerhaus sitzen würde."

33 Computer sind nötig, um diese Illusion zu steuern. Am Computer im Nebenraum hat Klaus Paulus, Lehrer am Schifferberufskolleg und Instruktor für den Fahrsimulator Sandra, die passende Umgebung für die heutige Übungsfahrt ausgewählt.

"Ich hab euch jetzt euer Schiff aufgesetzt beim Homberger Ort. Ihr fahrt zu Berg und die Aufgabe für euch lautet, in den Hafenkanal einzufahren."

Ein Mausklick reicht und der Bug des Schulschiffs schippert in Richtung Duisburger Hafen. Sieben Projektoren setzten die Einfahrt in den Hafenkanal detailreich in Szene. Die realistische Darstellung der Umgebung ist für Binnenschiffer äußerst wichtig, denn sie orientieren sich nicht an Kilometerangaben, sondern an markanten Punkten an Land wie Kirchen, Fabriken oder Brücken.

"Die Grundlage des Ganzen sind elektronische Karten, die zumindest die nautisch wichtigen Dinge darstellen. Und da satteln wir drauf."

Erklärt Projektentwickler Olaf Kammertöns vom Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme in Duisburg, kurz DST. Diese elektronischen Karten werden durch digitale Bilder so ergänzt, dass der Schiffsführer die Strecken wiedererkennen kann.

Der Motor brummt dumpf und der Boden des Führerstandes vibriert leicht. Das Schiff mit Martin Albrecht und Swetlana Bornekowa an Bord befindet sich in langsamer Fahrt.

"Fühlt sich sehr gut an, wie auf einem richtigen Schiff."

Fahrschüler Martin Albrecht hat als Schiffsführer im bequemen Sessel Platz genommen. Um ihn herum eine voll ausgerüstete Brücke mit jeder Menge elektronischen Geräten, Hebeln, Knöpfen und Reglern.

Doch das kann sich schnell ändern. Schließlich soll der Fahrsimulator den angehenden Schiffsführern helfen, ihre teure Fracht über die Wasserstraßen sicher zum nächsten Hafen zu bringen. Deshalb verändert Klaus Paulus wie ein Regisseur per Computer die Szenerie der virtuellen Fahrt. Aus einer Art elektronischem Baukastensystem kann er den Schülern technische Probleme ebenso bescheren wie jede Menge Gegenverkehr auf den engen Wasserstraßen.

"!Das heißt, der Instruktor kann einen plötzlichen Ruderausfall simulieren oder einen plötzlichen Ausfall von Instrumenten. Und der Schüler, der Trainee muss dann halt darauf reagieren."

Auch das Wetter liegt in seiner Hand. Ein Klick und schon schneit es in Duisburg. Nicht ohne Folgen für die Instrumente an Bord.

"Was ist mit Radar jetzt? Das ist bestimmt wegen Schneefall. Komplett gelb geworden. Fühlt sich richtig an, wie ein richtiger Winter."

Swetlana Bornekowa hat das Problem richtig erkannt und entscheidet, das Radar neu zu justieren. Später – im realen Leben – muss sie das blind beherrschen, sagt ihr Lehrer. Selbst die Fahrdynamik der virtuellen Übungsschiffe kann die Software nahezu realistisch nachbilden. Bei der Entwicklung haben sehr leistungsstarke Clusterrechner im DST das Verhalten der unterschiedlichen Schiffstypen berechnet, sagt Projektentwickler Olaf Kammertöns.

"Dann vereinfachen und dann rüberspielen in die Software des Simulators, damit auch seine Rechenkapazität das überhaupt schafft."

Durch die sehr reale Nachbildung der Fahrdynamik und der Umgebung könnte der Fahrsimulator auch für den Schiffsbau interessant sein, meint der Nautiker.

"Man könnte rein theoretisch den Entwurf eines Neubaus einprogrammieren und fahren und Feedback von den Schiffsführern kriegen. Und man könnte auch, wenn Reedereien sich neue Schiffe anschaffen, im Vorfeld die Schiffsführer vorbereiten auf ein Schiff, was es noch gar nicht gibt."

So könnte zukünftig auch getestet werden, bei welcher Fahrweise bestimmte Schiffe am wenigsten Treibstoff verbrauchen und wie neue Häfen so geplant werden, dass sie Schiffen eine optimale Einfahrt ermöglicht.

"Rheinland aktuell: Ein Unglück mit einem Tankschiff auf dem Rhein bei Bonn blieb ohne Folgen für die Umwelt. Wie die Polizei berichtete, war ein holländisches Dieseltankschiff durch einen Fahrfehler vom Kurs abgekommen."

Obwohl solche Unfälle in der Binnenschifffahrt recht selten sind, soll der Simulator helfen, die Zahl der Havarien noch zu senken. In der virtuellen Welt sind Blechschäden lehrreich – mehr nicht.

Doch was aus den Lautsprechern ins Steuerhaus dringt macht deutlich, dass die Schülerin zu spät und zu zögerlich reagiert hat.

"Jetzt rumst es grad. Jetzt haben wir Havarie gebaut."

In der realen Welt wäre das ein sehr teurer Fehler gewesen.

"Man kriegt ein bisschen Schweißausbrüche schon, wenn man so eine Kollision baut. War ein bisschen peinlich."

Aber lehrreich. Denn die Havarie wurde von der Simulationssoftware aufgezeichnet und kann so ganz in Ruhe analysiert und von den Schülern erneut geübt werden, sagt Klaus Paulus.

"Wenn ich ihm hinterher sage, da war eine Situation, da hast du dich nicht gut verhalten, dann kann man das zurückspielen bis zu dieser Situation und der Schüler kann eben über, wie hätte das Schiff sich verhalten, wenn ich etwas anders reagiert hätte."

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