blik op de toekomst

Schepen nooit meer van de radar, met dank aan een slim algoritme

16 december 2018 • 4 min leestijd

Schepen geven voortdurend hun positie door en ontvangen actuele vaarweginformatie. Dat doen ze via het Automatische Identificatie Systeem (AIS). Maar dat ging niet altijd optimaal. Het systeem had namelijk moeite met de grote hoeveelheid signalen. Rijkswaterstaat schakelde daarom de hulp van TNO in. Die samenwerking leidde tot een slim algoritme en het AIS slotplan. Dankzij die planningstool hebben vaarwegbeheerders het scheepverkeer op de binnenwateren voortaan altijd goed in beeld.

Stel: er hangt een dikke mist over een Nederlandse rivier. Schippers kunnen dan op hun radar zien welke schepen zich in de directe omgeving bevinden. Maar een radar kan niet door een dijk of bebouwing op de wal heen kijken. Op de radarbeelden is daardoor niet altijd te zien of er zo meteen een groot schip de bocht om komt. En dat is in die situatie toch ook wel handige informatie. AIS biedt op zo’n moment wel een volledig beeld van de scheepvaart in de omgeving, ook van schepen die buiten het ‘zicht’ van de radar varen.

Speciale transponder

AIS is het systeem dat ervoor zorgt dat schepen hun identiteit en positie automatisch doorgeven. Schippers hoeven daar zelf dus niets voor te doen. Aanvankelijk werd AIS alleen voor de zeevaart ingezet, maar tegenwoordig maakt ook de scheepvaart op de binnenwateren gebruik van dit systeem.

“Er zijn diverse redenen om de posities en bewegingen van de inlandse scheepvaart real-time te volgen. Om het vaarverkeer in goede banen te leiden bijvoorbeeld”

Kleinere kans op ongelukken

Niet alleen binnenvaartschippers hebben baat bij AIS. Het systeem is ook bedoeld voor beheerders van vaarwegen. Als een schip in de problemen komt, wil de beheerder uiteraard snel ter plekke zijn om de nodige hulp te bieden. Daarnaast zijn er nog veel meer redenen om de posities en bewegingen van de inlandse scheepvaart real-time te volgen. Om het vaarverkeer in goede banen te leiden bijvoorbeeld. Of om actuele vaarweginformatie door te geven aan de schepen, bijvoorbeeld de plaats van een ongeluk of de positie van een vastgelopen of gezonken schip. Allemaal zaken die leiden tot een betere dienstverlening en een kleinere kans op ongelukken.

Beperkte zendcapaciteit

Rijkswaterstaat, de Kustwacht, Havenbedrijf Rotterdam, Havenbedrijf Amsterdam en de Schelderadarketen brengen sinds 2012 de posities van binnenvaartschepen in beeld en geven actuele informatie door aan de schepen. Hiervoor staan er langs alle Nederlandse vaarwegen AIS-basisstations. Maar een antenne van zo’n station heeft maar een beperkte zendcapaciteit. Als verschillende vaarwegbeheerders op hetzelfde moment gebruikmaken van dezelfde frequentie, kunnen er berichten verloren gaan.

Net een schaakspel

“Het is voor de vaarwegbeheerders bijna ondoenlijk om onderling afspraken te maken over wie wanneer kan uitzenden. Dat is namelijk van veel verschillende factoren afhankelijk. Het heeft wel wat weg van een schaakspel”, weet Pieter Venemans. Als senior scientist en consultant bij TNO zat hij de afgelopen drie jaar regelmatig met de vaarwegbeheerders aan tafel om ervoor te zorgen dat de antennes van de AIS walstations nooit meerdere signalen tegelijkertijd verzenden.

“We hebben we een algoritme gemaakt dat nauwkeurig uitrekent hoe ver de verschillende AIS-signalen reiken en welke waterwegbeheerder wanneer een antenne kan gebruiken”

Zelf de binnenwateren op

“We hebben binnen TNO een AIS slotplan ontwikkeld”, vervolgt hij. “Daarbij hebben we een algoritme gemaakt dat nauwkeurig uitrekent hoe ver de verschillende AIS-signalen reiken en welke waterwegbeheerder wanneer van een antenne gebruik kan maken. Maar om dat nauwkeurig te kunnen doen, moesten we wel eerst goed in beeld krijgen waar alle AIS-antennes staan en wat hun bereik is. Op open zee weet je precies hoe ver radiogolven reiken, maar op land is dat een ander verhaal. Daar blokkeren heuvels en hoge gebouwen de radiosignalen. En omdat daar meer zenders op een klein gebied staan, geeft dat meer kans op verstoring. Collega’s zijn dan ook maandenlang met een schip de binnenwateren op gegaan om allerlei frequenties te meten.”

Met alle partijen om de tafel

Een mooie bijkomstigheid van dit project: het samenbrengen van de verschillende vaarwegbeheerders. Opdrachtgever Rijkswaterstaat en de Kustwacht, Havenbedrijf Rotterdam, Havenbedrijf Amsterdam en de Schelderadarketen moeten voor een goede werking van AIS namelijk nauw samenwerken. “Het was de eerste keer dat de vaarwegbeheerders op regelmatige basis met elkaar om de tafel zaten. En hoewel die meetings bedoeld waren om het AIS slotplan te ontwikkelen, wisselden ze ook regelmatig andere zaken met elkaar uit”, vertelt Venemans. “Ze spraken over problemen waar ze op dat moment mee worstelden, deelden oplossingen en hielpen elkaar dus op meerdere vlakken verder. Mooi om te zien.”

Online tool

Het resultaat? Een goed functionerend AIS dat alle schepen met een transponder onafgebroken in beeld heeft en waarmee vaarwegbeheerders op een betrouwbare wijze berichten naar de schepen kunnen sturen. “Daarbij hebben zij nu de beschikking over een online tool, waarmee zij zelf de consequenties kunnen doorrekenen bij uitbreidingen en wijzigingen in hun netwerk”, vult Venemans aan. “Die informatie kunnen ze vervolgens onderling delen om tot overeenstemming te komen.”

“Dankzij het algoritme hebben de antennes nu zelfs nog capaciteit over”

Extra informatie uitwisselen

“En dat is nog niet alles”, vervolgt hij. “Dankzij het algoritme hebben de antennes nu zelfs nog capaciteit over. Als de vaarwegbeheerders dat willen, kunnen ze dat systeem nu ook inzetten om extra informatie met de schepen uit te wisselen. Maar er zit wel een limiet aan de hoeveelheid informatie die AIS aan kan. Het systeem werkt met schaarse radiofrequenties. Het is geen Internet of Things. Daarbij is AIS nadrukkelijk bedoeld om de scheepvaart te volgen en zo de veiligheid te vergroten”, besluit Venemans. “Al het andere is leuk als het kan, maar wel bijzaak.”

Nieuwe plannen

Ondertussen zijn de vaarwegbeheerders zo tevreden over de nauwkeurige berekeningen van het bereik van radiosignalen, dat zij overwegen om dit ook voor andere doelen te gaan gebruiken. Bijvoorbeeld om het marifonie-netwerk te verbeteren.

Meer weten?

Meer weten over de oplossing die TNO voor AIS ontwikkelde? Of bezig met een vergelijkbaar project en op zoek naar een partij die naast de technische realisatie ook verschillende partijen bij elkaar kan brengen? Neem dan contact op met Jean-Louis Roso van TNO.

Neem contact op
blik op de toekomst

Koningsnacht op afstand

26 apr '19 - 3 min
Koningsnacht 2035. Met vrienden een rondje vrijmarkt in Utrecht of langs de Haagse pleinen. Genieten van de muziek en proosten op het leven. Eén groot verschil:... Lees meer
innovatie

Een snellere uitrol van flexibele displays dankzij SALDtech

27 mrt '19 - 3 min
Ja, er bestaan al telefoons met flexibele displays. Maar het kost momenteel wel veel tijd en geld om beeldschermen met de gewenste buigbaarheid te produceren. Ondertussen... Lees meer
verhaal van de klant

"Met MPC maken we marketing software privacyvriendelijk"

22 mrt '19 - 3 min
Het Nederlandse bedrijf Flytxt ontwikkelt voor ruim honderd ondernemingen in vijftig landen softwareproducten voor marketing automatisering met machine learning... Lees meer
innovatie

D-score: wereldwijd inzicht in de ontwikkeling van kinderen

20 mrt '19 - 2 min
Wereldwijd zijn er nog altijd veel kinderen die in hun eerste vijf levensjaren een achterstand oplopen, doordat ze te weinig goede voeding, zorg en leermogelijkheden... Lees meer
innovatie

Gemakkelijk en gecontroleerd data delen via IDS

18 mrt '19 - 3 min
Gemakkelijk en gecontroleerd data delen om de concurrentiepositie te versterken – daarvoor kunnen bedrijven terecht bij het Europese ecosysteem International Data... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.