Schaalmodel “de Cogge” haalt SAE-niveau 4

Proefproject autonoom varen stelt bevindingen voor

Waterwegbeheerder De Vlaamse Waterweg, KULeuven en POM West-Vlaanderen startten twee jaar terug een proefproject rond autonoom varen op de IJzer op. Schaalmodel “de Cogge”, één achtste van de afmetingen van een reguliere spits, krikte zijn SAE-niveau tijdens het proefproject op van niveau 0 (geen automatisering) tot niveau 4 (autonomie, waarbij het schip de basisfunctionaliteiten overneemt). Alom tevredenheid dus tijdens de voorstelling van de studieresultaten hoewel er nog behoorlijk wat hindernissen dienen genomen. Zo ook aan ondernemingszijde, want momenteel zijn nauwelijks binnenschepen beschikbaar voor navigatie op de kleinere vaarwegen.

Voor Chris Danckaerts, topman van De Vlaamse Waterweg N.V., heeft het proefproject de verdienste een aantal zaken te versnellen. Een hoger aandeel van de binnenvaart in het goederentransport is vanuit de mobiliteits- en klimaatproblematiek overigens onontbeerlijk. Maar op zijn minst zo belangrijk is dat het project autonoom varen “definitief breekt met het imago van de oubollige sector, enkel geschikt voor het vervoer van bulkgoederen, ten gunste van een sector die veelzijdige schepen voor elke vorm van goederentransport inzet”.

Automatisering en digitalisering moeten in de toekomst de sector versterken ten opzichte van de andere verkeersdragers, zo klinkt het.

Met zijn “Smart Shipping”-project speelt de waterwegbeheerder hierop in. Dat focust niet enkel op slimme schepen, maar ook op slimme infrastructuur en slimme communicatie en documenten. Het proefproject autonoom varen levert hiervan het levende bewijs.

De Vlaamse Waterweg stelt alvast zijn hele vaarwegennetwerk beschikbaar als testgebied voor autonoom varen. De proefvaarten met het vijf meter lange modelschip “de Cogge” vonden tot op heden op de IJzer plaats.

Van SAE 0 naar SAE 3/4

Net zoals bij zelfrijdende auto’s het geval is worden ook voor autonoom varende eenheden de SAE-criteria gehanteerd die de verschillende niveaus van autonomie vastleggen (van 0 (geen automatisering) tot 5 (volledige automatisering)).”Bij de tewaterlating had “de Cogghe”, het eerste autonoom varende binnenvaartschip wereldwijd, niet de minste vorm van automatisering (niveau 0). Het proefproject werd afgesloten met niveau 3, zeg maar voorwaardelijke automatisering, waarbij het schaalmodel statische maar nog geen dynamische obstakels ontwijkt. Momenteel halen we met “de Cogge” niveau 4 waarbij het schip de basisfunctionaliteiten overneemt”, aldus professor Peter SLAETS van KULeuven.

In november 2018 had het modelschip, zoals gezegd, geen enkele vorm van autonomie. Het werd bestuurd vanop afstand en had geen sensoren aan boord. Momenteel beschikt het over diverse sensoren (Lidar (Light Detection and Ranging of Laser Imaging Detection and Ranging), IMU (Inertial Measurement Unit), GNSS (Global Navigation Satellite System) en thermocamera’s). “Vandaag is “de Cogge” een onbemand, zelfsturend vaartuig van niveau 4”, zo nog Slaets.

In maart j.l. konden de basisfunctionaliteiten van het vaartuig worden getest. In mei vond een eerste missie plaats waarbij de eenheid waypoints in open ruimte volgde, zodat het gedrag van het schip beter kon worden voorspeld. In augustus jongstleden voerde “de Cogge” de eerste testen op de IJzer met waypoints uit tegen een snelheid die vier keer zo hoog lag als initieel. Dankzij de Lidar-technologie en de elektronische vaarwegkaarten (ENC) met geo-informatie-objecten slaagde “de Cogge” erin de door de onderzoekers geplaatste obstakels te vermijden.

De kwaliteit van die kaarten bleek evenwel niet altijd toereikend, wat Slaets er toe aanzette de overheid op te roepen tot het ter beschikking stellen van meer kwaliteitsvolle kaarten. Van diezelfde overheid wordt ook verwacht dat ze extra sensoren plaatst of de omgeving aanpast. Andere zaken die autonoom varen vooralsnog belemmeren zijn de betrouwbaarheid van het communicatienetwerk voor grote datastromen (5G, “de grote providers zijn helemaal niet klaar voor dergelijke toepassingen”, heet het), de betaalbaarheid van de SIM-kaarten en het ontbreken van geïntegreerd verticaal transport. Voorts pleit de professor voor een afgebakende testomgeving, exclusief voor autonoom varen, met elektrische laadpunten en de nodige voorzieningen voor tewaterlating (hellend vlak).

Opschalen in de toekomst

Peter Slaets wil de experimenten met het schaalmodel nog goed twee jaar aanhouden om in een volgende fase (binnen 2 à 3 jaar) naar ware schaal voor specifieke scenario’s over te schakelen, dit alles in nauwe samenwerking met industriële partners. Bedoeling is aansluiting te zoeken bij Watertruck+, een innovatief CEF TEN-T-project waar De Vlaamse Waterweg aan deelneemt en dat zich toespitst op de inschakeling van zelfvarende bakken voor het vrachtvervoer over kleine binnenwateren. Opzet van de waterwegbeheerder is in eerste instantie de binnenvaart op de kleine vaarwegen (lees: bevaarbaar voor schepen tot 650 ton, nvdr.) rendabel te maken. Die vertegenwoordigen 45% of 479 kilometer van de Vlaamse binnenwateren.

Maar eerst zullen de onderzoekers hun aandacht ten volle toespitsen op het gedrag van “de Cogge” bij versluizing en kruisend verkeer. Ook dynamische kaarten met een digitale representatie van de fysieke realiteit lijken een conditio sine qua non voor de toekomst.

Prof. Slaets ziet voor zijn team ook een rol weggelegd in het Interreg-project AVATAR. Dat voorziet in de ontwikkeling van autonoom varende kleine binnenschepen met zero-emissie voor stadsdistributiedoeleinden. Steden als Gent, Hamburg, Den Bosch en Bergen zijn bij het project betrokken. Leuven en Mechelen betonen, naar verluidt, interesse voor het project.