Intelligentes Licht im Hafen

Moderne LED-Beleuchtung am Containerterminal Bremerhaven, Bild: Philips Lighting

Philips Lighting, Hamburg © 2017 by Jörg Hempel; www.joerg-hempel-com

von Jann Raveling

Smarte Hafenbeleuchtung in Bremerhaven soll Energie sparen

Mehr als fünf Quadratkilometer umfassen Container- und Autoterminal im Hafengebiet von Bremerhaven. Unzählige Leuchten illuminieren jede Nacht Container, Stellplätze, Umschlagflächen und Fahrtwege. Diese nächtliche Komplettbeleuchtung des Hafens verursacht enorme Energiekosten und belastet damit die Umwelt. Derzeit unternehmen die Hafenbetreiber bereits einen wichtigen Schritt, um den Energieverbrauch zu reduzieren: die Umstellung auf LED-Technologie, die deutlich sparsamer und dabei sogar leuchtstärker sind.

Das Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) geht mit vier weiteren Kooperationspartnern nun einen Schritt weiter und zieht die Energieeffizienz-Stellschrauben stark an. Ihr Ansatz ist denkbar einfach: Licht aus – Strom gespart!

Licht wandert durch die Nacht

Damit die Hafenbeschäftigten jedoch nicht im Dunkeln nach dem richtigen Container oder Fahrzeug tappen, haben sich die Forscher einen Kniff ausgedacht. Es soll nur dort hell sein, wo gerade Licht benötigt wird. Leuchtende Felder, die Fahrzeuge oder Menschen begleiten. Der Rest bleibt möglichst dunkel.

20 Prozent Energie könnten so eingespart werden, haben die Wissenschaftler errechnet. „Nachts ist es im Hafen häufig ruhiger als tagsüber. In manchen Bereichen findet dann nur selten Verkehr statt, diese müssen nicht voll dauerbeleuchtet werden“, so Markus Trapp, studierter Produktionstechniker und als wissenschaftlicher Mitarbeiter am BIBA im Projekt tätig. „Ressourcen schonen, Lichtemissionen senken und dabei gleichzeitig die Sicherheit im Hafen erhalten, das sind unsere Ziele.“

Intelligentes Lichtsystem: Ich weiß, wo du sein wirst

Was so einfach klingt, ist in Wirklichkeit ein äußerst komplexes Vorhaben. Damit das Licht mit dem Fahrzeug mitwandert und den Fahrer nicht durch andauerndes An- und Ausschalten irritiert, wollen die Forscher im Projekt OBELiSK ein intelligentes Beleuchtungssystem programmieren. Dies soll die mögliche Fahrtroute eines Hafengefährts prognostizieren und so bereits im Voraus wissen, welche Leuchten zu welchem Zeitpunkt an- und ausgeschaltet oder gedimmt werden müssen. Das gesamte System soll eines Tages teilautonom agieren – der Mensch greift nur in Ausnahmefällen ein.

Die KI hat Datenhunger

Damit das klappt, brauchen die Forscher Daten – viele Daten. Denn die Künstliche Intelligenz (KI), welche die Prognosen modelliert, ist nur so gut wie die Daten, mit denen sie arbeitet. Aus diesem Grund sind das EUROGATE Container Terminal Bremerhaven sowie die BLG Group als AutoTerminal-Verantwortlicher mit an Bord. Sie steuern die Anlagendaten, Fahrzeugpositionen sowie Auftragsdaten des Terminal Operating Systems, des zentralen Planungssystems im Hafen, bei. Zudem stellen sie die Testflächen und geben Zugriff auf ihre technische Infrastruktur – das Beleuchtungssystem.

Mit der Auswertung an Daten beschäftigt sich Lennart Steinbacher. Der Wirtschaftsingenieur nutzt dafür die Methodik des anwendungsorientierten Maschinellen Lernens. Seit November 2018 arbeitet er am BIBA und freut sich auf die Aufgaben, welche OBELiSK für ihn bereithält. „Die Daten aus den verschiedenen Quellen so aufzubereiten, dass wir sie in einem Modell zusammenfassen können, wird eine der größten Herausforderungen im Projekt. Wir planen, ein virtuelles Abbild der Prozesse am Hafen zu erschaffen“, so der 25-Jährige.

Die KI ist nicht alles

Ihm zur Seite stehen weitere Partner. Neben dem Weltmarktführer im Bereich vernetzter LED-Beleuchtungssysteme Signify ist auch der Softwareentwickler 28Apps Software GmbH aus Bremen an Bord. Sie programmieren eine App, mit der es möglich sein wird, manuell die Beleuchtung von jedem Punkt am Hafen aus zu steuern.

„Wir zentralisieren die Lichtsteuerung in einer Leitwarte, wollen dem einzelnen Hafenmitarbeiter aber nach wie vor die Möglichkeit geben, selbst das Licht an- und auszumachen“, so Markus Trapp vom BIBA. Das könne wichtig werden, wenn zum Beispiel der Zoll unangekündigte Kontrollen von Containern vornehmen möchte oder die Bundespolizei zum Einsatz gerufen wird.

Faktor: Mensch

Bei all ihren Überlegungen spielt auch der Faktor Mensch eine wichtige Rolle. Wie reagieren Hafenmitarbeiter auf die veränderte Lichtsituation? Stören sie die Hell-Dunkel-Kontraste? „Wir arbeiten mit Arbeitspsychologen zusammen“, führt Lennart Steinbacher aus. „Uns ist wichtig herauszufinden, ob sich die Mitarbeiter durch die prognostizierten Fahrtwege beeinflussen lassen. Wir wollen kein Gefühl der Fremdbestimmung aufkommen lassen. Es entscheidet immer noch der Mensch – die Software gibt lediglich Hilfestellungen und Vorschläge.“

Bremerhaven soll nur der Anfang sein

Bis tatsächlich das Licht am Hafen gezielt gedimmt wird, dauert es noch eine Weile. Das Forschungsprojekt ist auf drei Jahre angelegt. Im Anschluss an das laufende Projekt planen die Beteiligten die gewonnenen Erkenntnisse und Fähigkeiten auf die Anforderungen anderer Hafenstandorte zu übertragen, um auch dort durch den Einsatz der intelligenten Lichtsteuerung die Vielzahl positiver Effekte erzielen zu können.

Für alle Fragen rund um die Maritime Wirtschaft ist Dr. Ralf Wöstmann, Referent Industrie und Cluster beim Senator für Wirtschaft, Arbeit und Häfen, ralf.woestmann@wah.bremen.de erster Ansprechpartner.

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