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Intelligenter über den Ozean rudern: ein neues Routenoptimierungsmodell für sicherere, schnellere Überquerungen
Eine Ruderüberquerung des Indischen Ozeans ist ein Kampf gegen die sich ständig wandelnden Kräfte der Natur. Bei unberechenbaren Winden, wechselnden Meeresströmungen und langen Phasen der Ungewissheit ist Planung entscheidend. Deshalb haben Rick de Kreij und Phil Watson von der University of Western Australia (UWA) ein Modell zur Optimierung von Ozeanrouten entwickelt: ein Entscheidungshilfe-Werkzeug, das Ozeanrudern intelligenter, sicherer und effizienter machen soll.
Rick de Kreij ist Doktorand an der UWA und entwickelt satellitengestützte Werkzeuge zur Vorhersage von Meeresströmungen. Phil Watson ist Shell Professor und Direktor des ARC TIDE Hub an der UWA, mit jahrzehntelanger Erfahrung im Offshore-Ingenieurwesen. Beide wollten ihr Wissen bündeln, um das Routenoptimierungsmodell zu entwickeln.
Das Modell kombiniert auf einzigartige Weise Wettervorhersagen mit historischen Ozeandaten, um die Route zu optimieren. Dazu wird die Bewegung des Bootes anhand von drei Schlüsselfaktoren simuliert:
• Ruderleistung
• Wind
• Strömungen
Dabei wird angenommen, dass die Wellenrichtung dem Wind folgt. Die Ruderleistung wird als hochsensibel gegenüber Wind- und Wellenbedingungen modelliert: Starker Gegen- oder Seitenwind erhöht die Schwierigkeit erheblich und reduziert die Geschwindigkeit.
Die Routenoptimierung erfolgt in zwei Schritten:
1. Vorhersageschritt: Mit bis zu zehn Tagen Wetter- und Ozeanvorhersage simuliert das Modell von der Live-Position aus eine Reihe möglicher Richtungen. Es bewertet außerdem, ob gerudert, geruht oder ein Treibanker gesetzt werden sollte. So entsteht ein sich verzweigender Baum möglicher Routen, der mit jedem neuen Datensatz laufend aktualisiert wird.
2. Hindcast-Schritt: Da Vorhersagen nur begrenzt weit reichen, greift das Modell auf 20 Jahre historischer Hindcast-Daten zurück. Von jedem plausiblen Endpunkt des Vorhersageschritts aus simuliert es für jedes Jahr im Datensatz direkte Routen zum Ziel.
Dieses zweistufige Verfahren ermittelt nicht nur die schnellste, sondern auch die zuverlässigste Route, geprüft an den Bedingungen von zwei Jahrzehnten. Das schafft eine wichtige Sicherheitsreserve für diese anspruchsvollen Überquerungen.
Kalibriert wird das Modell anhand der tatsächlichen Ruderleistung unter den jeweiligen Wetterbedingungen. Zusätzlich sammelte ein neu entwickelter Bord-Datenlogger mithilfe einer IMU hochaufgelöste Daten zu Wind, GPS und Bootsdynamik und lieferte damit neue Einblicke in das Verhalten des Bootes bei diesen Wetterbedingungen.
Das System war während der gesamten Überquerung voll im Einsatz: Mit unserer Live-Position als Eingabe lieferte es kontinuierlich einen aktualisierten, detaillierten Routenplan für die kommenden Tage und gab den Ruderern damit bequeme Orientierung in Echtzeit.
Das entwickelte Routenoptimierungsmodell ermöglicht Ozeanruderern sicherere und strategisch bessere Entscheidungen in einigen der anspruchsvollsten Gewässer des Planeten.
Rick de Kreij, Phil Watson, The University of Western Australia (UWA), School of Earth and Oceans, and the Oceans Institute, Perth, WA 6009, Australia (Korrespondenz: [email protected])
