Eine Klassifizierung von Umfrageplattformen

Aug 29, 2023

Einblicke in das Angebot an Fahrzeugen für die hydrografische Vermessung

Früher war das Leben eines hydrografischen Planers einfach: Man hatte ein Vermessungsschiff, von dem aus man (zumindest in der nautischen Kartographie) eine Reihe von Vermessungsbooten (häufig Schaluppen) mit einer einfachen Sensorausrüstung einsetzte. Allerdings erfordert die Zunahme verschiedener Arten von Vermessungsplattformen und Sensoren und der damit verbundenen Abkürzungen in den letzten Jahrzehnten eine gewisse Klassifizierung. Obwohl es so viele Klassifizierungssysteme wie Menschen mit Vorstellungskraft gibt, stelle ich in diesem Artikel ein System vor, das meiner Meinung nach in der Vermessungsbranche nützlich ist.

Die gewählte Klassifizierung ist:

Mittel

Eine erste Klassifizierung für Vermessungsplattformen ist das Medium, in dem sie betrieben werden, da dieses bestimmt, wo sich die Plattform während der Vermessung befindet und welche Erfassungssensoren und Positionierungssysteme verwendet werden können. In der Hydrographie unterscheidet man zwischen Luft, Wasser und der Luft-Wasser-Grenzfläche. In der Luft finden wir Plattformen wie bemannte Hubschrauber, Flugzeuge und Satelliten, aber auch unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) – umgangssprachlich Drohnen genannt –, die es auch in Multikopterform oder mit festen Flügeln gibt.

Traditionellere hydrografische Plattformen befinden sich auf oder unter der Wasseroberfläche und umfassen Vermessungsschiffe, Boote und Bojen sowie ferngesteuerte Fahrzeuge (ROVs), autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) und Schleppfische.

Bemannt/unbemannt

Die zweite Klassifizierung betrifft die Frage, ob für die Plattform sowohl über als auch unter Wasser eine Besatzung erforderlich ist oder nicht. Während unbemannte Unterwasserplattformen wie ROVs seit mehreren Jahrzehnten die Norm in der Vermessung sind, findet über Wasser ein allmählicher Wandel statt: von traditionellen bemannten Vermessungsschiffen zu unbemannten Vermessungsschiffen (USVs).

Bewegungsfreiheit

Die dritte Klassifizierung berücksichtigt die betriebliche Freiheit der Plattform und reicht von „festen“ Plattformen wie Bojen über gezogene Plattformen bis hin zu frei beweglichen Plattformen wie Tauchbooten, Überwasserschiffen und autonomen Fahrzeugen. In diesem Artikel wird die folgende Unterklassifizierung verwendet:

Grad der Autonomie

Eng mit der Bewegungsfreiheit verbunden ist die vierte Klassifizierung; die Autonomie der Plattform. Eine Plattform, die sich nicht frei bewegt, ist per Definition nicht autonom, da für ihre Bewegung eine externe Kraft erforderlich ist. Bezüglich der Autonomie freifahrender Plattformen können wir die Klassifizierung für autonome Autos aus SAE J3016 anpassen:

Viele autonome Überwasserschiffe (ASVs) befinden sich für die Navigation auf Level 3 oder 4, was bedeutet, dass sie selbst Maßnahmen ergreifen können, unter bestimmten Umständen jedoch menschliches Eingreifen erfordern. Die meisten Vermessungssysteme befinden sich jedoch auf Level 2, wenn auch nahe an Level 3. Der ASV als Gesamtpaket kann niemals autonomer sein als die unterste Ebene, also Level 2 oder höchstens Level 3.

Umfeld

Die fünfte Klassifizierung ist die Umgebung, für die eine Plattform konzipiert ist. Ein Tauchboot, ROV oder AUV kann sowohl für Flachwasser- als auch für Tiefwassereinsätze gebaut werden. Forschungstauchboote können Tiefenfähigkeiten von bis zu Tausenden von Metern haben, während Tauchboote, die für Inspektionsarbeiten verwendet werden, auf einige zehn bis einige Hundert Meter beschränkt sind.

Oberflächenschiffe werden auch nach den Umgebungsbedingungen (insbesondere Wellen) klassifiziert, denen sie standhalten können, oft in Kombination mit ihrer Ausdauer. Eine übliche Klassifizierung sind Küsten- und Offshore-Vermessungsschiffe. Küstenschiffe fahren in begrenzten, oft flachen Gewässern mit geringerem Wellengang, während Offshore-Schiffe in großen, offenen Gewässern mit höherem Wellengang operieren können.

Größe

Vermessungsplattformen gibt es in Größen von wenigen Dezimetern für ein sehr kleines ASV bis zu über 100 Metern für ein bemanntes Überwasserschiff für Tiefseearbeiten.

Die Größe der Plattform wird häufig durch andere Klassifizierungsoptionen bestimmt. Beispielsweise sind die meisten unbemannten Plattformen kleiner als ihre bemannten Gegenstücke, und ein Küstenschiff ist normalerweise kleiner als ein Offshore-Schiff. Größere Plattformen können mehr Personal, Sensoren oder Vorräte für verschiedene Arten von Operationen oder eine längere Lebensdauer transportieren.

Um herauszufinden, wie diese Klassifizierung in der Praxis funktioniert, betrachten wir das ROV. Diese kastenförmige Plattform wird häufig für Untersuchungen unter Wasser verwendet. Es ist unbemannt, erfordert jedoch einen Bediener (Piloten), der das ROV vom Mutterschiff aus steuert, mit dem das ROV über eine Leine (Umbilical) verbunden ist. Die meisten ROVs haben bestenfalls Autonomiestufe 2.

ROVs gibt es in Flachwasserversionen für den Einsatz auf dem Festlandsockel und in Tiefwasserversionen für Tiefen von Tausenden Metern. Schließlich kann es sich bei ROVs um kleinere ROVs der Beobachtungsklasse handeln, die nur Kameras und kleine Vermessungssensoren tragen, oder um größere ROVs der Arbeitsklasse, die über Manipulatorarme und umfangreiche Vermessungseinheiten verfügen. Auch Unterklassen sind möglich, etwa kleine, mittlere oder große Versionen von ROVs der Arbeitsklasse.

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Huibert-Jan Lekkerkerk ist Redakteur, freiberuflicher hydrografischer Berater und Autor anderer Publikationen...