HyFiVe - Hydrography on Fishing Vessels

Federführendes Institut OF Institut für Ostseefischerei

Entwicklung eines innovativen Systems zum Einsatz auf Fischereifahrzeugen zur autonomen Erfassung, Übertragung und Auswertung hydrografischer Messdaten für die Fischereiforschung (HyFiVe)

Gemeinsam mit dem Leibnitz-Institut für Ostseeforschung und der Hensel Elektronik GmbH arbeiten wir an der Entwicklung eines innovativen Systems zum Einsatz auf Fischereifahrzeugen zur autonomen Erfassung, Übertragung und Auswertung hydrografischer Messdaten für interdisziplinäre Forschung.

Hintergrund und Zielsetzung

Die Erfassung der hydrografischen Bedingungen ist von zentraler Bedeutung für die Beurteilung des Zustands mariner Ökosysteme. Aktuell ist die Datenerhebung räumlich und zeitlich unzureichend und sehr kostenintensiv. Eine effizientere Datenerhebung würde nicht nur dazu beitragen, das Meeresökosystem besser zu verstehen, sondern ist für viele wissenschaftliche und wirtschaftliche Fragestellungen relevant:

Prognosen der Fischbestände
belastbare Beratungsleistungen zu zukünftigen Fangquoten
Überwachung der Meeresumwelt von Nord- und Ostsee (HELCOM)
Zustand zur Ozeanversauerung, Sauerstoffmangel und Eutrophierung
zielgerichtete Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL)

In dem Projekt planen wir, ein autonomes Messsystem zu entwickeln, das an Bord von kommerziellen Fischereifahrzeugen installiert wird (Ships-of-Opportunity) und autonom die hydrografischen Bedingungen während der Fischerei erfasst. Damit lässt sich die Erfassungsdichte der Messdaten bei relativ geringen Kosten erheblich steigern. Im Rahmen dieses Projektes wird ein Prä-Prototypensystem zum Einsatz auf bis zu 10 Fischereifahrzeugen entwickelt. Die im Verlauf der Entwicklung und des Betriebs gewonnenen Erfahrungen sollen dazu dienen, das System später zur Produktreife weiter zu entwickeln.

Vorgehensweise

Bestehende Datenloggersysteme eignen sich nicht für einen weit verbreiteten autonomen Einsatz auf Fischereifahrzeugen. Dazu sind Funktionen wie z.B. eine autonome Datenübertragung einer Vielzahl von Fahrzeugen in quasi Echtzeit zu einem Server an Land, eine Fernwartung von Land und intelligente Power und Triggerfunktionen erforderlich, die bisher kein Sytem bietet.

Das System soll aus den folgenden Komponenten bestehen:

autonomer Datenlogger zum Unterwassereinsatz am Fanggerät, um für die Fischbestände wichtige Parameter zu erfassen (z.B. Salzgehalt, Trübung, gelöster Sauerstoff, Temperatur und Druck)
Einheit an Deck (Überwassereinheit) zur Georeferenzierung, dem kabellosen Auslesen der Daten des Loggers und Übertragen zum Server an Land
Serverarchitektur samt Web-Service-Paket (Server an Land) zur Sammlung, Aufbereitung und Visualisierung der Daten aller Schiffe
Optimierter bidirektionaler Datenfluss über alle Komponenten

Die Nachhaltigkeit der Systementwicklung wird erreicht durch:

vorab durchgeführte Machbarkeitsstudie (in 2016 abgeschlossen)
Entwicklungsstrategie mit Fokus auf Modularität und Flexibilität
Erprobung in der Ostsee (ideales Modellsystem) mit anschließender Anpassung an andere Meeresgebiete und Anwendungsfälle.
Lizenzierung durch eine kommerzielle Open-Source-Lizenz zur Sicherung der Anschlussfähigkeit der Entwicklung
welltweit großer Bedarf an autonomen hydrografischen Messsystemen

Die Entwicklung des Prototypen wird durch intensive Feldtests auf Forschungs- und kommerziellen Fischereifahrzeugen begleitet um die spezifizierten Funktionen validieren und ggf. erweitern und anpassen zu können.

Funktionsmuster

Im Sinne einer agilen Entwicklung werden frühzeitig Präprototypen bzw. Funktionsmuster entwickelt und gestestet. So konnte ein Jahr nach Projektstart der Prozess von Datenerhebung auf Fischereischiffen bis zur Übertragung und Darstellung an Land grundlegend umgesetzt werden.