AKRA - Turning potential into code

Kaianlagen, intelligent überwacht

HPA Hamburg Port Authority

2021

Sicherheit per Sensor

Gemeinsam mit der HafenCity Universität Hamburg (HCU) hat die Hamburg Port Authority (HPA) einen Prototyp zum Monitoring von Kaianlagen entwickelt. Sensoren, die an der Kaimauer befestigt sind, überwachen den Zustand der Kaimaueranlage und schlagen Alarm, wenn festgesetzte Grenzwerte überschritten werden. Um weitere Kaianlagen mit State-of-the-Art-Technologien einbinden zu können, entwickelten wir mit dem Kunden eine produktionsreife und skalierbare Applikation.

Der Kunde

Die Hamburg Port Authority (HPA) ist seit 2005 überall dort im Einsatz, wo es um Effizienz, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit im Hamburger Hafen geht. Neben der Planung und Durchführung von Infrastrukturmaßnahmen ist sie zu Land und zu Wasser der erste Ansprechpartner für sicheren und reibungslosen Schiffsverkehr, die Hafenbahnanlagen und Immobilien sowie die wirtschaftlichen Bedingungen im Hafen. Den wachsenden Ansprüchen des Hamburger Hafens begegnet die HPA mit intelligenten und innovativen Lösungen.

Die Challenge

Nach alten Berechnungsformeln sind viele Kaianlagen im Hamburger Hafen deutlich überbelastet. In vielen Fällen dürften sie der Belastung nicht mal mehr standhalten. Da der Großteil der Kaianlagen jedoch nach wie vor steht, sollte geprüft werden, ob die Berechnungen überholt sind oder ob es andere Ursachen für das Phänomen gibt. Da es schwere wirtschaftliche Konsequenzen hätte, die Anlagen für die Überprüfung zu schließen, entstand die Idee eines Monitoring- Systems, das den Zustand der Kaianlagen überwacht und Alarmierungen ausführt. Mit Hilfe dieser Alarmierungen würden sich dann einzelne Kaianlagen aus dem Betrieb nehmen lassen.

Die Lösung

Nach dem erfolgreichen Proof of Concept entwickelten wir eine komplett neue Applikation mit moderner Architektur. Das Monitoring setzt dabei auf Sensoren, die an der Kaimauer angebracht sind. Neigungssensoren nehmen die Neigung der Mauer im zeitlichen Verlauf auf. Weil im selben Kaimauerabschnitt mehrere Sensoren auf verschiedenen Höhen gesetzt werden, lässt sich auf eine mögliche Durchbiegung der Mauer schließen. Sie bildet die Grundlage für die Grenzwertberechnung und die Alarmierung, sobald der Grenzwert überschritten wird. Die Applikation besteht aus mehreren Microservices für unterschiedliche Zwecke: Die Sensordaten werden vom Messort an eine Sammelstelle in der Microsoft Azure Cloud übermittelt. Sobald die Daten eingehen, importiert ein Service die Rohdaten in einen Fraunhofer FROST-Server (Server Implementation der OGC SensorThings API). Weitere Microservices reichern die Messdaten mit Informationen wie Offsetkorrektur und Transformationen an und benachrichtigen die Verantwortlichen bei Grenzwertüberschreitungen. Das Frontend wird durch eine NuxtJS-Applikation dargestellt, die sich zur Datenanzeige und Verwaltung, für das Anlegen neuer Kaianlagen und Messblöcke sowie zur Zuordnung neuer Sensoren nutzen lässt.

Leistungen