DEL001 - Digital Twin Vaarwegcorridor

Samenvatting project

2018 maakte duidelijk dat het goederentransport over onze rivieren in droge zomers ernstig gehinderd wordt. Door klimaatverandering kan de hinder voor het transport van goederen over water in de toekomst toenemen: ‘2018 wordt het nieuwe normaal’. Niet alleen droge periode maar ook tijdens periode van hoge waterstanden kan het transport over water ernstig worden gehinderd. Binnen de vervoer -en logistieke sector zelf staan eveneens grote veranderingen op stapel, b.v. door de groeiende wereldhandel, de noodzaak voor duurzaamheid en de automatisering in logistiek en transport. Tenslotte zal als uitvloeisel van de Europese klimaatambitie waaronder de transitie van transport van weg naar spoor en binnenvaart aanvullende eisen gaan stellen aan de inrichting en het gebruik van de corridor. De exacte omvang van en het tempo waarin al deze veranderingen zich zullen manifesteren is nu onduidelijk. Gegeven deze bovenstaande context stellen wij onszelf de vraag: “Hoe kan het transport van goederen over de vaarwegcorridor het beste anticiperen op de klimaatsveranderingenveranderingen in samenhang met de ontwikkelingen binnen de sector” ofwel hoe komen we tot een betrouwbaar, duurzaam en toekomstbestendig goederentransport over water. Om deze vraag te kunnen beantwoorden, is het noodzakelijk om kennis van het watersysteem en logistieke activiteiten met elkaar te verbinden. We willen hiertoe toewerken naar een generieke Digital Twin Vaarwegcorridor (DTV) waarin de interactie tussen schepen, het vaarwegnetwerk, de infrastructuur en de logistieke keten wordt geïncorporeerd om zo gefundeerde keuzes en beslissingen te kunnen maken. In dit voorstel bouwen we voort op een succesvolle pilot die in 2020 is uitgevoerd.

Doel van het project

Doel van het onderzoek is het (door)ontwikkelen van de pilot, valideren en toepassen van (prototype) generieke Digital Twin Vaarwegcorridor (DTV) waarmee de wisselwerking tussen infrastructuur, routing en ladingsstromen zichtbaar en geoptimaliseerd kunnen worden en waarmee de impact van toekomstscenario’s kan worden bepaald. Dit project richt zich specifiek op onderzoek waarbij nieuwe kennis wordt opgedaan op het onderling verbinden van de karakteristieken en processen van de vaarweg, infrastructuur, scheepvaart, logistiek en omgevingscondities zodat het mogelijk wordt om de impact en doorwerking van diverse scenario’s te kwantificeren. Hierbij kan worden gedacht aan: ⎯ Doorvertaling van vaarbewegingen naar emissies en daarna strategische oplossingen evalueren die tot lagere emissies leiden. ⎯ Historische droogte/hoogwater events nabootsen en daarna lange en korte termijn klimaat scenario’s analyseren voor het effect op het transport over water. ⎯

Slimmere planning en logistiek, hierbij worden de economische en milieu effecten samen beschouwd. Door de eindgebruikers nauw aan te sluiten in deze ontwikkelingen wordt een goede aansluiting met de behoefte uit de praktijk geborgd.

Motivatie

De extreme lage en hoge waterstanden in ons rivieren zorgen voor ernstige hinder voor het goederentransport over water en grote economische schade. De vraag is, hoe anticiperen we op klimaatsverandering en de veranderingen in de sector zoals verduurzaming en automatisering ? Om deze vraag te kunnen beantwoorden, is er behoefte aan een platform waarmee infrastructuur, routing en ladingsstromen geoptimaliseerd kunnen worden rekening houdend met de ontwikkelingen in de binnenvaartsector en klimaatverandering.

Innovativiteit

Technologische ontwikkeling is een marathonproces ingegaan in het binnenwatertransport door optimalisatie van transportmiddelen (autonoom varen of lichtere schepen), optimalisatie van infrastructuur of vaarweg met (al) zijn elementen (optimalisatie van de kunstwerken), of optimalisatie van logistieke (automatisering van schakels in het logistieke proces). De ontwikkelingen worden veelal vanuit een bepaald perspectief geïnitieerd en de wisselwerking tussen deze ontwikkelingen is vaak niet in beeld. Het is niet duidelijk wat de (onderlinge of gezamenlijke) invloed van deze ontwikkelingen zou zijn. Hoe zou het vervoer beïnvloed worden door autonoom varen? Wat voor soort veranderingen zijn nodig in de vaarweginfrastructuur? Hoe beïnvloedt de klimaatverandering de binnenwatertransport? Welke ontwikkelingen leiden tot vermindering van de emissies van de scheepvaartsector? Waar liggen de mogelijkheden? Met de Digital Twin Vaarwegcorridor kunnen deze vragen onderzocht gaan worden. De integratie en de directe interactie tussen het gebruik en het fysieke vaarwegnetwerk (infrastructuur, waterbeweging, scheepvaart en logistiek) is innovatief. De Integratie van numerieke modellen, agent-based modelling en scheepvaart data (logboeken) leiden tot een innovatieve platform die door verschillende partijen en voor verschillende doeleinden gebruikt kan worden om de veranderingen in verschillende elementen te vertalen naar impacts (vaartijden, kosten, emissie, etc.). Daarnaast wordt binnen dit onderzoek aangesloten bij het SmartPort Data Dashboard initiatief. In dit dashboard worden historische (bijv. CBS, Destatis) en actuele (bijv. AIS) gegevens over het goederentransport in Nederland en Duitsland in kaart gebracht op basis van open databronnen. Deze informatie kan worden gekoppeld en toegankelijk worden gemaakt als open source platforms zoals de Digital Twin. In dit samenwerkingsproject sluiten we aan bij lopende (PhD) onderzoeken bij de universiteiten zoals die bij de TU Delft (Klimaatverandering en de binnenvaart (Frederik Vinke); Green Power (Man Jiang); Poseidon

(Solange van der Werff)). Het innovatieplatform DigiShape zal worden aangewend voor gezamenlijke informatie en ontwikkelingssessies om te komen tot een developer -en user community rondom de DTV.

Valorisatie

De kennis en het instrument dat in dit project wordt ontwikkeld is direct toegankelijk door de geïnteresseerden. Door het organiseren van open community sessies wordt het instrument en het gebruik daarvan direct gekoppeld aan de wensen van de stakeholders (zoals vervoerders, terminal operators, onderzoek instellingen, privé en publiek partijen). Het instrument kan gebruikt worden voor operationele of voor onderzoeksdoeleinden. Het kan gebruikt worden door kennisinstellingen voor onderzoek, door bedrijfsleven om hun processen verder te optimaliseren. Hiermee is dit project verzekerd van gebruik van het instrument dat in dit project wordt ontwikkeld. De tool inclusief handleiding en gegevens (mits ze open data zijn) zijn open source. Deze worden online geplaatst.

Looptijd project

Startdatum project 01-03-2021

Einddatum project 30-09-2022