Der Webservice INSEL ist eine webbasierte Anwendung zur Bereitstellung hochwertiger Fachdaten sowie spezialisierter Algorithmen für die Binnenschifffahrt. Die Plattform wird seit 2021 im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte entwickelt.
Ziel von INSEL ist es, Infrastruktur-, Gewässer- und Verkehrsdaten zentral verfügbar zu machen und ergänzend fachliche Dienste zur Datenverarbeitung bereitzustellen. Damit soll die Digitalisierung und Automatisierung in der Binnenschifffahrt gezielt unterstützt werden.
Der Dienst richtet sich an Forschungspartner, Entwickler datengetriebener Anwendungen und an die interessierte Öffentlichkeit.
INSEL stellt seine Daten und Dienste über eine standardisierte REST-API zur Verfügung. Anwendungen können dabei automatisiert auf aufbereitete Fachdaten und Dienste zugreifen. Derzeit stehen die folgenden Dienste zur Verfügung: Stationierung, Rückstationierung, RIVER-ETA (Regression based Intelligent Vessel ETA Refinement), Routenplanung und Strömungsinterpolation.
Über eine integrierte Swagger-UI lassen sich die API-Endpunkte direkt auf der Webseite interaktiv erkunden und ausprobieren. Ergänzend dazu bietet die Webseite eine Dokumentation und weiterführende Hilfestellungen.
Mit diesem Ansatz schafft INSEL die Grundlage für innovative Anwendungen, etwa im Bereich der intelligenten Routenplanung, der adaptiven Fahrverhaltenssteuerung oder der Integration (teil-)autonomer Technologien in der Binnenschifffahrt.
Der Webservice ist modular, erweiterbar und serviceorientiert konzipiert. Bei der Entwicklung stehen Wartbarkeit, Betriebssicherheit sowie ein stabiler und leistungsfähiger Einsatz im Vordergrund.
Der Zugang zu INSEL ist grundsätzlich öffentlich. Aktuell erfolgt die Freischaltung noch per E-Mail-Anfrage, perspektivisch soll der Dienst jedoch ohne Registrierung nutzbar sein.
Derzeit werden weitere Modelle, insbesondere für Prognosen, entwickelt. Zudem sollen in Zukunft zusätzliche Infrastrukturdaten wie Verkehrszeichen, Verbotszonen und Brückendurchfahrtshöhen über den Webservice abrufbar sein.
Im Auftrag der Bundesanstalt für Wasserbau wurde vom Ingenieurbüro Schmid die Abflussaufteilung vor und hinter dem Parallelwerk Walsum-Stapp inklusive der Geschwindigkeitsprofile gemessen.
- Rhein-km 792 bis 796
Erste Messkampagne bei Mittelwasser (MW) − 1 m, 24.03.2022
- Wasserspiegelfixierung (H_WSP)
- Querprofilmessung (H_Sohle)
- Durchflussmessung (Q)
- Fließgeschwindigkeit (v_Str)
QS ist erfolgt
Im Auftrag der Bundesanstalt für Wasserbau wurde vom Ingenieurbüro Schmid die Abflussaufteilung vor und hinter dem Parallelwerk Walsum-Stapp inklusive der Geschwindigkeitsprofile gemessen.
- Rhein-km 792 bis 796
Zweite Messkampagne bei Mittelwasser (MW), 31.01.2023
- Wasserspiegelfixierung (H_WSP)
- Querprofilmessung (H_Sohle)
- Durchflussmessung (Q)
- Fließgeschwindigkeit (v_Str)
QS ist erfolgt
Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht ein in der Literatur beschriebenes Integralverfahren zur Berechnung der zeitlichen Mittelwerte der radialen Geschwindigkeits-, Konzentrations- und Temperaturverteilungen in verdrallten Diffusionsflammen. Bei dieser Berechnungsmethode, die auf der physikalisch begruendeten Analogie von Waermeleitung in festen Koerpern und dem Impuls-, Stoff- und Waermetransport in freien Stroemungen beruht, werden die gemaess der Grenzschichttheorie vereinfachten Impulserhaltungsgleichungen durch eine Transformation in ein fiktives Koordinatensystem linearisiert und anschliessend geloest. Die Verknuepfung der beiden Koordinatensysteme erfolgt mit Hilfe spezieller Koeffizienten, die anhand von Messwerten berechnet und optimiert werden muessen. Als Eingangsgroessen werden die Geschwindigkeits- und Konzentrationsverteilungen in der Duesenaustrittsebene benoetigt. Zur Berechnung und Optimierung der Uebertragungskoeffizienten des Berechnungsverfahrens wurden die radialen Verteilungen der Axial- und Tangentialgeschwindigkeiten, der Konzentrationen von Methan, Sauerstoff und Kohlendioxid sowie der Temperaturen in verdrallten Diffussionsflammen in mehreren Querebenen ueber dem Duesenaustritt gemessen. Neben der Drallstaerke wurde auch der Brennersteinoeffnungswinkel variiert. Die Geschwindigkeitsmessungen erfolgten mit der Laser-Doppler-Anemometrie. Um eine optische Zugaenglichkeit des Duesennahbereiches zu ermoeglichen, wurden die Brennersteine aus temperaturbestaendigem Quarzglas hergestellt. Die in den Strahlengang eingebrachten Brennersteine bewirken u.a. Messpunktverschiebungen, die berechnet und bei der Auswertung beruecksichtigt wurden. Die Grundlagen des Berechnungsverfahrens werden - erstmals - in ausfuehrlicher Form dargestellt und erlaeutert. Der Einfluss, den die Brennersteine auf das Stroemungsfeld ausueben, kann durch spezielle, in die Berechnungsgleichungen implementierte Faktoren beruecksichtigt werden. In gleicher Weise gelingt es, die bei der Verbrennung stattfindenden chemischen Umsetzungen nachzuvollziehen. Durch die Kombination der berechneten Konzentrationsverteilungen mit einem einfachen Reaktionsgleichungssystem ist es schliesslich moeglich, eine Aussage ueber die Temperaturverteilungen zu treffen. Die berechneten Geschwindigkeits-, Konzentrations- und Temperaturverteilungen zeigen in allen Faellen zufriedenstellende bis gute Uebereinstimmungen im Vergleich mit den Messwerten. Die Transportformationskoeffizienten und Faktoren des Berechnungsverfahren lassen sich im allgemeinen mit Hilfe mathematischer Naeherungsfunktionen beschreiben. Das Integralverfahren bietet die vortreffliche Moeglichkeit einer schnellen, ingenieurmaessigen, d.h., anwendungsbezogenen Modellierung verdrallter Freistrahlen und frei brennender Drallflammen, die bereits auf einem herkoemmlichen Personalcomputer durchgefuehrt werden kann.
Stroemung von Nachklaerbecken von biologischen Abwasserreinigungsanlagen werden hydraulisch erforscht. Dabei wird der Dichterstroemung und der dadurch induzierten Geschwindigkeitsverteilung spezielle Aufmerksamkeit gewidmet. Ziel der Arbeit ist die Verbesserung von Nachklaerbeckenstroemungen durch Einbauten von optimierten Leitelementen, beispielsweise Ablenkwaenden, Zwischenwaenden oder der besseren Gestaltung des Ablaufes. Die Arbeit wird auf Naturanlagen im Grossmassstab ausgefuehrt.