Auf Kurs: Die Zukunft auf dem Bodensee

Smart Green City-Projekt entwickelt intelligentes Assistenzsystem für die Schifffahrt

Die Bodenseeschifffahrt wird intelligenter und effizienter: Im Smart Green City-Projekt „Ökonomisches Assistenzsystem für die Bodenseeschifffahrt“ wird eine Anwendung entwickelt, die SchiffsführerInnen bei der Steuerung von Schiffen bzw. Fähren unterstützt. Das Ziel
ist, mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) den Betrieb des Schiffes zu optimieren und den Energieverbrauch zu senken.

Projektpartner sind die Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG), die Universität Konstanz und die Bodensee- Schiffsbetriebe GmbH (BSB). Entwickelt und erprobt wird das System zunächst für das vollelektrische Fahrgastschiff „MS Insel Mainau“. Das Herzstück des Projekts ist ein sogenannter „digitaler Zwilling“ – eine virtuelle Nachbildung des Schiffes. Dieser wird genutzt, um in Echtzeit den optimalen Kurs unter den aktuellen Umweltbedingungen zu berechnen. Das bedeutet, er berücksichtigt äußere Einflüsse wie aktuelle Winde und Strömungen, beachtet Zeitbedarf und weitere Nebenbedingungen und schlägt dem Schiffspersonal passende Geschwindigkeiten und Fahrwege im Rahmen der Route vor. So kann das Schiff mit möglichst geringem Energieverbrauch gesteuert werden.

Intelligentes Assistenzsystem hat sich auf dem Bodensee bewährt

Ein wichtiger Meilenstein im Projekt war der Reichweitentest im Sommer 2025. Im Rahmen des Tests legte die „MS Insel Mainau“ über 200 km auf dem Bodensee zurück. Das Projektteam zeigte damit eindrucksvoll, dass klimafreundliche Antriebe in der Schifffahrt eine echte Alternative sind und wie aktuelle Wind- und Strömungsinformationen zur Routenplanung genutzt werden können.

So funktioniert das System

Intelligente Datenerfassung: Über 92 verschiedene Sensoren am Schiff erfassen alle fünf Sekunden Daten – von der Motorleistung über den Batteriestand bis hin zur GPS-Position. Bisher konnten bereits über 4,5 Millionen Datensätze zuverlässig in einer Datenbank der Universität Konstanz erfasst und verarbeitet werden.
 

Einbindung von Umweltdaten

Zusätzlich zu den Schiffsdaten fließen aktuelle Informationen über Wind und Strömung auf dem Bodensee in die Berechnungen ein. Diese werden von Modellen der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg stündlich vorhergesagt und für das Projekt bereitgestellt. So kann das System berücksichtigen, wo gerade günstige Strömungen herrschen oder wo Gegenwind die Fahrt bremst.
 

Einfache Visualisierung

Die Visualisierung wird in enger Abstimmung mit den BSB entwickelt und ist damit genau auf die realen Bedürfnisse zugeschnitten: Die Schiffsbesatzung erhält über einen Monitor auf der Brücke leicht verständliche Empfehlungen – ähnlich einem Navigationsgerät im Auto. Eine digitale Karte visualisiert die effizienteste Route, ein „Effizienz-Wert“ zeigt direkt an, wie sparsam gerade gefahren wird.

Vielfältiges Potenzial in der Anwendung

Das im Rahmen des Projekts entwickelte Assistenzsystem sowie die gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen bieten erhebliches Potenzial für eine weitergehende Anwendung. Perspektivisch können diese nicht nur auf weitere Schiffe der Flotte der BSB übertragen werden, sondern stehen grundsätzlich auch anderen Schiffsbetreibern zur Verfügung. Das Konstanzer Projekt zeichnet sich durch seinen innovativen Ansatz aus, ermöglicht eine breite Skalierbarkeit auf andere Anwendungsfälle und gewährleistet die Übertragbarkeit der gewonnenen Erkenntnisse. Das geben auch die Förderkriterien des Bundesprogramms „Modellprojekte Smart Cities“ des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen vor. Darüber hinaus wird durch die systematische Erfassung und Auswertung von Daten ein nachhaltiger Datennutzen geschaffen, der über das einzelne Projekt hinaus Mehrwerte für die maritime Mobilität und die digitale Transformation im städtischen Raum generiert.

Das Projektteam

Das Assistenzsystem für die Bodenseeschifffahrt wird in einem Kooperationsprojekt von lokalen PartnerInnen konzipiert und erprobt. Das mathematische Modell und die Benutzeroberfläche werden von einem fachübergreifenden Team der HTWG und der Universität Konstanz entwickelt. Die Bodensee- Schiffsbetriebe stellen die „MS Insel Mainau“ für das Projekt zur Verfügung, haben die Datenerfassung auf dem Schiff umgesetzt und bringen ihre langjährige Erfahrung im Schiffsbetrieb ein. Die Zusammenarbeit zwischen Stadtverwaltung, den Bodensee-Schiffsbetrieben und Forschungseinrichtungen zeigt: Wenn Wissenschaft, regionale Wirtschaft und öffentliche Hand gemeinsam Lösungen entwickeln, entstehen Innovationen mit direktem Nutzen für den Standort und die Region – und Konstanz gestaltet die Zukunft aktiv mit.

Das Programm Smart Green City

Das Programm Smart Green City (SGC) stellt grundlegende Fragen: Wie wird Konstanz als Verwaltung, Wohnort und Wirtschaftsstandort besser? Welchen Beitrag leisten Daten und Technologie dazu? Gemeinsam mit zahlreichen Projektpartnern lernt und erprobt die Stadtverwaltung, welche Ansätze, Daten und Strukturen es dafür braucht – und welche nicht. Gleichzeitig baut das Programm SGC Kompetenzen und Dateninfrastruktur auf, die die Voraussetzungen für eine moderne Verwaltung, den Einsatz von KI sowie einen leistungsstarken Innovationsstandort und einen lebenswerten Wohnort schafft.

Modellprojekte Smart Cities

Das Programm des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen unterstützt 73 Kommunen dabei, gemeinsam praxistaugliche digitale und integrierte Lösungen für die Stadtentwicklung zu erarbeiten und untereinander zu teilen. Die Modellprojekte dienen als Experimentierorte, in denen Städte erproben, wie Daten, Technologie und neue Formen der Zusammenarbeit nachhaltige und gemeinwohlorientierte Entwicklung ermöglichen können. Ziel ist es, die Lösungen, Anwendungen und Erfahrungen unter den Städten zu übertragen und die Kräfte bei den Themen Digitalisierung und Stadtentwicklung zu bündeln.

Die Projektgruppe im Interview

Projektleitung Prof. Dr. Johannes Reuter, HTWG Konstanz
Christoph Witte, Geschäftsführer der Bodensee Schiffsbetriebe Konstanz
 
Herr Witte, warum engagieren sich die Bodensee-Schiffsbetriebe bei diesem Projekt? Welchen Mehrwert bringt das Assistenzsystem für die BSB?
Christoph Witte: „Das Assistenzsystem bietet uns einen klaren Mehrwert, zunächst bei der Energieeinsparung auf der MS Insel Mainau. Durch optimierte Routen und Geschwindigkeitsprofile können wir den Stromverbrauch senken – vor allem bei starken Strömungen und Winden. Die Berechnungen zeigen deutlich: Die Einsparungen sind nicht nur gut für die Umwelt, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll, insbesondere durch die Übertragbarkeit auf ältere Schiffe der Flotte. Derzeit prüfen wir, inwiefern sich das System auf ein weiteres Schiff übertragen lässt. Langfristig kann es einen wichtigen Beitrag zu unseren Nachhaltigkeitszielen und zur Dekarbonisierung leisten.“
 
Warum hier am Bodensee? Was haben KonstanzerInnen und Gäste davon?
Christoph Witte: „Besser als am Bodensee lässt sich diese Technologie kaum einsetzen! KonstanzerInnen und Gäste profitieren von einem effizienteren, umweltfreundlicheren Schiffsverkehr bei gleichzeitig zuverlässigen Fahrplänen. Zudem soll die Route künftig auch den Fahrgästen über einen Monitor angezeigt werden. Effizienzsteigerung wird so für alle sichtbar. Wichtig dabei: Das System unterstützt die Besatzung, ersetzt sie jedoch nicht. Eine entlastete Crew bedeutet mehr Sicherheit und Komfort für alle an Bord
 
Wie gestaltet sich die Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und BSB?
Dr. Johannes Reuter: Das Projekt zeichnet sich durch seinen direkten Praxisbezug aus. Wir entwickeln gemeinsam mit der BSB und der Universität Konstanz ein System, das im täglichen Einsatz unterstützt und reale Probleme lösen soll. Die Zusammenarbeit zwischen den am Projekt beteiligten Gruppen ist intensiv und vertrauensvoll. Wir sind ein Team, das begeistert und kompetent die Projektziele erreicht.
 
Lässt sich das System auch auf andere Schiffe übertragen?
Dr. Johannes Reuter: Ja, die Grundstruktur des Systems, also der digitale Zwilling, lässt sich auf andere Schiffe anpassen. Wir planen bereits den Transfer auf ein weiteres Schiff der Flotte, und perspektivisch steht das System auch anderen Betreibern zur Verfügung.

Mehr Informationen gibt es unter smart-green-city-konstanz.de/Assistenzsystem_Bodenseeschifffahrt.