Nooit eerder werden scheepsbewegingen zo volledig in kaart gebracht: van een landelijk overzicht tot een plaatselijk knooppunt. “Je ziet gewoon hoe het netwerk functioneert.”
De visualisatie van vier maanden aan AIS-gegevens geeft een gedetailleerd beeld van het scheepvaartverkeer. Hoe meer verkeer op een bepaalde plek, hoe lichter de kleur. (Beeld: Solange van der Werff)

Nooit eerder werden scheepsbewegingen zo volledig in kaart gebracht: van een landelijk overzicht tot een plaatselijk knooppunt. “Je ziet gewoon hoe het netwerk functioneert.”

Read in English

Waterwegbeheerders hebben al langere tijd belangstelling voor Automatic Identification System (AIS)-gegevens. Ga maar na: vrijwel ieder schip is voorzien van dit systeem dat minimaal iedere zes minuten een bliep uitzendt met gegevens over scheepstype, grootte, positie, koers en snelheid. Het systeem is ontwikkeld voor de verbetering van de veiligheid op het water, maar nu het zo algemeen geworden is, blijkt AIS ook andere toepassingen te hebben. Sla alle AIS-blieps op, en je weet alles over de drukte op de vaarwegen, wachttijden voor havens en sluizen, snelheid die schepen varen en uitwijkroutes die ze nemen. Dat is goud voor de beheerders en onderzoekers.

Alleen - het mag niet. Dat vertelt prof.dr.ir. Mark van Koningsveld. Zijn vakgebied binnen de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen zijn de havens en vaarwegen. Hij werkt daarnaast bij Van Oord, waar hij zich toelegt op vernieuwende ecologische projecten en datagebruik. Na invoering van de Algemene Verordening Gegevensbescherming (AVG) mochten AIS-data niet meer vrij gebruikt en gedeeld worden omdat ze persoonlijke gegevens bevatten over de eigenaars van de schepen – sommige schepen zijn ook woningen. Pas nadat de TU Delft vorig jaar een overeenkomst sloot met Rijkswaterstaat kwamen de AIS-data, gestript van alle persoonlijke gegevens, vrij voor onderzoek.

Planetary Computer
Een onderzoeksconsortium van TU Delft, Deltares en Marin kreeg van Rijkswaterstaat de beschikking over geanonimiseerde scheepsbewegingen in Nederland over een periode van vier maanden: een verzameling van vier miljard scheepsposities. Dat waren er veel te veel om in hoge resolutie te verwerken. Maar gelukkig had Fedor Baart (TU Delft en Deltares) een plan. Hij kende de Microsoft Planetary Computer – een krachtige rekenservice in de cloud bedoeld voor milieuvriendelijke projecten. Zijn aanvraag werd gehonoreerd en het rekenwerk kon beginnen.

Ir. Solange van der Werff, promovendus bij Van Koningsveld, vertelt hoe ze de vier miljard scheepsposities heeft opgesplitst in 20 duizend upload-pakketjes. En hoe de Planetary Computer elk van die posities heel precies in de kaart heeft gezet. Bij eerdere visualisaties op deze schaal werden scheepsposities vaak ‘samengevat’ in pixels van tientallen meters. Dankzij de grotere rekenkracht kon nu het volledige detail in de visualisatie naar voren komen, waardoor het mogelijk werd om vanuit het overzicht in ter zoomen tot heel specifieke details. Zo groeiden 4 miljard puntjes uit tot een unieke maritieme druktekaart. Van der Werff zal de eerste aanblik van het resultaat nooit vergeten: “Dat was zo gaaf om te zien. Je ziet de hoofdvaarroutes op de Noordzee. Je ziet de veerboten oversteken naar Engeland. Bootjes varen in heel regelmatige patronen voor de aanleg van windparken, maar je ziet ook precies waar de ponten het IJ oversteken.”

(Verhaal gaat verder onder de foto's)

Rotterdam - Op de hoofdvaarroutes geven de schepen flink gas (gele banen) en zetten koers naar hun bestemming. Ten zuiden van de vaarroutes liggen schepen voor anker. Net buiten de Nieuwe Waterweg, aan de noordkant van de vaarroute, liggen loodsboten te wachten. (Beeld: Solange van der Werff)

IJmuiden – Vanuit IJmuiden varen werkschepen met hoge snelheid naar de windparken om daar vervolgens vrijwel stilliggend werkzaamheden uit te voeren. Daar tussendoor schiet de veerboot naar Newcastle. Verder buitengaats is het verkeersscheidingsstelsel zichtbaar waar snel gevaren wordt. (Beeld: Solange van der Werff)

Amsterdam – het IJ ter hoogte van het Centraal Station is het drukst bevaren. Ponten varen niet alleen recht naar de overkant, maar ook naar het NDSM terrein in het noorden en de Houthavens aan de overkant. Op alle grachten wordt gevaren, maar het meest middenin het centrum. Bij de Oranjesluizen (oost) gaan de meeste schepen zuidwaarts het Amsterdam-Rijnkanaal op . (Beeld: Solange van der Werff)

Schepen als data
Hoe fraai de plaatjes ook zijn, het echte nut ligt in het gebruik van de data. De AIS-gegevens maken de scheepvaart opeens kwantificeerbaar, en inpasbaar in simulaties om scheepvaart mee te modelleren. Door die koppeling van modellen en verkeersdata kunnen waterwegbeheerders op zoek gaan naar manieren om de doorstroming te verbeteren, bijvoorbeeld rond sluizen. In een simulatie met een digitale tweeling van de Nederlandse vaarwegen kunnen ze de effecten bestuderen van het sluiten van een sluis, de aanleg van een windpark voor de kust, of van onderhoudswerkzaamheden.
 

De CO2-uitstoot door schepen in kaart gebracht bij de Krammersluizen. (Beeld: Solange van der Werff)

De maritieme druktekaart is een technologische demonstratie. Iedere havenautoriteit kan er gebruik van maken. Gaat dat ook gebeuren? Van der Werff verwacht dat de eerste belangstelling uit de hoek van CO2-reducties komt. Ook havens staan onder druk om de CO2-emissies te verminderen. Uit de combinatie van AIS-data en andere gegevens zoals stroming en waterdiepte valt de CO2-uitstoot van een vaartuig te berekenen en in kaart te brengen. Waar is die het grootst, en wat valt daaraan te doen? “Al dit soort toepassingen worden nu mogelijk”, valt haar promotor haar bij.