Datenmanagement für dezentrale maritime Forschungs- und Entwicklungsdaten im Testfeldkontext

Abstract

In den letzten Jahren wurden zahlreiche neue Ansätze für maritime Assistenzsysteme entwickelt, die immer datenintensivere Verfahren nutzen, etwa um Trajektorien zu prädizieren, Steuerbefehle zu berechnen oder Ankunftszeiten vorherzusagen. Zur Evaluation dieser Systeme sind aufgrund komplexer werdender Datenverarbeitungsprozesse immer aufwendigere Testverfahren erforderlich. Um den Gesamtaufwand einer Systementwicklung zu beschränken, ist es daher meist sinnvoll die Entwicklung eines Testfeldes von der eigentlichen Systementwicklung zu trennen und dieses als generisch nutzbaren Service bereitzustellen. Die gemeinsame Nutzung solcher Testfelder durch verschiedenste Stakeholder aus Forschung und Industrie stellt diese jedoch vor diverse Herausforderungen bezüglich des Datenmanagements: Im Prozess der Entwicklung, Validierung und Verifikation (V+V) oder der Demonstration und Zertifizierung maritimer Assistenzsysteme spielen Daten eine essenzielle Rolle und werden zwischen verschiedensten (Teil-)Systemen und Nutzern ausgetauscht und ausgewertet. Gleichzeitig wollen involvierte Parteien ihre Daten schützen und kontrollieren und dadurch etwa mögliche Wettbewerbsvorteile bewahren oder rechtliche Rahmenbedingungen einhalten. Die so entstehende Dezentralität in der Datenverwaltung erschwert die Kollaboration in einem serviceorientierten Testfeld, insbesondere bei der gemeinsamen Verarbeitung und Analyse von Testfelddaten. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Fragestellung, wie in diesem Kontext dezentral organisierte maritime Daten mit Hilfe eines Datenmanagementsystems für einen datengetriebenen Forschungs- und Entwicklungsprozess bereitgestellt werden können. Hierzu wird eine Architektur für maritime, serviceorientierte Testfelder entwickelt, die die Besonderheiten eines dezentral organisierten Datenökosystems und die speziellen Anforderungen bzgl. des Datenmanagements im Testfeld abbilden kann. Insbesondere die Bereitstellung einer historischen Datengrundlage, das Organisieren von Daten im Rahmen von komplexen Datenverarbeitungsketten im Zusammenhang der V+V und das Verwalten von Daten für Demonstrationen und Zertifizierungen im Testfeld werden dabei unterstützt. Die entwickelte Architektur wird in einem etablierten maritimen Testfeld (eMIR) umgesetzt und schließlich bezüglich Anwendbarkeit und Performanz evaluiert.