Δρ. Γεωργία Αϋφαντοπούλου Διευθύντρια Ερευνών ΕΚΕΤΑ/ΙΜΕΤ. Export Summit VII Θεσσαλονίκη, 13 Ιουνίου, 2019

Transcript

1 Εφαρμογές του Διαδικτύου των Πραγμάτων (ΙοΤ) στην περιβαλλοντική διαχείριση των ευρωπαϊκών λιμένων και καινοτόμες λύσεις για την αποδοτικότητα συνδυασμένων μεταφορών Δρ. Γεωργία Αϋφαντοπούλου Διευθύντρια Ερευνών ΕΚΕΤΑ/ΙΜΕΤ Export Summit VII Θεσσαλονίκη, 13 Ιουνίου, 2019

2 Δομή της παρουσίασης Αποτελέσματα έρευνας του Ινστιτούτου Μεταφορών σχετιζόμενα με την θαλάσσια οικονομία Διαδίκτυο των πράγματων στη περιβαλλοντική διαχείριση λιμενικών εγκαταστάσεων Εφαρμογές αυτόνομων οχημάτων στη λειτουργίες λιμένων Ηλεκτρικά πλοία για την ακτοπλοΐα Κεφαλαιοποίηση της Έρευνας για την οικονομική ανάπτυξη

3 PIXEL Εκεί που το IoT συναντά το λιμάνι του μέλλοντος Θεματική ενότητα: MG The Port of the future Συνολικός προϋπολογισμός: 4,890, Διάρκεια: Μάϊος Απρίλιος 2021 (36 μήνες) Αριθμός εταίρων: 15 - από 7 χώρες: Ισπανία, Σλοβενία, Ιταλία, Γαλλία, Κροατία, Ελλάδα & Η.Β. 3

4 Εταίροι του έργου PIXEL IMET

5 Γενικό πλαίσιο Η ανάλυση, μέτρηση και διαχείριση ετερογενών δεδομένων στα λιμάνια είναι σήμερα ιδιαίτερα δύσκολη Τα λιμάνια αντιμετωπίζουν σημαντικά εμπόδια στη βελτιστοποίηση των εσωτερικών διαδικασιών τους Gross weight of goods transported in European Ports in 2016 (in tonnes) Source: Eurostat. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις αυξάνονται Η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ των εμπλεκόμενων φορέων και σχετικών συστημάτων εντός μικρών και μεσαίων λιμένων περιορίζεται κυρίως στα επίσημα έγγραφα και υπηρεσίες μεταξύ δημόσιων αρχών Η ολοκλήρωση των επιχειρησιακών δεδομένων μεταξύ των εμπλεκόμενων εταίρων απέχει πολύ από την βέλτιστη κατάσταση για την πλειονότητα των λιμένων Αυξάνονται συνεχώς τα διαθέσιμα δεδομένα, η ολοκλήρωση και χρήση των οποίων θα μπορούσε να επηρεάσει θετικά την περιβαλλοντική διαχείριση των λιμένων

6 Το έργο PIXEL με μια ματιά Όραμα Η υλοποίηση ενός οράματος για τον λιμένα του μέλλοντος (Port of the Future), στο οποίο τα μικρά & μεσαία ευρωπαϊκά λιμάνια είναι πόλοι καινοτομίας στον τομέα της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας Αποστολή Να μεταφέρει το παράδειγμα του βιώσιμου λιμένα του μέλλοντος στο πλήρες φάσμα των λιμένων (συμπεριλαμβανομένων των μικρών & μεσαίων) Στόχοι 1. Διασύνδεση, μέσω εφαρμογών IoT, των επιχειρησιακών πόρων λιμένων, επιχειρήσεων του τομέα μεταφορών & logistics & των δικτύων αισθητήρων των πόλεων 2. Αυτόματης ενσωμάτωση και ομογενοποίηση ετερογενών δεδομένων πολλαπλών πηγών από ένα ευρύ φάσμα εμπλεκόμενων φορέων και συστημάτων 3. Ανάπτυξη ενός dashboard επιχειρησιακών λειτουργιών για την ταχύτερη, ακριβέστερη και σε μεγαλύτερο βάθος ανάλυση των λιμενικών λειτουργιών 4. Μοντελοποίηση & προσομοίωση των λιμενικών λειτουργιών με στόχο την αυτοματοποιημένη βελτιστοποίηση τους 5. Ανάπτυξη αλγορίθμων πρόβλεψης 6. Ανάπτυξη μεθοδολογίας για την ποσοτικοποίηση, ερμηνεία & ενσωμάτωση όλων των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των λιμενικών δραστηριοτήτων σε ένα μοναδικό δείκτη (Port Environmental Index)

7 Τι θα προσφέρουν στην κοινότητα τα αποτελέσματα του έργου Η πρώτη ενιαία πλατφόρμα IoT που επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας των λειτουργιών με ταυτόχρονη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων Ο Port Environmental Index ως ποσοτικός σύνθετος δείκτης των συνολικών περιβαλλοντικών επιδόσεων ενός λιμένα Dashboard με επιχειρησιακά εργαλεία για τη λήψη αποφάσεων (παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και ανάλυση πρόβλεψης) Κόμβος πληροφοριών (Information Hub) & λειτουργείες βελτιστοποίησης μέσω ευφυών μοντέλων (ενέργεια, μεταφορές, ρύπανση, πληροφόρηση λιμένα-πόλης)

8 Πλατφόρμα ΙοΤ με στόχο τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων Δυνατότητες Ετερογενείς πληροφορίες από ετερογενείς πηγές Ολοκλήρωση υφιστάμενων συστημάτων Τεχνολογίες γενικής εφαρμογής (enabling technologies) Αξιολόγηση μέσω δεικτών απόδοσης Σχεδιασμός Security-by-design Δομοστοιχειωτός σχεδιασμός (Modularity) και επεκτασιμότητα

9 Περιπτώσεις εφαρμογής Τρία μικρού & μεσαίου μεγέθους λιμάνια για να καταδείξουν την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων του έργου & ένα μεγάλο για να διασφαλίσει την επεκτασιμότητά του Αντιμετώπιση ευρέος φάσματος περιπτώσεων Χρήση διαφορετικών σεναρίων ολοκλήρωσης Intermodal transport use-case Energy management use-case Port-city integration use-case Port Environmental Index use-case (ενσωμάτωση σε όλες τις περιπτώσεις εφαρμογής)

10 Ένας ενιαίος δείκτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων (Port Environmental Index) που κάνει χρήση εφαρμογών ΙοΤ Τα λιμάνια χρειάζονται σαφή κατανόηση και αποτίμηση των συνολικών περιβαλλοντικών τους επιδόσεων Οι λιμένες μπορούν να βελτιστοποιήσουν τη χρήση των πόρων τους ενσωματώνοντας την παρακολούθηση και αποτίμηση των περιβαλλοντικών τους επιδόσεων στην λήψη αποφάσεων Ο Δείκτης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (Port Environmental Index) είναι ένας σύνθετος δείκτης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των λιμένων που επιτρέπει την παρακολούθηση του περιβαλλοντικού τους αποτυπώματος σε πραγματικό χρόνο και τον σχεδιασμό δράσεις για τη μείωσή του Emissions to the atmosphere Emissions of wastewater Noise emissions Production of waste Light pollution Odour emissions

11 PIXEL Μοντέλα πρόβλεψης Μοντέλο ζήτησης/προσφοράς ενέργειας Μοντέλο πολυτροπικών μεταφορών Μοντέλο εκπομπών Πρόβλεψη της κατανάλωσης ενέργειας με βάση τη χρήση προδιαγραφών εξοπλισμού (π.χ. διαχείρισης φορτίων), αισθητήρων κατανάλωσης ενέργειας σε πραγματικό χρόνο και τις μετεωρολογικές συνθήκες (π.χ. φωτισμός επιφανειών, απαιτήσεις θέρμανσης κτιρίων, κλπ.) Πρόβλεψη της παραγωγή ηλιακής ενέργειας με βάση στοιχεία ακτινοβολίας και τις καιρικές συνθήκες (μετρήσεις αισθητήρων ή δορυφορικά εργαλεία) Εξισορρόπηση της κατανάλωσης και της παραγωγής ενέργειας Πρόβλεψη οδικής κυκλοφορίας για ενδεχόμενα σημεία συμφόρησης στις πύλες των λιμένων Περιλαμβάνει τρέχοντα δεδομένα κυκλοφορίας στην πόλη, ώστε να εντοπιστεί η πιθανή κυκλοφοριακή συμφόρηση Ενσωματώνει αισθητήρες / πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση των πυλών εισόδου Ενσωματώνει τις καιρικές συνθήκες που μπορούν να οδηγήσουν σε συμφόρηση από την πλευρά της θάλασσας Μητρώο εκπομπών Ρύποι στον αέρα, νερό & έδαφος Πρόβλεψη ρύπανσης σε χρόνο & χώρο

12 Όταν μιλάμε για περιβαλλοντικά φιλικά λιμάνια & ναυτιλία Η επίτευξη συνεργειών με συναφείς περιοχές έρευνας και καινοτομίας είναι κρίσιμη Το έργο PIXEL επικεντρώνεται: Στην ανταλλαγή/διαμοιρασμό πληροφοριών με τη χρήση υποδομών τεχνολογιών πληροφορικής Δημιουργία ενός ευρέως διαθέσιμου περιβάλλοντος cloud (PIXEL Information Hub) που συλλέγει ετερογενή δεδομένα που σχετίζονται με τις λιμενικές λειτουργιών Αξιοποίηση των εφαρμογών IoT ως αποτελεσματικού μηχανισμού αυτόματης συλλογής Στην πρόβλεψη με χρήση αλγορίθμων για τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων λιμένων Χρήση τεχνικών machine learning Στην υποστήριξη της περιβαλλοντικής διαχείρισης μικρών και μεσαίων λιμένων Χρήση του Δείκτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (Port Environmental Index) ως ενισαίου δείκτη των περιβαλλοντικών επιπτώσεων Βελτιστοποίηση πολυτροπικών μεταφορών Αποτελεσματική ενσωμάτωση δεδομένων που προέρχονται από πληροφοριακά συστήματα και αισθητήρες πραγματικού χρόνου Σημαντικές συνέργειες μπορούν να επιτευχθούν λαμβάνοντας υπόψη αποτελέσματα έρευνας και καινοτομίας από άλλους τομείς, όπως : τις περιβαλλοντικά φιλικές «πράσινες» θαλάσσιες μεταφορές την αυτοματοποίηση λιμενικών διαδικασιών

13 Δυνητικές συνέργειες: Το παράδειγμα της «πράσινης» ακτοπλοΐας (1) Χαρακτηριστικά του κλάδου σε διεθνές επίπεδο Ο κλάδος έχει δείξει σημεία ανάκαμψης από την οικονομική κρίση κατά την τελευταία τριετία Κύριες προκλήσεις απορρέουν από την περιβαλλοντική νομοθεσία (επίπεδα εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, CO2, θορύβου). Χρήση ναυτιλιακού καυσίμου μικρής περιεκτικότητας σε θείο 0,5% (IMO Sulphur Cap 2020) Μεταβαλλόμενες τιμές ενέργειας και αυξανόμενες απαιτήσεις για περιβαλλοντικά φιλικά, οικονομικά και ασφαλή πλοία Ανάδειξη εναλλακτικών που βασίζονται σε περιβαλλοντικά φιλικές πηγές ενέργειας (π.χ. ηλεκτρικά ferries)

14 Δυνητικές συνέργειες: Το παράδειγμα της «πράσινης» ακτοπλοΐας (2) Ανταπόκριση στις προκλήσεις του κλάδου Η ΕΕ προσπαθώντας να ανταποκριθεί στις προκλήσεις που αντιμετωπίζει ο κλάδος, χρηματοδοτεί σειρά έργων όπως το E- ferry, το οποίο περιλαμβάνει τον σχεδιασμό, κατασκευή και επίδειξη ενός πλήρως ηλεκτρικού ferry για συνδέσεις μεσαίων αποστάσεων Το ferry Ellen, το πρώτο 100% ηλεκτρικό ferry είναι ένα drive-through Ro-Ro Ferry με ένα συνεχόμενο επίπεδο για trailers και αυτοκίνητα, και με λειτουργική απόσταση 22 ν.μ. Έχει μήκος (oa/pp) 59.50m / μ. και πλάτος 13,40 μ. Μπορεί να μεταφέρει 31 αυτοκίνητα ή 4 φορτηγά και 8 αυτοκίνητα σε ανοιχτό κατάστρωμα και 147/196 επιβάτες τον χειμώνα/καλοκαίρι. Το πλήρωμά του είναι 3&4 μέλη για 147 και 196 επιβάτες αντίστοιχα. Το Ellen έχει υψηλότερο κόστος κατασκευής από ένα αντίστοιχο συμβατικό ferry αλλά χαμηλότερο κόστος λειτουργίας Η έρευνα αγοράς έχει δείξει ότι υπάρχει ένας σημαντικός αριθμός ακτοπλοϊκών συνδέσεων στις οποίες το Ellen θα μπορούσε να είναι ανταγωνιστικό Περαιτέρω βελτιστοποίηση των μπαταριών (επεκτείνοντας την ακτίνα του στα 36 ν.μ αναμένεται να ενισχύσει το δυναμικό του στην αγορά

15 Electric ferry 1/6/2019 A Game Changing approach to medium range ferry connections

16 Δυνητικές συνέργειες: Το παράδειγμα της αυτοματοποίησης LOGIMATIC aims at implementing and validating an accurate localization and navigation system to automate the Straddle Carrier operations in an enhanced container chain management in port yards, thus increasing the efficiency of this type of operations, speeding up the tasks, enabling resource and space optimization and allowing operations at night.

17 Μεγιστοποίηση της προσφερόμενης αξίας της έρευνας (1/3) Ένα κύριο ερώτημα παραμένει: Πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε την αξία που μας παρέχουν τα αποτελέσματα της έρευνας & καινοτομίας; Κύριες προϋποθέσεις: 1. Επιτάχυνση της τεχνολογικής καινοτομίας σε οριζόντιες περιοχές έρευνας (π.χ. ΙοΤ, ΑΙ, modeling / simulations, battery storage new materials, automated vehicles connectivity) και διασύνδεσή της με τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι συγκεκριμένοι κλάδοι της οικονομίας. Συνεργασία επιχειρηματικής και ερευνητικής κοινότητας. 2. Δημιουργία ενός μηχανισμού που θα ανιχνεύει αναδυόμενες εφαρμογές τεχνολογικής και οργανωτικής καινοτομίας & ανάπτυξη υποδομών καινοτομίας

18 Μεγιστοποίηση της προσφερόμενης αξίας της έρευνας (1/3) Πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε την αξία που μας παρέχουν τα αποτελέσματα της έρευνας & καινοτομίας; New material IoT Sensors & cloud computing Batteries & new energy storage Simulation & forecasting Automated vehicles Digital logistics operations

21 Μεγιστοποίηση της προσφερόμενης αξίας της έρευνας (1/3) Ένα κύριο ερώτημα παραμένει: Πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε την αξία που μας παρέχουν τα αποτελέσματα της έρευνας & καινοτομίας; Κύριες προϋποθέσεις: 1. Επιτάχυνση της τεχνολογικής καινοτομίας σε οριζόντιες περιοχές έρευνας (π.χ. ΙοΤ, ΑΙ, modeling / simulations, battery storage new materials, automated vehicles connectivity) και διασύνδεσή της με τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι συγκεκριμένοι κλάδοι της οικονομίας. Συνεργασία επιχειρηματικής και ερευνητικής κοινότητας. 2. Δημιουργία ενός μηχανισμού που θα ανιχνεύει αναδυόμενες εφαρμογές τεχνολογικής και οργανωτικής καινοτομίας & ανάπτυξη υποδομών καινοτομίας 3. Βελτίωση των ικανοτήτων (competencies) των επιχειρήσεων του τομέα των μεταφορών & logistics 4. Βελτίωση των ικανοτήτων (capabilities) και ψηφιακών δεξιοτήτων (skills) του ανθρώπινου κεφαλαίου

22 Μεγιστοποίηση της προσφερόμενης αξίας της έρευνας (1/3) 1/7/2019 Εναρκτήρια ημερίδα competence Center for Business & Logistics Challenges

23 Ευχαριστώ+ Ερωτήσεις; This Communication is part of a project that has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement Nº Export Summit VII Thessaloniki, June 13, 2019 Dr Georgia Ayfantopoulou Deputy Director-Research Director, Head of Sector B CERTH/HIT