Ausgangslage

Die Herausforderung des Kingcat-Projekts war: Für den innovativen 21-Meter-Highspeed-Katamaran Kingcat M270 ein ebenso innovatives Überwachungs- und Steuerungssystem zu bauen. Auch ein nicht-professioneller Kapitän sollte das System einfach und sicher bedienen können. Gleichzeitig musste die Paranor-Entwicklung strengsten Sicherheitsvorschriften der Schifffahrt entsprechen.

Kingcat M292

Lösung

Paranor konzipierte – in Anlehnung an moderne Flugzeugcockpits – ein Monitoring-, Control- und Alarmsystem (MCAS). Dieses ist über fünf in der Kommandobrücke integrierte Touchscreens zu bedienen.

Kommandobrücke Kingcat M270

Dem Kapitän werden Daten von mehr als 500 Sensoren aus den Bereichen Navigation, Antrieb, Treibstoffversorgung, Wasser- und Feuermelder sowie Bordelektrik übersichtlich präsentiert – grösstenteils in graphischer Form. Ein Standard-Industriebus (Profibus) dient als Interface für die Signale. Ein ausgeklügeltes Alarmierungssystem sorgt dafür, dass der Kapitän kritische Betriebszustände sofort erkennt; ohne dabei von unwichtigen Meldungen überflutet zu werden.
Das System besticht durch Einfachheit, Robustheit und Redundanz – gibt es auf hoher See doch üblicherweise weder Anwender-Helpdesks noch Systemadministratoren. Im Notfall lässt sich MCAS selbst mit minimaler Netzwerkbandbreite fernwarten.
Die graphische Benutzeroberfläche hebt sich markant von gängigen Anwendungen ab: Die Reduktion auf das Wesentliche, eine klare Farb- und Formensprache, eine einfache und übersichtliche Darstellung sowie ein einheitliches, leicht verständliches Bedienungskonzept liefern der Crew auch in kritischen Situationen verlässliche Informationen.

Realisierung

Nach der gemeinsamen Bestimmung der Anforderungen und der Konzept-Entwicklung wurde der Proof-of-Concept durch diverse Prototypen erbracht.

MCAS baut auf folgende Schlüsseltechnologien:

• Ada 95 als Programmiersprache für alle nicht-visuellen Komponenten. Die Robustheit von Ada 95 wurde in der Aviatik erprobt. Auch die herausragenden Tasking-Konzepte sprechen für diese Sprache.
• Java für die Benutzerschnittstelle. Die Gründe liegen auf der Hand: Javas Stärken in den Bereichen Grafik und Internationalisierung. Zudem punktet die Sprache mit ihrer einfachen Portierbarkeit.
• CORBA als Kommunikationsbus zwischen den Softwarekomponenten, die auf verteilten Rechnern laufen.
• Ein Relationales Datenbanksystem für das Speichern von Tausenden von Betriebparametern und für die fortlaufende Aufzeichnung von Signalen und kritischen Ereignissen (entsprechend der «Black Box» in Flugzeugen).

In einer ersten Testphase wurden technologische Defizite in der Kommunikation verteilter Komponenten identifiziert, insbesondere beim Auftreten von Extremsituationen wie bspw. Hardwareausfällen. Paranor entwickelte daraufhin ein eigenes Framework für robuste, verteilte Softwarekomponenten – das Anthill Framework. Dieses gelangte später auch in anderen Projekten zur Anwendung.
MCAS läuft seit mehreren Jahren zuverlässig! Und zwar unter teilweise widrigen Verhältnissen. Als einst – auf Grund eines Ventilatordefekts – einer von zwei Server-Rechnern ausfiel, bemerkte der Kapitän aus eigener Initiative keine Auswirkungen. Das automatische Diagnosesystem musste ihn beim nächsten Aufstarten explizit darauf hinweisen.
Das gesamte System entspricht dem geforderten Standard Rules for Classification of High Speed and Light Craft. Dieser Standard wird durch die strengste Zertifizierungsbehörde, die DNV (Det Norske Veritas), definiert.