gina evaluación de sistemas gnss/galileo en el marco de aplicaciones de efc/ruc. procedimiento,...

GINA

Evaluación de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones de EFC/RUC. Procedimiento, Metodología y resultados

GNSS for INnovative road Applications

11-13/05/2010

X Congreso Español ITS, Madrid

X Congreso ITS España, Madrid

Company’s

logo11/05/2010

GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

1. Introducción

2. El proyecto GINA

3. FOTs GINA

4. Diseño

5. Ejecución

6. Análisis Resultados

7. Conclusiones

CONTENIDOS

INTRODUCCIÓN

GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones de EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y resultados


Company’s

logo11/05/2010

GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodología y Resultados

INTRODUCCIÓN (I) Los retos de un sistema GNSS dentro de una aplicación de EFC están relacionados con los conocidos errores presentes en los sistemas GNSS actuales (p.ej GPS)

Estos errores todavía presentes en sistemas GNSS actuales degradan sus prestaciones frente a los requisitos de una aplicación EFC

Todavía no existen unas prestaciones claras y definidas para las aplicaciones EFC. En términos de estandarización las ultimas conclusiones son:

1) Charging Availability: “ … geo-objects are guaranteed to be successfully recognized with a success rate of at least 99.99%.”

2) Overcharging Probability: “False recognition of a geo-object should be less than 1 in 106

1) 2)

Frente a estos requisitos los sistemas de GNSS deben garantizar que sus prestaciones en termino mediante diferentes posibles soluciones

Integración de Sensores extra Garantizacion de la Integridad de la posicion

La garantia de la Integridad es llevada a cabo mediante el uso de algoritmos específicos y PLs (p.ej EGNOS).

Erro

r


Company’s

logo11/05/2010


INTRODUCCION (II) Las bases de una aplicación de EFC basada en un sistema GNSS serian las siguientes:

GP0

GP1 GP2

GP3

GP4

GP5

1 Extensión de la aplicación EFC

2 Definicion de áreas de cobro + tarifa

Toll

Colle

ctor

Toll

Colle

ctor

Serv

ice P

rovid

er

Serv

ice P

rovid

er

3 Detección de zonas de cobro con integridad de posición

1 OBU EFC + VAS

ProtectionLevel

Error

2 Calculo PVT + PLs

EL PROYECTO GINA



Company’s

logo11/05/2010


INFORMACIÓN GENERAL GINA: proyecto financiado bajo el Call 1 de Galileo en FP7 por la GSA / EC y coordinado por GMV

GINA: Nuevo proyecto de I+D en el area de aplicaciones GALILEO como anteriores proyectos de otros FP como ADVANTIS, GIROADS, etc…

Datos claves de GINA:

Collaborative Project

24 meses de duracion

2.2 M€ (~1.3 M€ funded)

12 socios de 7 nacionalidades


Company’s

logo11/05/2010


OBJETIVOS Objetivos principales:

Análisis del contexto, mercado y aplicaciones potenciales Trials: Demostrador a gran escala de un sistema de pago por infraestructura a escala

nacional + VAS con el sistema holandés del KPS como referencia. Diseminación: contribución a la adopción del GNSS en los sistemas de pago por

infraestructura

Constituye un paso más para la adopción real del uso de los sistemas GNSS (EGNOS, Galileo) en el sector de la carretera

OBUs con GNSS+EGNOS proporcionando integridad de posición Aplicación “Real”: requisitos reales (KPS) y usuarios comerciales (ARVAL)

Los resultados obtenidos y las metodologías empleadas pueden dar un paso mas hacia la implantación a gran escala de estas aplicaciones


Company’s

logo11/05/2010


ARQUITECTURA

1 Arquitectura EFC 2 Arquitectura Trials GINA

FOTs GINA



Company’s

logo11/05/2010


INTRODUCCION Implementación de un demostrador a gran escala de una aplicación EFC + VAS basado en

GNSS, Escala nacional (Holanda) Voluntarios “reales” Cumplimiento de los requisitos determinados reales Diferentes tipos de test + análisis

Evaluación de objetivos técnicos, funcionales y comerciales de las distintas funciones presentes Demostración de la validez de un sistema EFC basado en GNSS Implementación de un modulo VAS en la misma plataforma EFC Validación de las prestaciones del sistema GNSS Valor añadido de los sistemas EGNOS (GALILEO) a la solución GNSS Metodología de evaluación de sistemas GNSS

Descripción de los test a realizar y principales características de los mismos

FOTsNumero vehiculos

DuracionVehiculos/

ConductoresVAS

Sistema de Referencia

CAN BUS Evaluacion Escenarios

Globales 100 6 meses aproxVoluntarios (ARVAL)

Si No No Alto nivelVariables y no

controlados

Exhaustivos 2 4-5 semanasControlados por el

proyectoNo Si Si

Prestaciones GNSS

Definidos en el proyecto


Company’s

logo11/05/2010


OBJETIVOS

ExhaustivosExhaustivos Extensivos o globalesExtensivos o globales

Identificación de Geo-Objects

Evaluación de las prestaciones GNSS

Prestaciones de calculo de distancias recorridas

Análisis de las prestaciones de cobro

Exactitud Posición

Riesgo de Integridad

Disponibilidad de PLs

Exactitud Distancia

Identificación Correcta/Incorrecta

Efectos sobre calculo de distancias

Media de precisión de cargos y distancias

/zona

Prestaciones de cobro

Integridad de cobro

Evaluación de las prestaciones de la aplicación con respecto a los requisitos

definidos por ABvM

Recabar opinión de usuarios finales sobre la funcionalidad del servicio y sus

beneficios

Evaluación de prestaciones de las OBUs ante distintos geo-objects y

configuraciones

Implementación y demostración del valor añadido de otros servicios (VAS)

sobre la plataforma EFC

DISEÑO

GINA: Evaluación de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones de EFC/RUC. Procedimiento, Metodología y resultados


Company’s

logo11/05/2010


FUNDAMENTOS+DISEÑO TEST GLOBALES Los test globales se centran en la viabilidad a alto nivel de una aplicación EFC + VAS escala

nacional

Los usuarios harán sus recorridos normales con las OBUS grabando datos

Los usuarios podrán comprobar sus cobros y sus datos a través de un portal web

El feedback obtenido de los usuarios servirá para comprobar la aceptación de la iniciativa

Configuraciones de GNSS con y sin EGNOS serán recogidas y evaluadas

Los vehículos no serán controlados de ninguna forma por el proyecto (rutas, planning, etc..)

1. OBU sistema GNSS 2. Escala Nacional 3.Definicion geobjects


Company’s

logo11/05/2010


FUNDAMENTOS TEST EXHAUSTIVOS

Los test exhaustivos se centran en las prestaciones aportadas por el sistema GNSS frente a requisitos establecidos

Es necesario por tanto disponer de la información de referencia para contrastar prestaciones

Las prestaciones del sistema deben de ser evaluadas en un ambiente real, de campo

Los recorridos deben suponer una muestra de situaciones difíciles para el sistema GNSS

Las zonas de cobro (geo-objects) tienen que simular diferentes, áreas y zonas para evaluar Prestaciones del GNSS en su identificación Análisis de la mejor metodología para definir geo-objects de forma eficiente

Diferentes configuraciones del sistema GNSS y la OBU deben de ser probadas en las mismas condiciones para estudiar la variación en el cumplimiento de requisitos

1. OBU sistema GNSS 2. Sistema Referencia GNSS 3. Rutas de Evaluación 4.Definicion geobjects


Company’s

logo11/05/2010


DEFINICION TEST EXHAUSTIVOS I

La OBU grabara los datos de las cuatro posibles configuraciones: Solución GNSS Solución GNSS + EGNOS (SISNET) Solución GNSS + CANBUS Solución GNSS + EGNOS + CANBUS Se producirá un archivo de datos de salida x recorrido para cada configuración

El sistema Novatel SPAN (GNSS + IMU) es la referencia usada Se montará en el mismo vehículo de la OBU Grabará datos del mismo recorrido Se compararán las diferencias entre los valores medidos vs la OBU Los datos del sistema de referencia serán considerados como la

“verdad” en la fase de análisis

El Objetivo de los test exhaustivos es la evaluación del sistema GNSS frente a una referencia para evaluar las prestaciones, guardando los siguientes datos en las OBUS (1 x segundo)

Posición Distancia PLs


Company’s

logo11/05/2010


DEFINICION TEST EXHAUSTIVOS II

1 Ruta Test Amsterdam 2 Ruta Test La Haya 3 Ruta Test Rotterdam

Distancia – 82 Km Duración – 1h 30 min Tipo: Urbana, Autopista

Distancia – 34.7 Km Duración – 1h 25 min Tipo: Urbana

Distancia – 57.9 Km Duración – 1h 25 min Tipo: Urbana, Autopista

Las rutas han sido definidas y validadas antes de los test con objeto de buscar desafíos al sistema GNSS

Toda clase de situaciones relativas a errores de multipath, cañones urbanos, carreteras paralelas, túneles,etc…

Cada ruta recorrida un numero de 20+ con objeto de generar suficiente valor estadístico en los resultados


Company’s

logo11/05/2010


DEFINICION TEST EXHAUSTIVOS II

Sucesión de puntos Lat, Long en WGS84

Diferentes tipos de geobjects como segmentos, cordones, áreas, etc..

Distintas metodologías de definir el geo-object empleadas para evaluar cómo afecta a las prestaciones

Situados en zonas conflictivas para las prestaciones de un sistema GNSS

Cada recorrido graba un archivo de datos crudos GPS, CAN y EGNOS

El post proceso produce un archivo por cada configuración con los datos de posición, distancia, PLs, Identificación geobjects, número de satélites, etc..

Estos archivos son la base del posterior proceso de análisis

EJECUCIÓN



Company’s

logo11/05/2010


PROCEDIMIENTO TEST GLOBALES

El procedimiento de los test globales tiene la primera fase de instalación y comprobación de las OBUS

La segunda fase consiste en la recogida de datos y monitorización de problemas en el sistema con mínima intervención por parte del SP sin un planning definido por el consorcio

Producción Obús GINA (100+)Producción Obús GINA (100+)

Envió + Instalación OBUS en vehículosEnvió + Instalación OBUS en vehículos

Inicio secuencial de las pruebasInicio secuencial de las pruebas

Configuración OBUS + sistema GINAConfiguración OBUS + sistema GINA

Recogida de datos (automática) x 6 mesesRecogida de datos (automática) x 6 meses

Recogida dinámica de feedback usuariosRecogida dinámica de feedback usuarios

Análisis de datos grabados y resultadosAnálisis de datos grabados y resultados


Company’s

logo11/05/2010


PROCEDIMIENTO TEST EXHAUSTIVO

Una vez definidos los objetivos, requisitos y materiales a ser usados en los test exhaustivos el último paso es llevar a cabo las tareas necesarias.

Se utiliza un procedimiento diario que se repite durante el número necesario de días para cubrir el número de recorridos esperado por cada ruta.

Inicializar OBU GNSS y ReferenciaInicializar OBU GNSS y Referencia

Simular TTFF desconectando señal GNSSSimular TTFF desconectando señal GNSS

Inicio Recorrido de ruta elegida x 4Inicio Recorrido de ruta elegida x 4

Inicio grabación de datos ( 1 x seg)Inicio grabación de datos ( 1 x seg)

Finalización Recorrido Ruta x 4Finalización Recorrido Ruta x 4

Post Procesado Datos grabados x 4 Post Procesado Datos grabados x 4

Análisis de Datos de salida x 4Análisis de Datos de salida x 4

Procedimiento de test diario

Repetir N veces hasta grabar los recorridos

necesarios x ruta

ANÁLISIS RESULTADOS



Company’s

logo11/05/2010


EJEMPLOS DE RESULTADOS I


Company’s

logo11/05/2010


EJEMPLOS DE RESULTADOS II

CONCLUSIONES



Company’s

logo11/05/2010


CONCLUSIONES Grandes retos en el sector de la carretera: seguridad, financiación, congestión &

contaminación

El uso de la navegación por satélite presenta grandes ventajas respecto a otras tecnologías en las aplicaciones de pago por uso en particular por su flexibilidad y bajo coste. No obstante el sistema GPS tiene algunas debilidades

El uso de la integridad aparece como la solución más eficiente y flexible para asegurar la corrección del cobro y proteger al usuario frente al cobro indebido

La viabilidad técnica y económica mediante una demostración a gran escala es la base del proyecto GINA

Análisis exhaustivo prestaciones del sistema

Evaluación y análisis de diferentes configuraciones del sistema GNSS para evaluar mejora de las prestaciones

Evaluación del procedimiento de definición geo-objects a usar buscando maximizar las prestaciones del sistema GNSS

Las actividades, objetivos y procedimientos empleados en los test exhaustivos pueden servir como ejemplo a estudiar de cara a definición de metodologías de

– Evaluación de sistemas GNSS

– Validación/ certificación de sistemas para EFC

– Definición de rutas y geobjects de test

El futuro estudio de los datos procesados permitirá mejorar las prestaciones y configuraciones de los sistemas GNSS usados, avanzando el objetivo de su implementación a gran escala

Los requisitos de los sistemas EFC también pueden usar estos datos para valorar su posible modificación o revisión

Gracias

Jose Maria Martin Bobis – [email protected]

gina evaluación de sistemas gnss/galileo en el marco de aplicaciones de efc/ruc. procedimiento,...

Documents