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GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS GNSS for INnovative road Applications 06/04/2011.

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1 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS GNSS for INnovative road Applications 06/04/2011 XI Congreso ITS España, Barcelona

2 INTRODUCCIÓN GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS

3 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 3 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS INTRODUCCION (I) 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 Objetivos proyecto GINA: Análisis del contexto y mercado Trials: Demostrador a gran escala de un sistema RUC a escala Nacional Diseminación: contribución a la adopción del GNSS en los sistemas de pago por uso de la infraestructura Constituye un paso más para la adopción real del uso de los sistemas GNSS (EGNOS, Galileo) en el sector de la carretera Los resultados obtenidos y las metodologías empleadas pueden dar un paso mas hacia la implantación a gran escala de estas aplicaciones XI Congreso ITS España, Barcelona

4 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 4 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS INTRODUCCION (II) Las bases de una aplicación de EFC/RUC basada en un sistema GNSS serian las siguientes: GP0 GP1 GP2 GP3 GP4 GP5 1 Extensión de la aplicación EFC2 Definicion de áreas de cobro + tarifa Toll Collector Service Provider 3 Detección de zonas de cobro con integridad de posición 1 OBU EFC + VAS Protection Level Error 2 Calculo PVT + PLs XI Congreso ITS España, Barcelona

5 FOTs GINA GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS

6 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 6 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS FOTS PROYECTO GINA 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 para RUC y VAS Valor añadido de los sistemas EGNOS (GALILEO) y otras tecnologías complementarias (uso del odómetro del CANBUS, integridad de la posición) a la solución GNSS Metodología de evaluación de sistemas GNSS Descripción de los test a realizar y principales características de los mismos FOTs Numero vehiculos Duracion Vehiculos/ Conductores VAS Sistema de Referencia CAN BUSEvaluacionEscenarios Globales o extensivos 1006 meses aprox Voluntarios (ARVAL) SiNo Alto nivel Variables y no controlados Exhaustivos24-5 semanas Controlados por el proyecto NoSi Prestaciones GNSS Definidos en el proyecto XI Congreso ITS España, Barcelona

7 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 7 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS OBJETIVOS FOTS Exhaustivos Extensivos 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 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 Metodologias de definicion XI Congreso ITS España, Barcelona

8 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 8 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS FUNDAMENTOS DISEÑO FOTS Los test globales o extensivos se centran en la viabilidad a alto nivel de una aplicación EFC + VAS escala nacional Los usuarios hacen sus recorridos normales con las OBUS grabando datos y comprobando sus cobros a través de un portal web El feedback obtenido de los usuarios sirve para comprobar la aceptación de la iniciativa Configuraciones de GNSS con y sin EGNOS recogidas y evaluadas 1. OBU sistema GNSS2. Escala Nacional3.Definicion geobjects Rutas de Evaluación OBU sistema GNSS Sistema Referencia GNSS Definicion geobjects 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 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 4 Diferentes configuraciones del sistema probadas: GNSS (G), GNSS+EGNOS (E), GNSS+CANBUS (C), GNSS+CANBUS+EGNOS (A) XI Congreso ITS España, Barcelona

9 RESULTADOS GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS

10 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 10 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS RESULTADOS: DISTANCIA/POSICION Error de Posición Absoluto (global)Error Relativo de Distancia Recorrida (global) Los datos recogidos muestran que los errores de distancia total son de valor bajo mayoritariamente para el percentil 50, alcanzando valores en todas las configuraciones inferiores al 0.33% de la distancia real Las configuraciones que hacen uso del odómetro del CANBUS en su sistema presentan los mejores resultados pasando al 0.23% de error en el percentil 95 y de apenas 0.05% para el percentil 50 Las configuraciones que hacen uso de la información del odómetro del CANBUS presenta los mejores resultados en todo tipo de escenarios, sin merma de prestaciones en entornos densamente urbanos XI Congreso ITS España, Barcelona

11 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 11 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS RESULTADOS: GEOBJECTS Los geobjects definidos como alternativos presentan valores de prestaciones peores que los oficiales Mayor numero de geobjects no detectados Mas del 50% distancia recorrida dentro de los mismos La metodología empleada en la definición de geobjects es un factor clave para las prestaciones de un sistema RUC Geo-objects estrechos (<0.5km) considerados alternativos frente a otros adecuados a la topografía de las carreteras considerados oficiales evaluados Geobjects oficiales fueron detectados en su totalidad (100%) sin error 0% de geo-objects (oficiales y alternativos) identificados incorrectamente Distancia total no computada (en los Geo- objects oficiales) de un 1.64%. La distancia recorrida dentro de los mismos detectada de forma errónea <0.1% de la distancia dentro del geoobject XI Congreso ITS España, Barcelona Geo-objects OficialesGeo-objects Alternativos VariableDefinicion No-detection Identificación incorrecta de Geo-object, Where GEOOBJECT_X = 0 TRUTH_GEOOBJECT_X = 1 or Where GEOOBJECT_X = 1 TRUTH_GEOOBJECT_X = 0 Requisito clave para un sistema RUC

12 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 12 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS RESULTADOS: PRECISIÓN COBRO XI Congreso ITS España, Barcelona 2 metodologías de calculo de distancia dentro de geobject usadas 2 posiciones consecutivas dentro de la zona y calculo de la Media Distancia entre la primera posición dentro y primera fuera de zona La segunda metodología muestra valores mas bajos cobro por defecto En todos los casos los eventos de cobro en exceso fueron del 0%. Resultados en línea con los requisitos de un sistema RUC real como el de Holanda Configuration MethodC: GPS+CANBUS A: GPS+CANBUS+ EGNOS G: GPS E: GPS+ EGNOS Main-0.74% % -0.65% Alterna tive -0.57% % N/A Comparativa Error Relativo de Cobro según metodologías usadas En linea con requisitos ABvM.

13 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 13 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS RESULTADOS: SECCION AUTOVIA Error de Posición Absoluto Valores HPL El análisis de los datos globales fue extendido a un subconjunto de datos en entornos con buena visibilidad, para analizar las prestaciones de EGNOS (cuando sigue el estándar definido para aviación civil) Las prestaciones de GNSS+EGNOS en este entorno pasan a ser las primeras en cuanto a precisión de la posición. Para el percentil 95 la configuración con EGNOS daba resultados de error en la posición < 3 metros y para el resto < 6 metros Los valores del HPL (Horizontal Protection Level) para la misma configuración y escenario también producen valores satisfactorios de integridad. Los valores del HPL eran <15 metros (percentil 99) para la configuración GNSS+EGNOS con un error de Integridad asociado de 3x10e-4 (probabilidad que el error de posición sea mayor que el valor del HPL computado) Errores de cobro en secciones de autovía dentro de los rangos vistos para el conjunto de datos globales (entre -0.07% y -0.15% para todos los recorridos, entre 0.21% y 0.38% para percentil 95) XI Congreso ITS España, Barcelona Error de Cobro Relativo

14 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 14 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS RESULTADOS: TEST GLOBALES O EXTENSIVOS El análisis de los datos globales está en proceso de finalización, resultados generales preliminares disponibles Las prestaciones del sistema en entorno libre, para GNSS y sobre todo para GNSS+EGNOS muestran resultados satisfactorios TTFF, disponibilidad, continuidad del sistema y valor de los HPLs dentro de márgenes aceptables La opinión de los usuarios finales sobre el sistema será añadida dentro de los resultados del proyecto a la vista del comportamiento del sistema XI Congreso ITS España, Barcelona

15 CONCLUSIONES GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS

16 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 06/04/2011Page 16 GINA: APLICACIÓN DE GNSS/GALILEO PARA RUC Y SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO. DEMOSTRACIÓN A GRAN ESCALA Y RESULTADOS CONCLUSIONES Actualmente existe un gran interés tanto político como económico en Europa con relación a la introducción de aplicaciones RUC a nivel nacional 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 para grandes redes. No obstante el sistema GPS tiene algunas debilidades, el uso de la Integridad aparece como la solución más eficiente GINA tiene como base de la arquitectura de la solución propuesta, el uso de sistemas GNSS basados en la provisión de Integridad de la posición como mecanismo de protección de los usuarios frente al cobro erróneo GINA provee análisis exhaustivos de prestaciones del sistema mediante demostraciones a gran escala así como la evaluación y análisis de diferentes configuraciones del sistema GNSS para comparar las prestaciones, con un sistema GNSS/INS en línea con las técnicas más avanzadas GINA analiza las mejores metodologías de definición de sistemas RUC para maximizar las prestaciones del sistema GNSS en términos de configuración del sistema y definición de elementos como los geo-objects donde la metodología empleada es clave para maximizar la eficiencia del sistema. Los resultados de los test exhaustivos sobre el vehículo I muestran la fiabilidad y viabilidad del uso del GNSS en sistemas RUC y las configuraciones evaluadas muestran que el uso de INS (CANBUS) da mejores resultados en cuanto a la correcta estimación de la distancia recorrida, base del cómputo del cobro a efectuar. Como conclusión general, GINA presenta un sistema de RUC basado en GNSS que utiliza Integridad de posición+ odómetro del CANBUS para: Distintos esquemas de RUC, discretos y continuos Escenarios urbanos e interurbanos No requiere el uso de cartografía y técnicas de mapmatching Permite el uso de OBUs sencillas y de bajo coste Proporciona garantía del cumplimiento de prestaciones mínimas Adecuada para distintas arquitecturas de la OBU (ligera (thin), inteligente (smart) o pesada (thick)) Cumplimiento de los requisitos definidos por sistemas exigentes reales como el ABvM que se definió en Holanda XI Congreso ITS España, Barcelona

17 Gracias Jose Maria Martin Bobis –


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