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GINA Evaluación de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones de EFC/RUC. Procedimiento, Metodología y resultados GNSS for INnovative road Applications.

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1 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

2 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 2 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

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

4 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 4 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 )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). Error

5 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 5 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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 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

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

7 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 7 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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

8 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 8 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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

9 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 9 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados ARQUITECTURA 1 Arquitectura EFC2 Arquitectura Trials GINA

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

11 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 11 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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 FOTs Numero vehiculos Duracion Vehiculos/ Conductores VAS Sistema de Referencia CAN BUSEvaluacionEscenarios Globales1006 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

12 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 12 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados OBJETIVOS 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 /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

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

14 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 14 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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 GNSS2. Escala Nacional3.Definicion geobjects

15 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 15 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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

16 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 16 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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

17 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 17 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados DEFINICION TEST EXHAUSTIVOS II 1 Ruta Test Amsterdam2 Ruta Test La Haya3 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

18 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 18 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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

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

20 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 20 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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+) Envió + Instalación OBUS en vehículos Inicio secuencial de las pruebas Configuración OBUS + sistema GINA Recogida de datos (automática) x 6 meses Recogida dinámica de feedback usuarios Análisis de datos grabados y resultados

21 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 21 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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 Referencia Simular TTFF desconectando señal GNSS Inicio Recorrido de ruta elegida x 4 Inicio grabación de datos ( 1 x seg) Finalización Recorrido Ruta x 4 Post Procesado Datos grabados x 4 Análisis de Datos de salida x 4 Procedimiento de test diario Repetir N veces hasta grabar los recorridos necesarios x ruta

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

23 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 23 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados EJEMPLOS DE RESULTADOS I

24 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 24 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados EJEMPLOS DE RESULTADOS II

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

26 X Congreso ITS España, Madrid Companys logo 11/05/2010Page 26 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados 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

27 Gracias Jose Maria Martin Bobis –


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