„GSP – Galileo Signal Priority“ (GNSS zur Bevorrechtigung von

„GSP – Galileo Signal Priority“
(GNSS zur Bevorrechtigung von Straßenbahnen)
Dr. Jörg Pfister
pwp-systems GmbH
ITS – Lösungen aus Mitteldeutschland
8. Oktober 2013, Halle (Saale)
CESAH – Strategieworkshop 2012
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Gliederung
GSA-Projekt: Galileo Signal Priority
Einleitung und Motivation
Positionierung im ÖPNV
ÖPNV Bevorrechtigung
Robust Positioning Prototype
Ergebnisse der technischen Bewertung
Wirkungsweise im Verkehr
Simulation mit VISSIM
Resultate aus der Simulation
Zusammenfassung
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pwp-systems GmbH
Gründung: 2006
Unternehmenssitz:
Bad Camberg (Hessen)
Halle (Saale)
Geschäftsfelder:
Verkehrsmanagement
Systemintegration
Dr. Jörg Pfister
Telematik für Verkehrs-Anwendungen
(Geschäftsführer)
Robuste Positionierung (inkl. Galileo)
Tel: +49.6434.9096630
Mail: [email protected]
Web: www.pwp-systems.de
Projektmanagement
Referenz-Projekte:
COOPERS (www.coopers-ip.eu)
MOSAIQUE (www.mosaique-online.de)
ESNC Regionalsieger Hessen 2011
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GSA Projekt: Galileo Signal Priority
EU-Projekt aus FP7 unter Leitung der GSA
Laufzeit: 1. Januar 2012 bis 31. März 2014
Partner:
pwp-systems GmbH
Széchenyi István University
Telematix services a.s.
Politechnika Krakowska
… Space for Priority!
Ziele:
Entwicklung eines Prototypen für robuste Positionierung unter Nutzung
von EGNOS und EDAS für alle Funktionen im ÖPNV
Weiterentwicklung existierender LSA-Programme, um die Vorteile der
On-Bord-Positionierung für besser Signal-Bevorrechtigung zu
erschließen und Infrastruktur basierte Systeme entbehrlich zu machen.
Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit wurden vom
7. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union
(FP7/2007-2013) gefördert, unter der Vertrags-Nr. [277688-2].
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Einleitung und Motivation
Elektromobilität und erneuerbare Energien heißen die
Herausforderungen für unsere Zukunft.
Ein attraktiver ÖPNV spielt dabei eine
wichtige Rolle zur Reduktion von Emissionen
in Großstädten und Metropolregionen.
Straßenbahnen repräsentieren hier
ein ausgereiftes System am Markt.
Intelligenz an Bord des Fahrzeugs
ermöglicht einen effizienteren ÖPNV
bei gleichzeitgier Kostensenkung.
Schlüssel-Technologien sind
Navigation & Kommunikation.
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Dynamische Fahrgast-Information (DFI)
Weite Verbreitung in vielen Städten
Großflächige Displays an Haltestellen
Mobile Information (Smartphones)
Datenerfassung in Fahrzeugen
durch GPS-Modules ist
Stand der Technik
Zeit-Auflösung: 1 Minute
Anforderungen an
GPS-Module sind niedrig
Nutzer-Akzeptanz ist hoch
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Positionsabhängige Funktionen im ÖPNV
Folgende Funktionen benötigen die Kenntnis des Ortes:
Disposition und Einsatzplanung
DFI – Dynamische Fahrgast-Information
Anschlusssicherung
ÖPNV Beschleunigung an Kreuzungen
ÖPNV Beschleunigung wird nach wie vor durch Infrastruktur basierte
Lösungen dominiert.
Gelingt es alle ÖPNV-Funktionen mit Ortungsrelevanz durch
„on-board“-Intelligenz zu erfüllen, erschließen sich Einsparpotentiale
für Investitions- und Wartungskosten.
Kontinuierliche robuste Positionierung im Fahrzeug ermöglicht im
Gegenzug eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit aller
Funktionen.
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Kreuzung Merseburger/Damaschke/Diesel-Str.
24 STRAB
pro Stunde
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2 Spuren
pro Richtung
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Anwendungsbeispiel: ÖPNV – Beschleunigung
Störung
253m
478m
Jede verlorene Sekunde entspricht einem Fahrzeug in der Warteschlange
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Robust Positioning Prototype (RPP)
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RPP Integration in Galileo-STRAB
RPP:
GNSS + EGNOS
Wegstrecke
Inertiale Sensoren
Schnittstellen:
Ethernet, Seriell
CAN-Bus, IBIS-Bus
R09.16-Telegramm
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RPP vs. GPS Beispiel 1
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RPP vs. GPS Beispiel 2
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GPS-Positionsfehler über der Zeit
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Urbane Umgebungsbedingungen
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GSP Positionsfehler über der Zeit
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Verteilung der Positionsfehler im Vergleich
RPP
Verfügbarkeit: 100%
Häufigkeit des Auftretens
in Prozent
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GPS
Verfügbarkeit: 98%
Fehlerklasse in Meter
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Galileo-Testfeld Sachsen-Anhalt
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LSA Steuerung
LSA sind sicherheits-kritische Anlagen im Straßenverkehr
Dadurch ist die Implementierung von weiter entwickelten
Algorithmen in realen Feldtests mit hohen Kosten verbunden
Deshalb wurde in GSP der Ansatz einer mikroskopischen
Verkehrssimulation gewählt, um die Verkehrsbedingung realitätsnah
nachzubilden
Als Simulations-Werkzeug wurde das Programmpaket VISSIM
gewählt (vielfach erprobt im Verkehrsbereich)
VISSIM bietet zahlreiche Möglichkeiten, um das Verkehrsmodell zu
kalibrieren, damit die Realität gut nachgebildet werden kann.
Die Simulation wurde Anhang folgender Parameter überprüft:
Geometrie-Modell
Verkehrsaufkommen für alle Verkehrsarten
Reale und weitere-entwickelte LSA-Programme
Funktionen der ITCS Ausrüstung in den ÖPNV-Fahrzeugen.
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Geometrie-Modell (statische Informationen)
Öffentlicher Verkehr
Gleisführung
Haltestellen
Infrastruktur
Individual Verkehr
Fahrspuren
Haltelinien
LSA
Andere Verkehre
Radwege
Fußgängerüberwege
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Verkehrssimulation (dynamisches Verhalten)
Verkehrsaufkommen wird gemäß Zählung kalibriert.
Das reale LSA Programm wurde in VISSIM nachgebildet
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Einfluss der Positionierung
VISSIM ist eine mächtiges Simulations-Werkzeug mit einem hohen
Maß an Vielseitigkeit, aber die Positionsbestimmung wird ohne
Fehler modelliert.
Die Ermittlung des Einflusses unterschiedlicher Positionierungsverfahren in der Anwendung ist das Hauptziel im Projekt GSP.
Spezielle Module zur Nachbildung von Positionsfehlern wurden
entwickelt und implementiert (GNSS, RPP und Infrastruktur)
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Ergebnisse der Verkehrssimulation
Die Wartezeiten der Straßenbahn konnten um ca. 50% reduziert
werden.
Gleichzeitig konnten die Wartezeiten für den Individualverkehr um
ca. 20% reduziert werden.
RPP ist kompatible zu aktuellen Bevorrechtigungsverfahren.
Neue Algorithmen auf Seiten der Licht-Signal-Analgen kann die
Leistungsfähigkeit weiter steigern.
Die Nutzen-Kosten-Analyse zeigt deutliche Vorzüge für den GSP
Ansatz.
Insbesondere die Verkürzung der Reisezeiten im Linienbetrieb
ermöglicht bessere Umlaufzeiten und führt zur Einsparung ganzer
Fahrzeuge.
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Zusammenfassung
Verbesserung existierender ITCS durch funktionelle Erweiterung für
Betrieb und Disposition
Verbesserung der ÖPNV-Beschleunigung an Signalanlagen, um
kostenintensive Infrastruktur einzusparen
Anschlusssicherung und Dynamische Fahrgastinformation, werden
ebenfalls von Robuster Positionierung profitieren
Komplette Intelligenz an Board der Fahrzeuge ermöglicht detaillierte
Analysen:
Optimierung von Fahrplan und Pünktlichkeit
Signalsteuerung an Kreuzungen
Anschlussmöglichkeiten
Adäquate Schnittstellen zum ITCS und den LSA erleichtern die
Integration in den Anwendungsbereich des ÖPNV.
RPP kann das komplette Anforderungsspektrum erfüllen und bietet
verbesserte Performance zu geringeren Kosten!
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Kontakt:
Dr. Jörg Pfister
pwp - systems GmbH
Magdeburger Straße 38
06112 Halle (Saale)
mail: [email protected]
web: www.pwp-systems.de
Umweltsensitive Verkehrssteuerung Erfurt (UVE)
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Nutzungsbeschränkung & Haftungsausschluss
© Die enthaltenen Kartenplots sind mit Hilfe von
google erstellt worden und nur für die Präsentation auf
der Fachveranstaltung „ITS – Lösungen aus
Mitteldeutschland“ am 8. Oktober 2013 in Halle (Saale)
lizenziert. Eine weitere Verbreitung oder Verwendung
dieser Darstellungen ist nicht zulässig!
Bei Verstößen übernimmt der Autor keine Haftung!
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