GINA

1. GNSS for INnovative road Applications GINA Evaluación de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones de EFC/RUC. Procedimiento, Metodología y resultados 11-13/05/2010 X Congreso Español ITS, Madrid

2. CONTENIDOS • Introducción • El proyecto GINA • FOTs GINA • Diseño • Ejecución • Análisis Resultados • Conclusiones GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

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

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

5. GP2 GP4 Error GP1 Cordón GP0 GP5 GP3 Protection Level Virtual Gantry Segmento INTRODUCCION (II) • Las bases de una aplicación de EFC basada en un sistema GNSS serian las siguientes: Toll Collector • 1 Extensión de la aplicación EFC • 2 Definicion de áreas de cobro + tarifa Service Provider • 1 OBU EFC + VAS • 2 Calculo PVT + PLs • 3 Detección de zonas de cobro con integridad de posición GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

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

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

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

9. ARQUITECTURA • 1 Arquitectura EFC • 2 Arquitectura Trials GINA GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

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

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

12. OBJETIVOS Exhaustivos Extensivos o globales Exactitud Posición Evaluación de las prestaciones de la aplicación con respecto a los requisitos definidos por ABvM Evaluación de las prestaciones GNSS Riesgo de Integridad Disponibilidad de PLs Recabar opinión de usuarios finales sobre la funcionalidad del servicio y sus beneficios Prestaciones de calculo de distancias recorridas Exactitud Distancia Identificación Correcta/Incorrecta Evaluación de prestaciones de las OBUs ante distintos geo-objects y configuraciones Identificación de Geo-Objects Efectos sobre calculo de distancias Media de precisión de cargos y distancias /zona Implementación y demostración del valor añadido de otros servicios (VAS) sobre la plataforma EFC Análisis de las prestaciones de cobro Prestaciones de cobro Integridad de cobro GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

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

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

15. 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 • 3. Rutas de Evaluación • 2. Sistema Referencia GNSS • 1. OBU sistema GNSS • 4.Definicion geobjects GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

16. DEFINICION TEST EXHAUSTIVOS I • 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 • 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 montaráen 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 GINA: Evaluacion de Sistemas GNSS/GALILEO en el marco de aplicaciones EFC/RUC. Procedimiento, Metodologia y Resultados

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

27. Gracias Jose Maria Martin Bobis – jmmartin@gmv.com