GNSS rendszerek és szolgáltatások a közigazgatásban

2. GNSS rendszerek és szolgáltatások a közigazgatásban egyetemi adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem – Közigazgatástudományi Kar – Közigazgatás-Szervezési és Urbanisztikai Tanszék E-government Kutatócsoport Dr. Budai Balázs Benjámin balazs.budai@e-government.hu www.e-government.hu +36-20-966-0454

3. Tartalom • GNSS rendszerek és előtörténetük • GPS • GLONASS • EGNOS • GALILEO • A GNSS alkalmazási területei • Lakossági szolgáltatások • Üzleti felhasználások • Közcélú felhasználások • Best practices GNSS a közigazgatásban

4. GNSS rendszerek és előtörténetük Navigáció három hulláma: • 1.) csillagászat, iránytű, szextáns, • 2.) rádiórendszerek (Loran C, Omega: beérkező jelek fáziskülönbségei)Partmenti navigációra még ma is: „rádiós iránymérés” • 3.) Műholdas mérések • Kisebbek: • Wide Area Augmentation System – WAAS - USA • European Geostationary Navigation Overlay Service – EGNOS - Európa • Multi-Functional Satellite Augmentation System – MSAS – Japán, Távol-Kelet • Nagyobbak: • GPS-Navstar - USA • GLONASS – SZU • GALILEO GNSS a közigazgatásban

5. GPS Mérföldkövek • Elméleti modell – 1973 US-DOD • Első műhold – 1978 • Rendszerszolgáltatások hivatalosan – 1995 • Magyarországon – 1981-től foglalkoznak vele • Első mérések 1989-ben, kölcsönzött eszközökkel • Országos GPS hálózat – 1200 pontból • Kárpótlás – GPS segítségével • Jelenleg kb. 50.000 felhasználó • Gépjárműkövetés • navigáció GNSS a közigazgatásban

6. GPS Működés • Alapjai • A.) Űrszegmens - Műholdak: műhold aktuális helyzetével és pontos(!) idővel (legalább 4 műhold jele egyszerre!). • B.) Felhasználói szegmens: Vevőkészülékek és szolgáltatásaik • C.) Vezérlő rendszer: • Központi vezérlő állomás • Monitorállomások • Földi antennák • Kiegészítő megoldások • Precizitás • C(A) kód: civil standard felhasználás • P(Y) kód: katonai felhasználás GNSS a közigazgatásban

7. GPS Mérési Módszerek • Abszolút mérés – Relatív mérés (egy vevő, több vevő) • Statikus mérés – Kinematikus mérés • Valós idejű mérés – Utófeldolgozásos mérés • DGPS • Differenciális GPS • Felhasználói készülék és referenciaállomás készülék összjátéka • Data reckoning - DR • Következtetéses navigáció • Giroszkóp (Foucault-féle pörgettyű) és beépített km-óra segítségével GNSS a közigazgatásban

8. GPS GPS pontosítás • Passzív hálózat segítéségével (OGPSH végpontjaira telepítve) • Aktív hálózat segítségével • RTK valósidejű aktív hálózat segítségével • Cm-es pontosságú helymeghatározás • Hálózatba kapcsolt GPS vevők együttműködésével • Best Practice: SAPOS (Németország). • EUPOS – európai valósidejű aktív hálózat • 50 permanens állomással megoldható lenne GNSS a közigazgatásban

9. GLONASS • Hidegháborús versengés terméke • 1976 (három év hátrány) • A kapkodás és a látvány anomáliái (83 műhold eddig) • Katonai célra készült, 1988-ban átengedték polgári használatra • Első GPS + GLONASS vevők 1995-től • 2002-re már csak 7 aktív műhold, folyamatos újratervezés, utánpótlás • Mára már együttműködés, pontosítás GNSS a közigazgatásban

10. EGNOS • GALILEO előfutára • Kiegészítő rendszer: • 3 műhold • 34 megfigyelő állomás • 4 ellenőrző központ • Kritikus biztonságot igénylő (légi, tengerészeti) felhasználásokhoz GNSS a közigazgatásban

11. GALILEO • EK: egyre hangsúlyosabb az űrkutatás és űrpolitika • Az eredmények máshol is hasznosíthatók • 1975: Európai Űrügynökség – ESA • FP6-ban megjelenik a Galileo program • pontosabb, mint a meglévő rendszerek (a műholdak elhelyezkedésének, valamint a földi irányító-, támogató és ellenőrző rendszernek köszönhetően; • jelentős gazdasági hasznot termel (tehát a befektetés megtérül); • kifejezetten civil felhasználásra fejlesztik, figyelembe véve az üzleti felhasználási területek folyamatos rendelkezésre állás igényét is, valamint a biztonsági és védelmi feladatokat; • EU kontroll és irányítás alatt működik. GNSS a közigazgatásban

12. A GNSS alkalmazási területei • GJU 2004 év végi jelentése • A felhasználások három fő csoportja: • Lakossági felhasználások • Üzleti célú felhasználások • Közcélú felhasználások Felhasználás / ezer darab 2010 2015 2020 Lakossági felhasználás 308 420 1 381 212 1 991 170 Tömegközlekedés 48 124 177 235 330 045 Kereskedelmi közlekedés 16 351 59 377 114 261 Segélyhívó funkciók 7 52 100 Vízi közlekedés 41 120 147 Egyéb 9 780 23414 42 408 Összesen 382 723 1 641 410 2 478 131 GNSS a közigazgatásban

13. Lakossági szolgáltatások • Legjelentősebb területek • Elhelyezkedés meghatározása, navigáció, útvonaltervezés: • legnépszerűbb és részben már – akár alternatív technológiákkal – kialakított szolgáltatások. • Szabadidős tevékenység (túrázás, tájfutás, kerékpár navigáció, stb.): • az eszközök miniatürizációja és integrálása más (mobil) készülékekbe egyre nagyobb lehetőséget tár a potenciális felhasználók felé. (Lásd: Geocaching népszerűsége!) • Információs adatbázisok nyújtotta lehetőségek • (pl. létesítmények, szolgáltatások könnyebb megtalálása). Itt jutunk el a hagyományos adatbázisok és a térinformációs adatbázisok összekapcsolásához. Nagyon jó és piacképes szolgáltatások jöhetnek létre pl.: turisztikai látványosság, vendéglátó-ipari egységek, szolgáltató egységek és más hasznos információt tartalmazó adatbázisok digitális térképen történő elhelyezésekor. • Vagyon- és életbiztonsághoz kapcsolódó alkalmazások,: • minél kisebbek és olcsóbbak a jeladók, annál több eszközbe integrálható. GNSS a közigazgatásban

14. Lakossági szolgáltatások • Legjelentősebb területek • Pontos tájékozódás és navigáció: • közúti közlekedés, elsősorban a gépjárművek, majd a kétkerekűek, végül a gyalogosok tájékozódását segíthetik szolgáltatások. Jól használhatók a magánrepülők irányítására, sportrepülők, hőlégballonok, vitorlázórepülők pontos navigációjára • Útvonaltervezés: • Napjainkban is elérhetők: meghatározzák az optimális útvonalat, az utazás várható időtartamát, költségét. Alternatív útvonalakat is terveznek, valamint dinamikusan újratervezi az utat az aktuális koordináták változása esetén. (pl.: ha a felhasználó ideiglenesen letér az ajánlott útról.). • Forgalmi információk: • a legfontosabb közlekedési információk (közúti balesetek, útlezárások, forgalmi dinamika, dugók stb.) lehetőséget biztosítanak a közlekedési útvonal helyes megválasztásához. A túlvezetés szabályozására létrehozott EU direktíva (2002/15/EC) elektronikus digitális tachográfok bevezetését célozza meg. • Úthasználati díj-számítás: • Az úthasználattal arányos díjfizetés kellően differenciált díjszabást tesz lehetővé, így több ember számára válik kifizetődőbbé a használat. Ezt a felhasználási formát az EU direktívában is rögzíti (1999/62/EC). GNSS a közigazgatásban

15. Üzleti felhasználások • Főbb felhasználások (közlekedéssel összefüggésben) • Közúti szállítmányozás: • optimalizálható a szállítási útvonal, csökken a szállítási idő. • nyomon követhető a szállítmány, a szolgáltatás biztonságának és minőségének növelése, valamint árának csökkenése is megvalósulhat. • a hatósági felügyeleti tevékenység is hatékonyabbá válhat, tachograf • Légi-, vasúti- és folyami szállítmányozás: • A légi forgalom egyre zsúfoltabb, így egyre precízebb technikákra van szükség a biztonságosságot garantáló (fokozó) fenntartható fejlődéshez. • Növelhető szállítás sebessége, a kapacitások kihasználtsága • A folyami szállítmányozás területén javítható a polgári és kereskedelmi célú hajózás összehangolása, valamint a veszélyes szállítmányok kiemelt kezelése. • Veszélyes, illetve értékes anyagok, áruk szállítása: • folyamatos nyomon követés, • felügyelet és gyors beavatkozás lehetősége GNSS a közigazgatásban

16. Üzleti felhasználások Főbb felhasználások (közlekedéssel összefüggésben) • Tömegközlekedés: • A tömegközlekedési formák között egyre élesebb verseny alakul ki, ahol a döntő a kiegészítő, kényelmi szolgáltatások és az ár/érték arány lesz. • Az egyéni közlekedésben használt alkalmazások (navigáció, forgalmi információk, biztonsági figyelmeztető alkalmazások, segélyhívó funkciók stb.) a tömegközlekedésben is jól felhasználhatók. • A járművek optimális útvonala, menetideje, a járatsűrűség optimalizálása, az utas-tájékoztatás, és közlekedésirányítás is javítja az utasok komfortérzetét, és a szolgáltatás költséghatékonyságát is. • Légi-, vízi- és vasúti közlekedés: • A légi irányítás már most is használ műholdas rendszereket, azonban ezek pontossága és megbízhatósága tovább fokozható. • A hajózási szabályok (pl.: parttól való távolság) betartása és betartatása • az időjárási változások előrejelzésével csökkenthető a vízi balesetek száma. • A vasúti közlekedés kötöttpályás rendszerű, forgalomtól függő kockázatoknak kevésbé van kitéve, de támadhatóságát pont a kötött pálya, az alternatív utak minimális száma jelenti. • A pályaállapot automatikus visszajelzésével lehet fejlődést elérni. További lehetőséget jelent a GPS-es sorompóvezérlés, mely a közúti forgalom további dinamizálásához vezethet. • Energiaipar: • a hálózati elemek illetve fogyasztási helyek tervezése segíthet az üzemszünetek csökkentésében, a hiba detektálásában (lokalizálásában), • mérőórák táv-leolvasásához köthető szolgáltatás. GNSS a közigazgatásban

17. Üzleti felhasználások Főbb felhasználások (közlekedéssel összefüggésben) • Távközlés: a távközlés és a GNSS-es alkalmazások napjainkban feltételezik egymást. • A távközlésben már a GPS, valamint a GSM eszközök integrációja napjainkban megtörtént. • A legfontosabb fejlődési szegmenseket pontosan a helyzettudatosságra épülő szolgáltatások (Location Based Services) jelentik. (Információ a legközelebbi okmányirodáról, kórházról, parkolóházról, étteremről, szállodáról stb.) • További fejlődési terület a mobiltelefont használó számára kialakított, számlázási területhez köthető tarifarendszer. Így bizonyos területekhez is köthető kedvezmény. • Pénzügyi, banki, biztosítási alkalmazások: • A biztosítók – a már korábban bemutatott területek és alkalmazások fényében – folyamatosan ellenőrizhetik a biztosított tárgyat (függetlenül annak jellegétől, az apróbb értéktárgyaktól kezdve a nagyobb gépjárművekig), így a biztosítási káresemény bekövetkezése is csökkenthető, illetve a kár minimalizálható. • Műszaki, mérnöki alkalmazások: • Elsősorban a tervezés és kivitelezés, majd a karbantartás során merülhet fel a GNSS szerepe. • Szélsőséges körülmények között épülő gépek, szerkezetek, építmények (hidak, gátak, felhőkarcolók) építéséhez, akár a munkagépek távirányítása révén is. • Mezőgazdasági alkalmazások: • vegyszeres védekezéstől (kártevők és gazosodás ellen) a terméshozam regisztrálásáig sok mindenhez hozzásegíthet. A nyomkövetési szolgáltatások jól alkalmazhatók mozgó tárgyak / élőlények (csordák, védett állatok stb.) folyamatos szemmel tartására. GNSS a közigazgatásban

18. Közcélú felhasználások Főbb közcélú felhasználási területek (kiépítése állami érdek és feladat) • Közbiztonság: • A rendőrségi felhasználások során elősegíthető az ellenőrzött területek minél hatékonyabb lefedése • az útlezárások, diplomáciai kiemelt útvonalak optimalizálása. • büntetésvégrehajtás területén a kitiltás, a távoltartás, valamint a háziőrizet intézményeinek GNSS-es támogatása (valós végrehajtása) • Katasztrófa-elhárítás: • Bármilyen természeti vagy ipari katasztrófa esetén a helyszín pontos ismerete, a mentés és a mentéshez kapcsolódó logisztikai feladatok minél jobb átlátása, illetve ezekkel összefüggésben a mentés mielőbbi szervezett megkezdése kulcsfontosságú. • Kritikus információ lehet, ha a mentésben résztvevők tudják egymás helyzetét, a mentéshez szükséges eszközök helyzetét (pl.: tűzoltóknál kutak és tűzoltócsapok pontos helye), valamint az alternatív útvonalakat az esetleges forgalmi akadály esetére. • Geodéziai alkalmazások: • A bel- és árvízvédelemhez szükséges monitoring rendszer • A rendszer információi alapján az érintettek ellenőrizhetik földjük állapotát, veszélyeztetettségét, valamint a védelmi infrastruktúra egy koordinált intézkedési láncban könnyebben és gyorsabban kiépíthető. • A megfigyelés ezen felül vonatkozhat apróbb mozgásokra is, így a földcsuszamlásokra, vagy épített szerkezetek, hidak, gátak, műemlékek, erőművek stb. torzulásainak folyamatos felügyeletére. • Humanitárius alkalmazások: • Logisztikai kihívás, elmaradott infrastruktúrájú területeken. • segélycsomagok mozgásának és célba érésének követése GNSS a közigazgatásban

19. Közcélú felhasználások Főbb közcélú felhasználási területek (kiépítése állami érdek és feladat) • Csökkent cselekvőképességűek támogatása: • növelhető biztonságuk, komfortérzetük, csökkenthető másoktól való függőségük. • vakok és gyengénlátók számára a hangvezérelt navigációs rendszerek (és kiegészítő alkalmazásaik) biztosíthatják a könnyebb mozgást, akár épületen belül is. • A mozgássérültek – tekintettel az akadálymentes infrastruktúra kiépítetlenségére – információkat kaphatnak a számukra könnyebb – akadály-mentesített – útvonalakról, valamint az azt segítő eszközökről. • Közegészségügy, állategészségügy: • műholdas navigáció és nyomkövetés alkalmas egyes kórokozok (járványok) lokalizálására és izolálására, így elterjedésének megelőzésére. • Mezőgazdaság: • területalapú támogatások igénybevételéhez, ellenőrzéséhez, ill. a parcellák pontos azonosításához is. • Környezetvédelem: • Több alkalmazási terület környezetvédelmi vonatkozással is bírt a fentiekben. • időjárási jelenségekre vonatkozó információk és az ezzel kapcsolatos események (pl.: pollenek terjedésének nyomon követése, légköri, vízi stb. szennyeződések terjedésének) monitorozása, lokalizálása. GNSS a közigazgatásban

20. Best practices • Legjobb megoldások • TEKLA – XCity modell (www.tekla.fi) • ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) • PHYSAN (Növényegészségügyi információs rendszer) • BEVÍR (Bevetésirányítási rendszer) • Flottamenedzsment • LBS Mobil Marketing GNSS a közigazgatásban

21. Köszönöm a figyelmet! balazs.budai@e-government.hu www.e-government.hu +36-20-966-0454