Keeping on Track - GNSS Galileo for Railway Applications

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1 Keeping on Track - GNSS Galileo for Railway Applications Christoph Scherrer Thales Rail Signalling Solutions GesmbH Rail Signalling Solutions

2 Galileo: Anwendungsbereiche im Eisenbahnbereich Zugsicherung und Zugsteuerung Sicherheitsgerichtete Applikation SIL4 Anforderungen Steuerung von Eisenbahnkreuzungen Asset Tracking Güterverfolgung Verfolgung von Rolling Stock 2 Thales Rail Signalling Solutions

3 Galileo: Anwendungsbereiche im Eisenbahnbereich Ortung von Zügen ist eine Grundfunktion der Zugsteuerung Granularität: Blockabschnitt Achszähler Gleisstromkreise Re-Kalibrierung der Odometrie für ETCS Euro-Balisen Satelliten-basierte Ortung bringt viele Vorteile: Interoperabilität Kostenreduktion Track-Side Equipment Performancesteigerung Bisher: Satellitenbasierte Ortung ist nicht sicher! GPS Keine Service Garantie Kein Safety of Life Service 3 Thales Rail Signalling Solutions

4 Galileo als Key-Enabler Key Enablers Galileo SOL Services Service Garantie Weltweite Verfügbarkeit 4 Thales Rail Signalling Solutions

5 Technische Randbedingungen Zwei Probleme erschweren den Einsatz von Galileo für sicherheitskritische Eisenbahnanwendungen Keine Standardisierung der Zuverlässigkeitsparameter nach CENELEC GNSS Standalone Lösungen sind limitiert durch Genauigkeit - Fehlende transversale Gleisgenauigkeit (ca. 2-4 m, 95%) Integrity Goals von EGNOS und Galileo nicht ausreichend für den Bahnbereich (Größenordnung 10-7 ) Sicht auf Satelliten nicht immer gewährleistet 5 Thales Rail Signalling Solutions

6 Sicherheitsanforderungen Galileo SIS Avionics Integrity Risk 2*10-7 in 150s Mission Hazard Risk Continuity Risk 8*10-6 in 15s Start 1*10-8 Availability Time To Alert 99,5% 5.2 sec Enroute Landeanflug 5* *10-8 Rail Funktion Bremsen Zug Integrität Lokalisierung Hazard Rate < 10-9 /h < 10-9 /h < 10-9 /h 6 Thales Rail Signalling Solutions

7 Mainlines High Density Lines: Hohe Steckenkapazität / Ausbau mit ETCS Ansatz Integration von mehreren Sensoren Data Fusion Effizienzsteigerungen / Verbesserung der Odometrie Minimierung von Headway in der Zugfolgesteuerung Virtuelle Balise Problem: sichere Karten für manche Anwendungen GNSS- SIS Odome ter EVC Brems-, Beschleunigungsprofile, Führerstandssignalisierungerun g GIS Datenbagnk DATA FUSION Beschleuni gungs- Sensoren Sehr Langfristige Perspektive Satelliten Kommunikation an Zentrale oder anderen Zug oder GSM-R Kommunikation an Zentrale oder anderen Zug Balise 7 Thales Rail Signalling Solutions

8 Nebenbahnen Netze in schwer zugänglichen Gebieten Kein Track-Side Equipment Diebstahl / Vanalismus Eingleisige Strecken Geringere Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit Rein GNSS basierte Lösung für absolute Positionierung Genauigkeit vs. Sicherheit Verfügbarkeit Odometer Low cost INS 8 Thales Rail Signalling Solutions

9 Zugsteuerung/Sicherung Nebenbahnen Herausforderungen: Headway und Blocklänge vs. Positionierungsgenauigkeit Konfidenzintervalle der Positionierungsinformation Erfüllung der Sicherheitsziele Optimierung der Kapazität Verschiedene Genauigkeitsanforderungen Strecke/Stationen Local GNSS Augmentation Trackside Equipment 9 Thales Rail Signalling Solutions

10 Marktumfeld Rail Control Systems UNIFE Studie (Roland Berger Consultants) Überdurchschnittliches Wachstum in Südamerika und Afrika 10 Thales Rail Signalling Solutions

11 Aktivierung von Eisenbahnkreuzungen - ECORAIL Projektziel Verwendung des EGNOS (GNSS-1) Signals Lokalisierung von Zügen Optimierung der Aktivierung von Eisenbahnanwendungen Konventionelle Aktivierung Achszähler, Schienenkontakte Aktivierung bei festgelegter Position Unabhängig von der Geschwindigkeit des Zuges 11 Thales Rail Signalling Solutions

12 Aktivierung von Eisenbahnkreuzungen - ECORAIL Konventionelle Aktivierung 5a: activation point 3: monitoring signal 1: control system LX 4: barriers 5b: deactivation point Aktivierung mittels GNSS 2: road signal LX 12 Thales Rail Signalling Solutions

13 Asset Tracking GaWaLoc Aufteilung in Infrastrukturunternehmen und Rolling Stock Rolling Stock Unternehmen hat ein eigenes Interesse an Fleet Management Asset Tracking Contract und Schedule Tracking Netzzugang Rail Infrastructure Rolling Stock 13 Thales Rail Signalling Solutions

14 GaWaLoc - Asset Tracking Verfolgung von Waggons Lokomotiven Ganzzügen Unabhängig vom Infrastrukturbetreiber Herausforderungen Keine Stromversorgung am Waggon Extreme Umweltbedingungen Komplexer Rollout für existierende Flotten Lange Wartungsintervalle 14 Thales Rail Signalling Solutions

15 Weitere Potenziale Laufleistung Performance Monitoring Wartungszyklenüberwachung Wiederfinden von Waggons Kombination mit anderen Sensoren Gewicht (Leer oder beladen), Temperatur Diebstahl 15 Thales Rail Signalling Solutions

16 GaWaLoc Projekt Laufende Studie Technology: Energy harvesting, Kommunikation Market Research Partner Thales RSS-AT (Lead) Fraunhofer Institute for Integrated Circuits Nürnberg TriaGnoSys, Munich SelSys, SW Engineering, Vienna Kayser-Threde, Munich Projektdauer 16 Thales Rail Signalling Solutions

17 WORKING & WINNING TOGETHER Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Rail Signalling Solutions