Integration von Galileo im Verkehrsmanagement

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1 Foto: ESA Integration von Galileo im Verkehrsmanagement GALILEO Applications Day, Haus der Forschung, Wien Partnergesellschaft Brannolte & Plank-Wiedenbeck Leipzig, Weimar, Offenbach am Main pwp-systems GmbH, Bad Camberg Seite 1

2 Foto: ESA Gliederung des Vortrags Ausgangslage GNSS-Anwendungsfelder im (städtischen) Verkehrsmanagement Potenzial für Galileo Handlungserfordernisse Seite 2

3 Stand der Galileo-Anwendungsentwicklung im Verkehr Um die großen Potenziale von Galileo für Verkehr und Arbeitsplätze zu nutzen, besteht Handlungsbedarf - insbesondere im Zusammenspiel von Galileo und Verkehrsmanagement: Die Akteure im Verkehr zeigen wenig Interesse an Galileo. Die Akteure bei Galileo verstehen die Anforderungen aus dem Verkehr nicht. Die häufig als Vorteile von Galileo kommunizierten Eigenschaften von Galileo werden im Verkehr nicht zwingend benötigt. Das PPP-Betreibermodell von Galileo ist hinderlich. Notwendige Entwicklungen kommen nur schleppend in Gang. Es fehlt eine Strategie für die Galileo-Anwendungsentwicklung. Das Ausland ist weiter. Seite 3

4 Erfolgsfaktoren für Galileo Vorteile von Galileo Anforderungen im Verkehr stärkere Sendeleistung Kürzere Reisezeiten leistungsfähige Antenne Steigerung der Kapazität genauere Atom-Uhren Verbesserung des Komforts ziviles System Erhöhung der Sicherheit garantierte Verfügbarkeit Schonung der Umwelt plus Kommunikationskanal etc. Die Argumentation ist zu akademisch! Die entstehenden Vorteile dieser neuen Technologie müssen für den Anwender greifbar gemacht werden. Seite 4

5 Galileo-Anwendungsentwicklung Übliche Vorgehensweise: Galileo sucht (verzweifelt) nach Anwendungsfeldern - auch im Verkehr. Erforderliche Strategie: 1. Schritt: 2. Schritt: Entwicklung einer Basistechnologie Suche nach Anwendungen 1. Schritt: 2. Schritt: Analyse von Problemen Entwicklung von Lösungen Die Probleme im Verkehr werden mit inteligenten Ansätzen gelöst - Navigation und Kommunikation sind Schlüsseltechnologien. Seite 5

6 Foto: ESA Gliederung des Vortrags Ausgangslage GNSS-Anwendungsfelder im (städtischen) Verkehrsmanagement Potenzial für Galileo Handlungserfordernisse Seite 6

7 Umsetzungsbeispiel Halle (Saale) Seite 7

8 Probleme Überlastungen im Straßenraum mit Staus und Behinderungen Behinderung des Wirtschaftsverkehrs durch Baustellen und Stauungen Unbefriedigende Verteilung (begrenzter) Ressourcen zwischen FV, RV, ÖPNV und MIV Feinstaubproblematik Finanzierungsprobleme des ÖPNV und des Verkehrsmanagements Schlechte Informiertheit der Verkehrsteilnehmer Geringe Kenntnis der Betreiber über aktuelle Verkehrssituationen P+R P+R Aber: Hohe Bereitschaft zu Innovation und Kooperation Seite 8

9 Lösungsansatz Qualitätsmanagement (1) Die aktuell verbreiteten Ansätze zu Verkehrsplanung und -technik werden den aktuellen Anforderungen nicht mehr gerecht. Im Forschungs-, Entwicklungs- und Umsetzungsprojekt MOSAIQUE wird eine neue dynamische Planungsmethodik entwickelt und getestet, die sich aus den bewährten Instrumentarien des Qualitätsmanagements ableitet. Ziele Indikatoren Maßnahmen Primäre Zielsetzung ist die Verbesserung der Verkehrsqualität im ÖV und IV. Messungen Wirkungen Seite 9

10 Lösungsansatz Qualitätsmanagement (2) Kontinuierliche Generierung einer intermodalen Verkehrslage (5-Minuten-Intervalle) für Steuerung, Planung und Information Modell-Algorithmus für Umlegung Strategiedetektoren LSA-Daten ÖPNV-Daten Aggregierte und aktuelle Verkehrslagedaten Floating-Car-Data Sonstige Daten Aufbereitetes Verkehrslagebild Datenpool mit Messdaten Digitale Netze, OD-Matritzen Datengrundlage: Messdaten zur on-line Modellierung Seite 10

11 Lösungsansatz: mobiles Informationssystem + Ticketing Bereitstellung dynamischer, individueller Informationen Einfaches Tarifmodell durch Handyticketing Nutzung von mobilen Endgeräten mit Ortungsfunktionalität preiswerte, leistungsfähige Datenübertragung einfache Nutzerführung geplante Fahrt Störung Ortung Information Leitstelle Ziele: Verbesserung der Qualität durch optimale Information der ÖPNVKunden Erlösoptimierung Seite 11

12 GNSS-basierte Anwendungsfelder Realisierung kurzfristig: Floating Car Data-System für Steuerung, Planung und Information Mobiles Endgerät mit Ortungsfunktionalität für Electronic Ticketing, personalisierte Mobilitätsdienste und Tourismusinformationen integriertes System für ÖPNV (Ortung für LSA-Ansteuerung, Disposition und Ticketing) Regionales RBL für Anschlusssicherung, Fahrgastinformation und flexible Bedienungsweisen Realisierung langfristig: Kooperative Systeme auf Basis von Fahrzeug/Fahrzeug- und Fahrzeug/InfrastrukturKommunikation City-Maut-System Seite 12

13 Foto: ESA Gliederung des Vortrags Ausgangslage GNSS-Anwendungsfelder im (städtischen) Verkehrsmanagement Potenzial für Galileo Handlungserfordernisse Seite 13

14 GPS-Fehlerquellen bei Verkehrsanwendungen Störungen durch die Ionosphäre (± 5 Meter) Schwankungen der Satellitenumlaufbahnen (± 2.5 Meter) Uhrenfehler der Satelliten (± 2 Meter) Störungen durch die Troposphäre (± 0.5 Meter) Rechnungs- und Rundungsfehler (± 1 Meter)» Standardgenauigkeit von ca. 10m + Satellitengeometrie + Algorithmik der Receiver + Ungenauigkeit beim Einbau der Systeme im Fahrzeug + Kartenfehler und -ungenauigkeiten + Umgebungseinflüsse (Mehrwegeeffekte, Abschattungen)» Gesamtgenauigkeit = f(t) Seite 14

15 Qualitätskriterien (1): Verfügbarkeit Seite 15

16 Qualitätskriterien (1): Verfügbarkeit Seite 16

17 Qualitätskriterien (2): Integrität GPS 1 Tunnel GPS 2 Seite 17

18 Qualitätskriterien (3): Genauigkeit Seite 18

19 Integration mit anderen Sensoren Wichtigste Anforderungen bei vielen Anwendungen im Verkehr: Hohes Maß an Robustheit (Genauigkeit, Verfügbarkeit, Integrität) Geringe Kosten der On-board-Units Sensorfusion als Lösung für viele Anwendungen (hybride Navigation) Galileo / GPS Optimale Sensorfusion Odometer Sensor 1 Sensor 2 Gyro Optimale Navigation Position-fixes... Nav-Algorithmus Seite 19 + Mapmatching

20 Technische Bewertung Berechnung: - GPS - Galileo GPS-Vergleich: - Simulation - Messung Ergebnis: Nachweis der Simulationsqualität Messung: - GPS - Gyroscope - Odometer - etc. Forcing Tape: - Galileo / GPS - Gyroscope - Odometer - etc. Ergebnis: Potenzial von Galileo in der Anwendung Bild: VEGA Simulation (GSSF): Messungen: Seite 20

21 Foto: ESA Gliederung des Vortrags Ausgangslage GNSS-Anwendungsfelder im (städtischen) Verkehrsmanagement Potenzial für Galileo Handlungserfordernisse Seite 21

22 Zusammenfassung Die Potenziale von Galileo-Applikationen sind sehr hoch. Der Stand der Galileo-Anwendungsentwicklung ist unbefriedigend. Erforderlich ist ein vierstufiges Vorgehen: Identifikation von Problemen und Definition von Zielen. Entwicklung verkehrlicher Lösungen. Ableiten spezifischer Anforderungen an die Navigation. Integration von Galileo in die technische Lösung. Die Bewertungskriterien beziehen sich auf Robustheit (Genauigkeit, Integrität, Verfügbarkeit) und Wirtschaftlichkeit. Systeme auf Basis von intelligenten Fusionsalgorithmen haben das größte Potenzial. Seite 22

23 Umsetzungsstrategie Galileo-Transport Sachsen-Anhalt Umsetzung FuE-Galileo: Galileo in VM, midas FuE-Verkehrsmanagement: MOSAIQUE, Regio-Info Strategie: Galileo Transport Sachsen-Anhalt Seite 23

24 Foto: ESA Integration von Galileo im Verkehrsmanagement GALILEO Applications Day, Haus der Forschung, Wien Partnergesellschaft Brannolte & Plank-Wiedenbeck Leipzig, Weimar, Offenbach am Main pwp-systems GmbH, Bad Camberg Seite 24