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CESAH – Strategieworkshop 2012 1

Dr. Jörg Pfisterpwp-systems GmbH

ITS – Lösungen aus Mitteldeutschland8. Oktober 2013, Halle (Saale)

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

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Gliederung

ITS – Mitteldeutschland – 2013, Halle

� 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

ITS – Mitteldeutschland – 2013, Hallepwp-systems GmbH 3

pwp-systems GmbH

� Gründung: 2006

� Unternehmenssitz:� Bad Camberg (Hessen)

� Halle (Saale)

� Geschäftsfelder:� Verkehrsmanagement

� Systemintegration

� Telematik für Verkehrs-Anwendungen

� Robuste Positionierung (inkl. Galileo)

� Projektmanagement

� Referenz-Projekte:� COOPERS (www.coopers-ip.eu)

� MOSAIQUE (www.mosaique-online.de)

� ESNC Regionalsieger Hessen 2011

Dr. Jörg Pfister(Geschäftsführer)

Tel: +49.6434.9096630

Mail: [email protected]

Web: www.pwp-systems.de

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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

� 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].


… Space for Priority!


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 Fahrzeugsermöglicht einen effizienteren ÖPNV bei gleichzeitgier Kostensenkung.

� Schlüssel-Technologien sindNavigation & Kommunikation.


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.



Kreuzung Merseburger/Damaschke/Diesel-Str.

24 STRABpro Stunde

2 Spurenpro Richtung


Anwendungsbeispiel: ÖPNV – Beschleunigung

478m

253m

Störung

Jede verlorene Sekunde entspricht einem Fahrzeug in der Warteschlange

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Robust Positioning Prototype (RPP)



RPP Integration in Galileo-STRAB

� RPP:� GNSS + EGNOS� Wegstrecke� Inertiale Sensoren

� Schnittstellen:� Ethernet, Seriell� CAN-Bus, IBIS-Bus� R09.16-Telegramm


RPP vs. GPS Beispiel 1


RPP vs. GPS Beispiel 2


GPS-Positionsfehler über der Zeit


Urbane Umgebungsbedingungen


GSP Positionsfehler über der Zeit


Verteilung der Positionsfehler im Vergleich

RPP GPS

Verfügbarkeit: 100% Verfügbarkeit: 98%

Häufigkeit des Auftretensin Prozent 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-Fahrzeug en.


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Geometrie-Modell (statische Informationen)

� Öffentlicher Verkehr� Gleisführung� Haltestellen� Infrastruktur

� Individual Verkehr� Fahrspuren� Haltelinien� LSA

� Andere Verkehre� Radwege� Fußgänger-

überwege


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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 Positionierungs-verfahren 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!


Umweltsensitive Verkehrssteuerung Erfurt (UVE) 25

Kontakt:

Dr. Jörg Pfisterpwp - systems GmbH

Magdeburger Straße 3806112 Halle (Saale)

mail: [email protected]: www.pwp-systems.de

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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 (Saa le) lizenziert. Eine weitere Verbreitung oder Verwendun g dieser Darstellungen ist nicht zulässig!

Bei Verstößen übernimmt der Autor keine Haftung!

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