RISULTATI SPERIMENTALI E PROSPETTIVE DI SVILUPPO

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Cristina Garofalo
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1 RISULTATI SPERIMENTALI E PROSPETTIVE DI SVILUPPO Salvatore SABINA e Alessandro NERI

2 Indice Evoluzioni di ERTMS: Assunzioni Tecnologiche Funzione Posizione del Treno (SIL 4): Soluzione a Livello di Sistema e non a livello del singolo ricevitore Maturità delle soluzioni analizzate / implementate nei progetti R&D e nei progetti Ansaldo STS Principali risultati raggiunti in ERSAT-EAV Iniziative Future Pianificate di Breve e Lungo Termine

3 EVOLUZIONI DI ERTMS: ASSUNZIONI TECNOLOGICHE Radio TLC Network anche basata su Public Switching e Satellite Communication Networks Concetto della Virtual Balise per ridurre le modifiche allo Standard ERTMS Ambiente Ferroviario totalmente differente da quello Avionico

4 EVOLUZIONI DI ERTMS: ASSUNZIONI TECNOLOGICHE Public Switching e Satellite Networks

5 EVOLUZIONI DI ERTMS: ASSUNZIONI TECNOLOGICHE Physical Balise Virtual Balise Location

6 FUNZIONE POSIZIONE DEL TRENO (SIL 4): SOLUZIONE A LIVELLO DI SISTEMA E NON A LIVELLO DEL SINGOLO RICEVITORE Real Speed LRBG Estimated Wrong Distance Real Distance

7 FUNZIONE POSIZIONE DEL TRENO (SIL 4): SOLUZIONE A LIVELLO DI SISTEMA E NON A LIVELLO DEL SINGOLO RICEVITORE VBR fornisce Max/Min Balise Detection Error = f(prot. Level, ) al Kernel ETCS Sono necessari sia una combinazione di Sistemi di Augmentation sia Meccanismi / Measure per fronteggiare gli aspetti On-Board Locale Feared Events I Sistemi ERTMS di nuova generazione devono essere integrati con il Sistema Location Determination System basato sulla Tecnologia Satellitare (GNSS)

FUNZIONE POSIZIONE DEL TRENO (SIL 4): SOLUZIONE A LIVELLO DI SISTEMA E NON A LIVELLO DEL SINGOLO RICEVITORE DRIVERS Requisiti ERTMS (SIL-4) Costo/Efficacia Disponibilità Sistema Multiconstellazione a

8 FUNZIONE POSIZIONE DEL TRENO (SIL 4): SOLUZIONE A LIVELLO DI SISTEMA E NON A LIVELLO DEL SINGOLO RICEVITORE DRIVERS Requisiti ERTMS (SIL-4) Costo/Efficacia Disponibilità Sistema Multiconstellazione a 2 livelli 1 o livello: Rete di Augmentation e monitoraggio su area vasta (EGNOS in EU, WAAS in U.S.A.) 2 o livello: : Track Areas Augmentation Network (TAAN) basato su componenti COTS (a basso costo) Condivisa con altre applicazioni (Avionica, Automotive) Il corretto funzionamento del 2 o livello e l integrità del segnale GNSS SIS sono monitorati tramite l elaborazione cogiunta dei dati forniti dai ricevitori dei due livelli

9 FUNZIONE POSIZIONE DEL TRENO (SIL 4): SOLUZIONE A LIVELLO DI SISTEMA E NON A LIVELLO DEL SINGOLO RICEVITORE GPS BEIDOU SPACE SEGMENT Radio Block Center QoS EGNOS RS 1 RS 2 RS N LDS OBU TAIM TALS QoS EDAS Track Area Augmentation Network TAAN - CC TAAN-CC TALS RS EDAS LDS OBU Track Area Augmentation Network Control Center Track Area LDS Server Reference Station EGNOS Data Access Service Location Determination System On Board Unit

MATURITÀ DELLE SOLUZIONI ANALIZZATE / IMPLEMENTATE NEI PROGETTI R&D E NEI PROGETTI ANSALDO STS Sardinia Trial Site Radio Communication Network Single Constellation, Single frequency (GPS) & Track

10 MATURITÀ DELLE SOLUZIONI ANALIZZATE / IMPLEMENTATE NEI PROGETTI R&D E NEI PROGETTI ANSALDO STS Sardinia Trial Site Radio Communication Network Single Constellation, Single frequency (GPS) & Track Area Augmentation, TLC Packet Switching Network IP-Based connections over existing RFI SDH Network TAN - CC RSs TALS TLC Gateway Ethernet Link RS Decimo Samassi Decimomannu Radio Communication Network EVC & LDS OBU Augmentation Data Cagliari S. Gavino Line (about 50 Km long)

11 MATURITÀ DELLE SOLUZIONI ANALIZZATE / IMPLEMENTATE NEI PROGETTI R&D E NEI PROGETTI ANSALDO STS Sardinia Trial Site

12 MATURITÀ DELLE SOLUZIONI ANALIZZATE / IMPLEMENTATE NEI PROGETTI R&D E NEI PROGETTI ANSALDO STS Roy Hill

13 MATURITÀ DELLE SOLUZIONI ANALIZZATE / IMPLEMENTATE NEI PROGETTI R&D E NEI PROGETTI ANSALDO STS Eseguiti con Successo Test Funzionali e Non Funzionali sul Trial Site Sardegna: percorsi almeno km; Eseguite con Successo Campagne di Misura sul Trail Site Pontremolese: oltre 1 anno di misure; Roy Hill Line (ERTMS Level 2 integrato con LDS, in configurazione SIL 2 e SIL 4, in servizio commerciale rispettivamente da Ott. 1 st 2016 e Gen. 2017): percorsi circa km (comprensivi del periodo di test).

The OBU equipment is assembled on the diesel automotrice ALN 668 3114. Both constellations GPS and GALILEO are used.

14 PRINCIPALI RISULTATI RAGGIUNTI IN ERSAT-EAV Test Environment: Sardinia: Track Cagliari San Gavino. The first one form the 17 th to 19 th of October 2016 and the second form the 24 th to 26 th of October TAAN Augmentation Network messages are processed by TALS. The OBU equipment is assembled on the diesel automotrice ALN Both constellations GPS and GALILEO are used. Scenario 1 - Three TAAN RSs, TAAN-CC integrity monitoring, TALS and OBU processing and positioning for rides in nominal condition without any faults using GPS and Galileo satellites. Scenario 2 - Three TAAN RSs, TAAN-CC integrity monitoring, TALS and OBU processing and positioning for ride where satellite faults are injected in Real-Time by TAAN. The faults are simulated on GPS PRN 01, PRN 03, PRN 06, PRN 07, PRN 09 and PRN 17 along the track San Gavino Cagliari on the 25 th of October Scenario 3 - Three TAAN RSs, TAAN-CC integrity monitoring, TALS and OBU processing and positioning for ride using only GPS constellation.

15 PRINCIPALI RISULTATI RAGGIUNTI IN ERSAT-EAV Scenario 1: Condizioni Nominali GPS+ Galileo 2016/10/24 San Gavino - Cagliari

16 PRINCIPALI RISULTATI RAGGIUNTI IN ERSAT-EAV

17 PRINCIPALI RISULTATI RAGGIUNTI IN ERSAT-EAV Scenario 2: Faulty satellites GPS+ Galileo 2016/10/25 San Gavino - Cagliari

18 PRINCIPALI RISULTATI RAGGIUNTI IN ERSAT-EAV Scenario 3: GPS only 2016/10/26 San Gavino - Cagliari

19 INIZIATIVE FUTURE PIANIFICATE DI BREVE E LUNGO TERMINE ERTMS Enhancements: Road Map Per velocizzare l introduzione della tecnologia satellitare, sulla base dell architettura modulare e scalabile della nuova architettura ERTMS, si propone un approccio di sviluppo / rilascio di tipo incrementale. Freight / ERTMS L2 for Regional Lines Single Constellation, Single frequency (GPS) & Track Area Augmentation, TLC Packet Switching Networks. Freight / ERTMS L2 for Regional Lines Single Constellation, Single frequency (GPS) and SBAS (EGNOS V2), MAR and TLC Packet Switching Networks Freight / ERTMS L3 for Regional Lines -Multiple Constellations, Multiple Frequencies (GPS + Galileo) and SBAS (EGNOS V3), MAR and TLC Packet Switching Networks 2 Track Discrimination based on GNSS Technology, Train 4 Integrity, Odometry Enhancements 24

INIZIATIVE FUTURE PIANIFICATE DI BREVE E LUNGO TERMINE TEST BED

Guasti simulati (per eventi rari) SIS sintetico per nuove

prestazioni in accordo agli standard per sicurezza (e.g. CENELEC EN 50129, etc.

in view 45 40 Mean on double differences [m] 35 30 25 20 15 10

20 INIZIATIVE FUTURE PIANIFICATE DI BREVE E LUNGO TERMINE TEST BED VIRTUALIZZATO che integra Dati reali registrati sul campo, Guasti simulati (per eventi rari) SIS sintetico per nuove costellazioni (GALILEO) METODI ANALITICI per la verifica delle prestazioni in accordo agli standard per sicurezza (e.g. CENELEC EN 50129, etc.) 50 Mean values on double differences for all the satellites in view Mean on double differences [m] GPS time [s] x 10 25

21 Thanks for your attention

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