Workshop Presentazione Proposte 3 Bando PMI TLC e Applicazioni Integrate Roma, 25 Luglio 2013

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1 Workshop Presentazione Proposte 3 Bando PMI TLC e Applicazioni Integrate Roma, 25 Luglio 2013

2 Indice Obiettivo del Progetto Aspetti Innovativi Risultati Attesi Potenzialità del Mercato di Riferimento Abstract e Architettura del Progetto Potenzialità di trasferimento tecnologico Proiezioni Economiche WBS e Organigramma di Progetto Schedule Milestone 2

3 Obiettivi del Progetto Scopo del progetto è la realizzazione di un applicazione HW/SW che consenta l elaborazione di dati diagnostici rilevati a bordo di veicoli ferroviari e l invio dei dati tramite comunicazione satellitare all unità di terra. I veicoli saranno attrezzati con sensori atti all acquisizione di grandezze utili alla manutenzione dell intera infrastruttura ferroviaria e al monitoraggio e registrazione in live view di eventi sulla prospettiva del macchinista, sull ispezione della massicciata, della linea aerea o, la video ispezione di quanto accade sulle banchine passeggeri 3

4 Aspetti Innovativi (1/2) Il prodotto proposto nasce dall esigenza di soddisfare requisiti di affidabilità e sicurezza sempre più crescenti nella gestione della rete ferroviaria. Attuale Tecnologia Link continuo (GSM-R) a basso data rate (10Kbit/s) o discontinuo (802.11b/g) Sono trasferibili modeste quantità di dati diagnostici ed immagini a bassa risoluzione spaziale e temporale Elaborazione a bordo treno assente Significative quantità di dati possono essere solo memorizzate a bordo ed elaborate off-line sono richieste infrastrutture ad hoc per il download Tecnologia Proposta Link Satellitare ad elevato data rate (5/20Mbit/s) in banda Ku/Ka Sono trasferibili significative quantità di dati diagnostici ed immagini a media/alta risoluzione spaziale e temporale Elaborazione real time a bordo treno e trasferimento dei risultati attraverso il link satellitare 4

5 Aspetti Innovativi (2/2) Le aziende partecipanti, svilupperanno un prodotto che consente di introdursi in una futura nicchia di mercato. L applicazione proposta nel progetto si appoggia all infrastruttura satellitare in banda Ku/Ka che consente il trasferimento dati tramite link satellitare a banda larga secondo lo standard DVB-RCS, in grado di implementare comunicazioni interattive a larga banda via satellite. Questo consente di: valorizzare l infrastruttura tecnologica satellitare promossa da ASI per mezzo di una applicazione innovativa in grado di sfruttare canali di comunicazione che, ad oggi, non sono utilizzati da nessun altra azienda nazionale o europea presente sul mercato ferroviario; incrementare il grado di utilizzabilità e sicurezza dell infrastruttura ferroviaria diagnosticata, in quanto un link satellitare permette di fornire utili informazioni centralizzate, per la manutenzione e la riparazione dell infrastruttura stessa; individuare eventuali pericoli presenti sulla tratta ferroviaria percorsa (oggetti estranei lungo linea o lateralmente al veicolo). 5

6 Risultati Attesi Sitael e TSD intendono proporre un applicazione del sistema di comunicazione satellitare DVB-RCS, in banda Ku/Ka, al sistema di trasporto ferroviario al fine di effettuare diagnostica e aumentare i livelli di affidabilità e sicurezza. I risultati attesi da questo tipo di implementazione sono: maggiore efficienza nel trasferimento dati da e verso terra; diagnosticabilità real-time dei principali parametri ferroviari acquisiti a bordo treno; riduzione dei tempi di intervento da parte del gestore dell infrastruttura che potrà effettuare azioni di manutenzione in minor tempo; possibilità di effettuare elaborazioni dati più accurate utilizzando HW a terra più performante; possibilità di memorizzare più eventi rispetto a quelli attualmente memorizzati su veicolo (virtualmente eventi infiniti vista la possibilità di adottare unità di memorizzazione più capienti rispetto a quelle finora utilizzate); semplificazione dei sistemi di diagnostica montati a bordo treno. 6

7 Potenzialità del Mercato di Riferimento I risultati del progetto saranno trasferiti in altri contesti attraverso le seguenti linee strategiche: In ambito ferroviario individuando soluzioni che necessitano di comunicazione e scambio dati fra aree prive di copertura cellulare o difficilmente raggiungibili con sistemi cablati; In soluzioni di diagnostica e monitoraggio di infrastrutture lineari, come ad esempio: acquedotti, reti elettriche, pipelines, strade; In settori industriali, civili ed ambientali dove è necessario effettuare un monitoraggio continuo per intervenire in caso di eventi accidentali; piattaforme petrolifere, stazioni sismiche, stazioni alpine; Nel settore aereonautico dove i requisiti di sicurezza e monitoraggio dei componenti sono molto stringenti; In sistemi di visione ad alte prestazioni per la telesorveglianza di aree critiche 7

8 Abstract e Architettura del Progetto L applicazione proposta è composta funzionalmente da due unità: unità di bordo, che sarà installata Comunicazione Satellitare Banda Ku/ka DVB-RCS 20Mb/s F Uplink 5Mb/s R Uplink direttamente sul veicolo attrezzato. Antenna Satellitare Tx/Rx Link di Rete unità di terra posizionata in un centro dedicato di controllo ed elaborazione dati. L unità di terra può interfacciarsi con multiple unità di bordo in maniera tale da costituire un network di unità tra di Unità Bordo Treno Acquisizione Sensori Pre-Elaborazione Dati Pre-Buffering Dati Pacchettizzazione Dati Compressione e Data Crypting Rx/Tx Dati via Link SAT Antenna Satellitare Tx/Rx Provider (e.g. Eutelsat) Unità di Terra Rice/Trasmissione Dati via Link SAT Decompressione e De-Crypting Dati Elaborazione Dati Real Time e Off Line Buffering Dati Diagnostica e Configurazione Link di Rete loro comunicanti. 8

9 Macroblocchi del sistema (1/6) L unità bordo treno sarà in grado di: acquisire grandezze diagnostiche ferroviarie con data rate di circa 140 Mb/s ed immagini video fino ad un massimo di 240Mpixel/s provenienti da 4 video telecamere di video ispezione operanti simultaneamente (con frame rate e delle specifiche esigenze); risoluzioni impostabili in funzione memorizzare in locale, su dischi allo stato solido, fino ad 1 Terabyte di dati, con un transfer rate continuo di almeno 1Gbps e con picchi fino ad un massimo di 3Gbps. 9

10 Macroblocchi del sistema (2/6) La memorizzazione in locale si rende indispensabile in quelle condizioni in cui non è disponibile un link verso l infrastruttura satellitare come, ad esempio, in condizioni di scarsa/assente copertura satellitare, come ad esempio in galleria o in prossimità di grosse stazioni ferroviarie; Nelle condizioni nominali i dati possono essere in generale sia trasmessi che memorizzati localmente e con frequenze di campionamento e fattori di compressione impostabili in maniera indipendente; In ogni caso tutti i dati acquisiti potranno essere processati in tempo reale al fine di poter rilevare in tempo reale potenziali anomalie ; I dati acquisiti in un predefinibile intorno dell istante di tempo in cui l anomalia è stata rilevata, saranno memorizzati integralmente a bordo, e potranno essere trasmessi, dietro richiesta, al centro di controllo. 10

11 Macroblocchi del sistema (3/6) L Unità Bordo Treno sarà composta dai seguenti sistemi: RCST (Return Channel Satellite Terminal Data Handling System ACQ Module 11

12 Macroblocchi del sistema (4/6) Il terminale RCST implementa la funzione di comunicazione interattiva, in banda Ku/Ka, fra il treno e la relativa stazione di controllo, in accordo allo standard DVB-S2/RCS; è composto da un Antenna System, posto sul tetto del treno, e da un modem in banda L; Il sistema Data Handling implementerà le seguenti funzioni: Acquisizione ed elaborazione in tempo reale delle immagini generate da 4 video camere (espandibile se necessario in successive applicazioni) Acquisizione e formattazione/compressione dei dati provenienti dal sistema diagnostico Memorizzazione dei dati acquisiti/elaborati Cifratura dei dati da trasmettere sul link DVB-S2/RCS 12

13 Macroblocchi del sistema (5/6) Il sistema di Data Handling sarà dotato di due moduli di elaborazione video real time: Un primo modulo dedicato alla implementazione di algoritmi specifici di Image Processing ; Un secondo modulo dedicato alla compressione video basata su trasformata Wavelet. Entrambi i moduli saranno basati su FPGA ad alta densità riprogrammabili in modo da consentire la scelta degli algoritmi di elaborazione a secondo del contesto operativo. 13

14 Macroblocchi del sistema (6/6) L unità di terra sarà in grado di stabilire un link con la/le unità bordo treno in due modi: 1. attraverso un interfaccia con il provider dei servizi (es. Astra, Eutelsat) per mezzo di un link tradizionale basato sul connettività ad alta velocità con banda garantita e indirizzamento statico; 2. attraverso un link diretto con l apparato bordo treno, tramite un terminale locale in banda Ku/Ka, che, per ragioni di budget, non farà parte del prototipo. 14

15 WBS RADISS NODO 1000 SITAEL (RIC) NODO 2000 SITAEL (SSC) NODO 3000 TSD (RIC) NODO 4000 TSD (SSC) WP_1101 MANAGEMENT WP_2101 PROGETTAZIONE PROTOTIPO ACQ MODULE WP_3101 ASSESSMENT DELLE TECNOLOGIE E TRADE OFF ANALYSIS WP_4101 PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO WP_1102 DEFINIZIONE REQUISITI WP_2102 REALIZZAZIONE E PROTOTIPAZIONE ACQ MODULE WP_3102 ALGORITMI DI PROCESSING WP_4102 MAIT WP_1103 PROGETTAZIONE PRELIMINARE ACQ MODULE WP_2103 TEST FUNZIONALE DI SISTEMA WP_3103 REQUISITI APPLICATIVI E DEFINIZIONE DELLE SPECIFICHE WP_4103 INTEGRAZIONE E TEST WP_1104 WP_3104 WP_4104 STUDIO PRELIMINARE MASTER ACQ MODULE PROGETTAZIONE PRELIMINARE VALITATION TEST 15

16 Organigramma di Progetto Contract Officer Project Manager ASI Team di aziende proponenti Technical Manager F. De Palma (SITAEL) Contract Officer R. Angelillo Project Manager V. Arciuli Quality Manager G. Vitale Technical Manager G. Capuano (TSD) Team di Progetto composto da SITAEL e TSD Durata del Progetto: 22 mesi 16

17 Schedulazione 17

18 Milestone (1/2) MILESTONE Tempo Descrizione e Deliverables M1 M2 M3 M4 T0 T0 + 4 mesi T0 + 7 mesi T mesi Kick-off (KO) meeting con il quale si apre il progetto presentando all ASI il team e gli obiettivi del progetto. Durante il meeting verrà presentata in maniera approfondita l offerta e il piano di lavoro con particolare attenzione alla descrizione di ciascuna milestone e le fasi del progetto. Per ciascun evento chiave verrà quindi descritto l obiettivo da raggiungere e gli output attesi da ciascun pacco di lavoro. Il meeting si chiuderà con la raccolta di eventuali spunti e commenti in direzione degli sviluppi da condurre. Al tempo T0 + 4 mesi verranno presentati i risultati dell assessment tecnologico e della definizione dei requisiti di sistema che guidano le fasi successive di progettazione e di sviluppo e che saranno il riferimento per la fase di test. Verranno realizzati i seguenti item: Requisiti di Progetto di Sistema Rapporto di Assesment Technologico Al tempo T0 + 7 mesi verranno emessi i primi documenti inerenti la specifica di progetto HW, FW e SW. Verranno emessi anche documenti di Rapporto di Progetto Architetturale e i relativi File di Progetto Preliminari. Verranno realizzati i seguenti item: Progetto Preliminare HW/FW/SW Acq Module Progetto Preliminare Master Acq Module File di Progetto Preliminare HW/FW/SW Acq Module File di Progetto Preliminare Master Acq Module Rapporto di Progetto Architetturale Algoritmi di processing Al tempo T mesi verranno ri-emessi, con i dovuti aggiornamenti derivanti dagli studi effettuati fino a questo momento, i documenti di specifica dei requisiti di progetto. Verrà realizzata una Breadboard dimostrativa di Laboratorio ed un piano AIV. Verranno realizzati i seguenti item: Requisiti di Progetto di Sistema (Ri-Emissione) Breadboard di Laboratorio Piano AIV 18

19 Milestone (2/2) M5 M6 M7 T mesi T mesi T mesi Al tempo T mesi verranno ri-emessi, con i dovuti aggiornamenti derivanti dagli studi effettuati fino a questo momento, i documenti specifici di progettazione HW, FW e SW e i relativi File di progetto. Verranno realizzati i seguenti item: Progetto HW/FW/SW (Ri-Emissione) File di Progetto HW/FW/SW Prototipo (Ri-Emisione) Al tempo T mesi verranno prodotte le Procedure di Test per il sistema Prototipo, il Prototipo, verranno emessi gli algoritmi VHDL per le funzioni proprietarie e la parte di ricezione sul segmento di terra. Verranno realizzati i seguenti item: Prototipo Procedure di Test VHDL degli algoritmi Al tempo T mesi verrà realizzata la chiusura del progetto con un Rapporto Finale di chiusura e aggiornamento di tutte le attività svolte. Verrà emesso un rapporto di validazione della parte di comunicazione. Verranno realizzati i seguenti item: Final Review Rapporti di Test Rapporto di Validazione Development Plan 19

20 Thank you for your attention! Viviana Arciuli phone: Fax: SITAEL S.p.A. S. P. 231, KM Modugno (BA) Via Livornese Pisa (PI) ITALY

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