Navigation im Verkehr als FuE-Aufgabe
Die Integration der Schlüsseltechnologien Ortung und Navigation in Verkehrsanwendungen hat wissenschaftlich, wirtschaftlich und technologisch sehr große Potentiale. Das Land Sachsen-Anhalt hat vor diesem Hintergrund ein Entwicklungslabor für Ortung, Navigation und Kommunikation in Verkehr und Logistik entwickelt und umgesetzt. Es wird von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg koordiniert.
In diesem Rahmen ist in Halle das Testfeld Navigation und Verkehr entstanden, das von der Halleschen Verkehrs AG (HAVAG) als Kooperationspartner des Galileo-Netzwerkes geleitet wird. Für den Aufbau und Betrieb des Testfeldes unterstützt pwp-systems die HAVAG als Systemlieferant mit Technik und Know-how.
Unternehmen und Forschungseinrichtungen wird in Halle die Möglichkeit gegeben, ihre Lösungen im Entwicklungsprozess kontinuierlich unter den unterschiedlichen Rahmenbedingungen zu testen. Dabei müssen insbesondere die zeitlich sich ändernden Satellitenkonfigurationen und unterschiedliche Umgebungseinflüsse (Abschattungen, Mehrwegausbreitungen der Satellitensignale) berücksichtigt werden.
Entwicklungsumgebung für erfolgreiche Projekte
Der Schwerpunkt des Testfeldes liegt auf der optimalen Einbettung in reale Anwendungsbedingungen des öffentlichen Verkehrs (ÖPNV) und des Individualverkehrs. „Virtual Galileo“ ist in diesem Kontext ein neuer Ansatz und ermöglicht flexible und detaillierte Wirkungsanalysen auf der Basis von simulierten Galileo- und GPS-Signalen unter realistischen Bedingungen.
Ein Instrumentarium an hochwertigen Systemen steht dafür im Testfeld zur Verfügung. Eine hochwertige inertiale Navigationseinheit (TALIN 3000), Dopplerradar und L1-L2-GPS-Receiver sind in ein Messdaten-Erfassungssystem integriert. Eingebaut in eine Galileo-Straßenbahn und einen Galileo-Bus wird die Erzeugung von präzisen Referenz-Trajektorien mit einer Updaterate von 100 Hz, einer Positionsgenauigkeit im Dezimeterbereich und 100 % Verfügbarkeit ohne Empfangs-bedingte Ausfälle ermöglicht. Höchste Zuverlässigkeit durch redundante Sensor- und Signalverarbeitung und das Zusammenspiel mit dem exakt vermessenen Schienennetz garantieren belastbare Resultate.
Die Daten können als Input für Galileo- und GPS-Simulationen genutzt werden. Das offizielle Simulations-System der ESA, das umfangreiche Validierungsverfahren bestanden hat, steht dafür zur Verfügung. Das User-Segment wurde für die Integration von Gelände, Bebauung und Bepflanzung erweitert, um realitätsnahe Ergebnisse zu produzieren. „Virtual Galileo“ integriert simulierte Galileo-Signale in realen Testfahrten, um Wirkungsweise und Vorteile des zukünftigen Europäischen Navigationssystems bereits heute im realen Betrieb der Anwendung zu erproben. Die Methodik zeichnet sich auch durch eine hohe Flexibilität aus und wurde im Rahmen von Europäischen Forschungsprojekten bereits erfolgreich in Berlin, Innsbruck, Trient und Frankfurt angewendet.
Die Ergebnisse der Messungen und Simulationen können umfassend analysiert und ausgewertet werden. Zur Visualisierung als „Virtual Reality“ stehen 3D-Modelle des Stadtgebiets zur Verfügung.
Zusätzlich gibt es im Testfeld eine flächendeckende Verkehrslageerfassung für die Stadt Halle und das regionale Umfeld inklusive der Autobahnen. Im Bereich des ÖPNV ist der Zugriff auf moderne Leittechnik durch das moderne ITCS (Intermodal Traffic Control System) der HAVAG gegeben.
Anwendungsgebiete
Die Voraussetzungen in diesem Testfeld sind optimal zur Erprobung von Technologien zur Positionierung im Landverkehr, wie z. B.: „low-cost“ GPS, Transponder-Technologie, Geschwindigkeitssignal, Gyrometer und Beschleunigungssensoren. Neben den Leistungspotenzialen einzelner Sensortechnologien ist insbesondere die passende Zusammensetzung von Multi-Sensorsystemen und deren Konfiguration für spezielle Anwendungen von Interesse.
Das Leistungsspektrum des Testfeldes geht über die Untersuchung der Positionierungskomponente hinaus und bietet die Möglichkeit der Integration in verkehrstechnische Systeme. So können z. B. neue Betriebsweisen auf der Basis robuster Navigation direkt unter realen Betriebsbedingungen erprobt werden.
Folgende Anwendungsbeispiele können mit diesem Ansatz unter Nutzung der in Halle verfügbaren Hard- und Software zum Einsatz kommen:
- Kooperative Systeme auf Basis von Car-to-Infrastructure- und Car-to-Car-Kommunikation.
- Systeme zur robusten Ortung und Navigation auf GNSS-Basis unter Verwendung weiterer Sensorik für Anwendungen im Pkw, Lkw und in Schienenfahrzeugen.
- Mobilitätsdienste für mobile Endgeräte.
- Systeme zur automatischen und elektronischen Abrechnung auf GNSS-Basis für den ÖPNV, Lkw- und Pkw-Verkehr.
- Systeme zur Optimierung des Verkehrsflusses im ÖPNV.
- Leitsysteme für Nebenbahnen.
- Systeme zur Erfassung des Verkehrszustandes.
- Städtische Verkehrsmanagementsysteme.