PROGETTI EUROPEI
Data di avvio: 1 gennaio 2021Durata progetto: 3 anni
Valore progetto: 2.722.080,25 €
Sito web: https://railgap.eu/
Railway Ground truth and digital map
RAILGAP risponde al bando LC-SPACE-EGNSS-1-2019-2020 (applicazioni European Global Navigation Satellite System - EGNSS - che favoriscono la mobilità verde, sicura e intelligente) del Programma Horizon 2020. La sfida specifica di questa linea di finanziamento è quella di sviluppare applicazioni innovative basate su EGNSS nel settore dell’aviazione, del trasporto su strada, marittimo e ferroviario che renderanno EGNOS e Galileo più disponibili per gli utenti dei trasporti e consentiranno una mobilità a basse emissioni (CO2 e inquinanti atmosferici), più sicura, a basso costo e con prestazioni più elevate. Si rammenta che Il sistema globale di navigazione satellitare europeo (EGNSS) comprende il sistema globale di navigazione satellitare istituito nell'ambito del programma Galileo e il servizio europeo di copertura geostazionaria (EGNOS).
Il progetto si concentrerà in particolare sul segmento ferroviario che è il sistema di trasporto più verde, oltre che uno dei più sicuri.
Il progetto, avviato sotto il coordinamento di Rete Ferroviaria Italiana nel gennaio 2021, concluderà i suoi lavori nel 2024. Esso prevede la partecipazione attiva, oltre che dell’Associazione ASSTRA , anche dell’Università, dell’Industria e degli operatori nazionali ed internazionali del settore del trasporto ferroviario. In particolare, i partner del progetto sono i seguenti soggetti:
- ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS – ADIF (Spagna)
- CENTRO DE ESTUDIOS Y EXPERIMENTACIÓN DE OBRAS PÚBLICAS – CEDEX (Spagna)
- CONSORZIO UNIVERSITA INDUSTRIA – LABORATORI DI RADIOCOMUNICAZIONI – RDL (Italia)
- DEUTSCHES ZENTRUM FÜR LUFT – UND RAUMFAHRT e.V. – DLR (Germania)
- HITACHI RAIL STS S.p.A. – STS (Italia)
- INGENIERIA Y ECONOMIA DEL TRANSPORTE S.A. – INECO (Spagna)
- RETE FERROVIARIA ITALIANA – RFI (Italia)
- RINA-C (Italia)
- TRENITALIA S.p.A. (Italia)
- UNIVERSITE GUSTAVE EIFFEL – UGE (Francia)
- UNION DES INDUSTRIES FERROVIAIRES EUROPEENNES – UNIFE (Belgio)
- ASSTRA - ASSOCIAZIONE TRASPORTI - ASSTRA (Italia)
Il progetto RAILGAP è uno dei progetti del programma ERSAT ed è collegato ad alcuni dei principali progetti passati e in corso come H2020 GSA ERSAT EAV, ERSAT GGC, RHINOS, S2R Gate4Rail, e l'ultimo HELMET. Inoltre, il progetto proposto prenderà anche in considerazione i risultati del progetto STARS4 relativi al Ground Truth.
La visione nel progetto RAILGAP è quella di proporre un Ground Truth di alta precisione, alcune metodologie di tracciamento delle mappe digitali lungo i binari e lo sviluppo del relativo set di strumenti per fornire una metrica accurata e affidabile per valutare la precisione del posizionamento satellitare dei treni e i suoi intervalli di confidenza. Il progetto è orientato a sostenere il processo di adozione del GNSS nel settore ferroviario, sfruttando la sinergia con altri sistemi di navigazione a bordo.
Il progetto RAILGAP è un passo essenziale verso la promozione di una mobilità verde, sicura e intelligente. La prospettiva è quella di valorizzare ulteriormente la riconosciuta caratteristica “verde” del trasporto ferroviario, che consuma meno del 2% dell'elettricità in Europa e genera 1/10 delle emissioni di CO2 per passeggero rispetto agli aerei.
L'adozione di EGNSS per il posizionamento dei treni e per supportare le fasi chiave del ciclo di vita del sistema CENELEC (es. fasi di progettazione e sviluppo, fasi V&V, fase di manutenzione) è fondamentale per ridurre il costo del ciclo di vita dei trasporti ferroviari, aumentare la capacità ferroviaria, l'affidabilità e puntualità e minimizzare il consumo di energia per passeggero km.
RAILGAP intende contribuire alla tabella di marcia verso l'adozione di EGNSS per applicazioni non sicure (es. posizionamento satellitare nell'ecosistema ERTMS ferroviario). Considerando le iniziative passate e in corso, il progetto ha individuato la necessità di nuove metodologie e strumenti, ovvero una Ground Truth e una Digital Map che oggi non sono disponibili con gli attributi di qualità e prestazioni richiesti, per la valutazione di nuovi sistemi di segnalamento di bordo o le loro migliorie (utilizzando ed elaborando i dati risultanti dall'ibridazione di sensori (GNSS, IMU, LIDAR, telecamere, contachilometri…)). Nel progetto verranno utilizzate tecnologie all'avanguardia che ottimizzeranno sia il sistema di segnalamento a terra, dove è richiesta una mappa digitale, sia le attività di verifica delle apparecchiature di bordo, dove è obbligatoria la conoscenza di posizioni reali, accelerazioni e velocità.
Infatti, una Ground Truth diventa essenziale per caratterizzare e valutare eventuali soluzioni con impatto sulla posizione del treno o sulla dinamica del treno che sono esplorate o ancora in corso. D'altra parte, diventa obbligatoria anche la disponibilità di una Mappa Digitale per poter utilizzare gli algoritmi ATO e i nuovi algoritmi di Posizione Treno. Questo è il motivo per cui RAILGAP si concentrerà sulle nuove metodologie e set di strumenti per costruire un ground truth di alta precisione e accuratezza e una mappa digitale a bordo pista con requisiti di integrità.
RAILGAP è il primo progetto che utilizzerà i treni commerciali per raccogliere dati massicci sul campo, superando i limiti derivanti dalle limitate campagne di test effettuate fino ad ora e dalla mancanza di significatività delle prestazioni dei sensori non EGNSS nell'ecosistema ferroviario.
La tecnologia satellitare EGNSS è identificata come una delle tecnologie rivoluzionarie dell'ERTMS e delle evoluzioni del sistema di comando e controllo (CCS) con l'obiettivo di risparmiare investimenti e costi operativi. Esistono ancora ostacoli che impediscono un'ampia adozione di EGNSS. In particolare, un'adozione più ampia richiederà una massiccia acquisizione ed elaborazione dei dati per raggiungere l'alto livello di fiducia quando si opera in un ambiente ferroviario complesso con requisiti di sicurezza rigorosi.
Per contribuire a colmare questa lacuna, uno dei principali obiettivi di RAILGAP è lo sviluppo di una metodologia innovativa e avanzata e dei relativi strumenti per la progettazione di riferimenti accurati e affidabili (ovvero una verità di base per informazioni sulla posizione e sul contachilometri come distanza percorsa, velocità e accelerazioni e direzione). L'obiettivo è consentire la valutazione delle prestazioni di una localizzazione dei treni basata su GNSS ad alta precisione e integrità.
La definizione di ground truth e mappa digitale a terra con requisiti di integrità ad alta precisione, grazie allo sfruttamento delle caratteristiche distintive di EGNOS e Galileo, rappresenta uno dei punti chiave per supportare il processo di assorbimento di EGNSS nei sistemi di segnalamento e controllo ferroviario.
Il ruolo di ASSTRA nel Progetto Europeo RAILGAP
Il pacchetto di lavoro a cui ha contribuito ASSTRA prevedeva la definizione dei requisiti funzionali e non funzionali dell’utenza relativi alla mappa digitale e Ground Truth. In particolare, nell’ambito del pacchetto di lavoro è previsto lo svolgimento delle seguenti attività principali:
Identificazione e descrizione delle esigenze dell'utente. Un utente può essere un gestore dell’infrastruttura o un'impresa ferroviaria o un fornitore di sistemi di segnalamento o un Agenzia di ricerca come il CEDEX o un fornitore di tecnologia. Pertanto, questo compito deve rispondere alle esigenze degli utenti sopra elencati, che rappresentano diversi punti di vista e necessità;
Trasformare le esigenze identificate in requisiti utente funzionali e non funzionali; i requisiti dell’utenza devono essere classificati anche come obbligatori o opzionali per contrassegnare rispettivamente quelli che sono completamente gestiti nel contesto del progetto proposto e quelli che saranno esportati come esigenze future per ulteriori iniziative di ricerca;
Identificare e descrivere i vincoli e gli obblighi derivanti dalle direttive ferroviarie applicabili, Regolamenti e norme sull'uso delle nuove tecnologie (ad esempio l’uso delle immagini riconducibili ai sistemi di videosorveglianza rispetto agli obblighi sulla privacy) o sulle nuove mitigazioni richieste per far fronte ai nuovi pericoli associati al loro uso (es. requisiti di cyber-sicurezza sulle tecnologie wireless e EGNSS). Inoltre, i vincoli associati a attività di manutenzione legate alle nuove tecnologie devono essere prese in considerazione e descritte (per esempio l'uso e l'installazione di nuovi sensori non introdurrebbe attività di manutenzione aggiuntive rispetto a rispetto a quelle tipicamente previste).
In tale contesto, ASSTRA ha contribuito all’individuazione e alla definizione delle necessità degli operatori Associati che si avvarranno delle tecnologie in questione, ovvero contribuire alla stesura degli user requirements (specifiche funzionali). Tale attività è stata condotta tramite la somministrazione di un questionario agli operatori associati, nel caso di specie alle Aziende della Sezione Trasporto Ferroviario, per raccogliere e analizzare le varie esigenze e specificità del contesto italiano. Il questionario è stato inviato via e-mail e i dati raccolti sono stati sviluppati attraverso un file excel.
Su un totale di 20 aziende associate ad ASSTRA, 14 contributi sono stati ricevuti.
Il questionario somministrato da ASSTRA ai propri Associati si compone di 7 domande volte a comprendere la pratica corrente utilizzata nell’effettuazione del rilievo ferroviario e della verifica dei componenti di bordo per i quali la conoscenza della posizione, della velocità e dell'accelerazione del treno vero gioca un ruolo fondamentale. Queste domande affrontano, per approfondire: l'eventuale presenza di procedure per la valutazione delle prestazioni di frenatura o la messa in servizio dei bordi, per la mappatura e georeferenziazione dell'infrastruttura ferroviaria, la presenza di manuali per la progettazione dell'armamento, la presenza di test per valutare l'odometria di bordo ma anche per sondare l'eventuale interesse per le tecniche di diagnostica satellitare dei binari o per approfondire l'eventuale presenza di normative o accordi che disciplinano la gestione delle telecamere di bordo, oltre le indicazioni fornite dalla normativa nazionale vigente.
Dalla rilevazione è emerso che:
- Nella maggior parte dei casi non si riscontra la presenza di documentazione sulle procedure adottate per la valutazione delle performance di frenatura o messa in servizio dei bordi;
- Attualmente non si rileva, nella maggior parte degli intervistati, la presenza di procedure seguite durante la mappatura e/o georeferenziazione dell’attuale infrastruttura ferroviaria;
- La metà degli intervistati possiede manuali riguardanti la progettazione dell’armamento;
- La maggior parte degli intervistati è interessata alla diagnostica dell’armamento con tecniche Satellitari;
- Non si registrano particolari esigenze (user needs) a riguardo da segnalare;
- La maggioranza non ha ancora test o procedure per validare l'odometria di bordo o e sulle performance dei sistemi di segnalamento di bordo;
- La maggioranza delle aziende che hanno contribuito alla rilevazione non hanno elaborato una normativa interna ulteriore rispetto alla normativa vigente a disciplina dell'uso di telecamere a bordo.
Con riferimento alle attività dell’Associazione nell’ambito del progetto, si evidenzia che ASSTRA contribuisce anche all’attività di dissemination dei risultati del progetto per tutta la durata dello stesso (36 mesi).
| RLG-WP08-T-UNI-003-01_-_BROCHURE_(1).pdf |