Publication detail

Continuity of GNSS as a critical attribute for safety applications in land transport

Authors: Filip Aleš | Rispoli Francesco

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Scientific Reports

Publisher name: Nature Publishing Group

Place: London

Page from-to: nestránkováno

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Kontinuita GNSS jako kritický atribut pro bezpečnostní aplikace v pozemní dopravě	Globální navigační satelitní systém (GNSS) je široce využíván pro řízení letového provozu - více než 150 000 letadel a 5000 letišť po celém světě je vybaveno technologií SBAS (satelitní augmentační systém), která přispívá k bezpečnějšímu a efektivnějšímu leteckému provozu. Další výzvou je rozšíření určování polohy pomocí GNSS na námořní dopravu, autonomní automobily a železniční systémy řízení při zachování jejich bezpečnostních požadavků. Hlavním parametrem je integrita určování polohy GNSS, ačkoli doba, po kterou je zaručena integrita definovaná kontinuitou, což je nejnáročnější požadavek pro letecké aplikace, nebyla pro pozemní dopravu dostatečně prozkoumána. Cílem tohoto článku je tuto mezeru odstranit objasněním: (1) odkud pochází požadavek na kontinuitu GNSS, (2) proč je kontinuita GNSS v pozemní dopravě potřebná a (3) jak lze v případě potřeby zvýšit bezporuchovost aplikací založených na GNSS. Pomocí srovnávací analýzy byly prozkoumány požadavky na kontinuitu v letecké, železniční, námořní a silniční dopravě, které ukazují jejich význam pro železnici a řízení automobilů, což otevírá cestu k případné aktualizaci stávajících norem EN 50126 (RAMS) a ISO/TR 4804 pro železnici, resp. pro automatizované automobily. Jedním z hlavních zjištění, získaných na základě Markovova modelování, je zlepšení střední doby do poruchy systému (MTTFsys), kterou lze u železničních aplikací pro zajištění bezpečnosti provozu výrazně zvýšit z přibližně 521 h na 5e5 h. Tyto výsledky mohou přispět k urychlení zavádění GNSS pro automatizovanou pozemní dopravu, a to využitím rozsáhlých zkušeností z leteckého sektoru, kde byl GNSS zaveden před 20 lety.	GNSS; kontinuita; bezporuchovost; střední doba do poruchy; bezpečnostní aplikace; řízení vlaků, automatizované řízení automobilů.
eng	Continuity of GNSS as a critical attribute for safety applications in land transport	The Global Navigation Satellite System (GNSS) is widely used for air traffic management-more than 150,000 aircraft and 5000 airports worldwide are equipped with SBAS (Satellite-based augmentation system) technology, which contributes to safer and more efficient air operations. The next challenge is to extend GNSS positioning to maritime, autonomous cars and railway control systems preserving their safety requirements. The main parameter is the integrity of the GNSS positioning, although the time for which the integrity is guaranteed, defined by continuity, the most demanding requirement for aviation applications, has not been sufficiently investigated for land transportation. The aim of this paper is to close this gap by clarifying: (1) where the requirement for GNSS continuity comes from, (2) why GNSS continuity is needed in land transport, and (3) how GNSS-based applications can be made more reliable when needed. Using a comparative analysis, the continuity requirements in aviation, rail, maritime, and road transport have been investigated showing their importance for railways and automotive control, paving the way to eventually update the current EN 50126 (RAMS) and ISO/TR 4804 standards respectively for railways and automated cars. One of the main findings, through Markov modeling, is the improvement of the Mean Time to System Failure (MTTFsys) that for the railway safety-of-life applications can be significantly increased from about 521 h up to 5 x 105 h. These results can contribute to accelerating the adoption of GNSS positioning for automated land transportation, by exploiting the extensive experience brought by the aviation sector where GNSS was introduced 20 years ago.	GNSS; continuity; reliability; mean time to failure; safety applications; train control; automated car driving.

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Department

Map

Services

Popular Links