基于 GNSS 的 ERTMS 方案绩效分析框架
摘要
背景 随着 GNSS（全球导航卫星系统）在航空领域的应用不断普及，每天我们出行和使用智能手机应用时都离不开 GNSS。但大多数用途并非安全关键。在欧洲，GNSS 被识别为更广泛的应用，并计划在铁路系统中集成，以作为帮助铁路部门降低运输碳排放的工具之一。为了提高铁路在乘客和货运中的吸引力，铁路部门需要提高其可靠性、可用性和效率，同时降低资本支出和运营成本。GNSS 已被纳入货运的全球数字化方案，旨在为客户提供准确到达时间、运输条件（温度、湿度等）的持续监控等增值功能。但一个重大挑战是要实现更严格的应用，尤其是 GNSS 被视为未来 ERTMS（欧洲铁路交通管理系统）的真实且具有变革性的力量。今天的定位功能由 odometry 和磁条一起执行。odometry 从参考点提供连续的时间内火车位置。但由于 odometry 提供的距离会随距离增大而呈增大偏差（由于磨损和轮胎滑动），使用轨道磁条可用于降低此误差。未来的系统将基于 onboard 定位解决方案与 GNSS 接收器。它将允许开发新的概念，如移动块、虚拟耦合和自动化。也在研究其用于火车完整性。但轨道和周围环境的环境条件（如隧道、密集城市地区或植被）常常会降低定位绩效，从而影响其效率和安全性。事实上，GNSS 卫星在移动且其可见性（可用性和接收器相对位置）随时间变化。此外，为了获得最佳绩效，系统需要开放天空的环境，而这在大多数航空应用中都适用，但在铁路应用中则不适用。火车常常在信号接收可能受干扰（多径、恶意或无意干扰）的区域运行，从而导致绩效下降。如果过去几年中为开发更稳健的接收器 [Puccitelli, 2022]、多传感器解决方案 [CLUG 网站] 或缺失工具如数字地图 [Crespillo, 2023] 取得了许多进展，但在诸如 Shift2Rail 项目 X2Rail-5 或 CLUG 等项目中，仍有一些问题尤其是关于绩效评估的一些问题仍然存在。我们如何在动态环境（火车、卫星、障碍物）中评估绩效？每个配置是否都已被测试？故障（不准确、漏检）对运营的影响是什么？这些问题在欧洲铁路 R2DATO 项目中得到了部分解答。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.18510,
title = {A framework for GNSS-based solutions performance analysis in an ERTMS context},
author = {Juliette Marais and Quentin Mayolle and Martin Fasquelle and Vincent Tardif and Emilie Chéneau-Grehalle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.18510},
year = {2024}
}