«L autobus communicant»

Transcription

1 «L autobus communicant» Comment le satellite peut-il contribuer à la valorisation des déplacements dans les transports métropolitains? Sébastien AMBELLOUIS

2 Contexte Projet TESS - «Transport, Espace et Société» Montrer dans quelles mesures, il est possible de développer des services innovants, en mobilité et dans le cadre des transports terrestres, grâce à des moyens de communication et de navigation par satellite

3 L organisation Deux métiers Transport routier de marchandises Transport en commun de voyageurs Raisons Bonne formulation des besoins court et moyen terme Trois environnements Rural Suburbain Urbain dense Développement des démonstrateurs associés

4 Le plan Les offres commerciales actuelles Les services Les solutions technologiques associées Communication, localisation Les services et le système «TESS» La solution spatiale Communication, localisation Avantages et inconvénients Vers un schéma d hybridation Conclusion

5 Les fonctions actuellement commercialisées Système d Aide à l Exploitation (SAE) Système d Information Voyageurs (SIV) Système d Aide à l Intervention (SAI)

6 SAE Suivre et localiser les véhicules Réguler le trafic à partir des horaires d'avance/retard en temps réel de chaque véhicule Recevoir les messages d'alarmes et intervenir rapidement Effectuer des statistiques sur les données d'exploitation

7 SIV Tenir informer l usager en temps réel sur les aléas de son voyage A l arrêt de bus ou à bord du véhicule Retards, temps d attente de sa prochaine correspondance etc. Valoriser le temps de trajet Diffusion d informations multimédia Culturelles, touristiques, commerciales

8 SAI Assurer la sécurité des passagers et l intégrité des matériels Vidéo et audio surveillance Transmission d une alarme vers le Poste de Contrôle sur requête du chauffeur Enregistrement à bord des images et de l ambiance sonore Écoute au PC de l ambiance sonore dans le véhicule

9 Les technologies associées Système de localisation Positionnement par satellites (GPS) associé à un moyen de communication terrestre radiotéléphonie cellulaire (GSM, DCS1800) radio privative professionnelle (2RP, 3RP, TETRA) Wifi

10 Système de localisation GPS hybridé avec d autres moyens Capteurs Cinématiques : Odomètre, gyroscope Cartographie 2D Capteur d état du véhicule : ouverture de portes Correction de la dérive du capteur cinématique en intégrant les informations fournies par les autres moyens

11 Système de télécommunication Radio privée nécessite une infrastructure lecture des coûts difficiles bas-débit Radio cellulaire Limitation des ressources en fréquences Coût encore important moyen débit Wifi Technologie encore jeune Sécurité Haut débit Échange de données tout le long du trajet Échange de données aux garages, aux terminus, aux arrêts

12 Les services TESS A partir des caractéristiques du système installé sur la flotte Transpole (Contrat Local de Sécurité) Compléter le SIV par la diffusion de l information temps-réel SNCF d informations multimédia à bord d information circonstancielle temps-réel (sonore et graphique) Vidéo et audio surveillance : transmission en temps-réel des images et de l ambiance sonore de l enceinte d un véhicule Mot clé : TEMPS-REEL

13 Schéma général du système TESS Échanges bi-directionnels GLOBALSTAR GPS Broadcast WORLDSPACE Service sécurité Service Information

14 Pourquoi le satellite? Indépendance vis-à-vis de la distance Couverture continentale un point de distribution peut délivrer plusieurs clients (multicast) Extension facile du réseau La vitesse de transmission peut être très rapide et la coût décroît en fonction de l augmentation du nombre d usagers

15 Quelles garanties doit-on apporter afin de proposer le meilleur service? Garanties communes La disponibilité du moyen de communication La continuité du service L intégrité du service Pour les moyens de transmission et de réception un débit en fonction du type d information à transmettre ou à recevoir Images, sons Informations multimédia (multimodales, culturelles etc.) Pour la localisation Une précision suffisante

16 Quel est l impact de l environnement sur ces critères? Urbain Suburbain

17 Les mesures de disponibilité Des campagnes de mesures et de simulation GLOBALSTAR : satellite défilant (LEO) WORLDSPACE (satellite GEO) GPS (satellite MEO) Comportement du média Dans l espace Dans le temps (statistique) Choix de la ligne de bus Ligne 12 de Lille Globalement Est vers Ouest

18 Disponibilité GLOBALSTAR Globalstar T0 interruptions Masque : service disponible --- : visibilité insuffisante Globalstar T0+2H Disponibilité variable dans le temps Réception 40% de la longueur du trajet Peu d interruption interruptions

19 Disponibilité WORLSPACE portion suburbaine sur les axes Est-Ouest : interruption fréquente sur axe nord sud : interruption moins fréquente Longueur de la portion de trajet = ¾ du trajet total Réception possible sur 42% de la longueur du trajet

20 Peu de réception directe Disponibilité WORLSPACE portion urbaine Qualité de réception moins sensible à l orientation du trajet Longueur de la portion de trajet = ¾ du trajet total Réception possible sur 22% de la longueur du trajet

21 Disponibilité GPS Localisation 3D nécessite la réception de 4 signaux satellite En mode dégradé : 3 satellites permet de se localiser en 2D Il faut garder une précision suffisante au regard des besoins des utilisateurs

22 Situation dans laquelle le nombre de satellite est insuffisant Nb de sat Nombre de satellites utilisés Seuil critique 2 1 Pas de localisation Temps (sec) temps Nombre de satellite reçu le long d un trajet réel d un autobus

23 Disponibilité GPS dispositif expérimental Processus en 2 étapes 1. Reconstruction d un modèle 3D de l environnement masquant 2. Simulation à des heures différentes Analyse statistique de la disponibilité

24 Disponibilité GPS vu du trajet complet (1/3) Milieu dégagé 45% % de temps sur 24 heures 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 39,13% 27,31% 23,55% 2,80% 6,77% 0,01% 0,04% 0,41% 0,01% Nombre maximum de satellites visibles

25 Disponibilité GPS vu du trajet complet (2/3) Trajet réel en milieu urbain et suburbain 45% 40% 35% Nombre de satellites suivis Nombre de satellites utilisés 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Nombre de satellites

26 Disponibilité GPS vu d une position du trajet (3/3) Photographie de l activité satellite en chaque point d un même Trajet réel en milieu urbain et suburbain et sur Pourcentage de fois ou le nombre 24hde satellites est inférieur à 4 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

27 Conclusions Télécommunication : les moyens actuels Service temps-réel qui requiert des capacités bidirectionnelles Système terrestre en environnement urbain et suburbain GLOBALSTAR en environnement suburbain et rural THURAYA, IRIDIUM Service temps-réel qui requiert un lien descendant (espace vers terre) WORLDSPACE seul associé à une stratégie de transmission de type «étalement temporelle» ou de type «carrousel» WORLDSPACE avec réémetteur terrestre WORLDSPACE complété par une solution 2G/3G

28 Conclusions Télécommunication : pourquoi ces limites? Performance mitigée mais prometteuse Système satellitaire «globalement» non dédié à la mobilité Réception télévision et radio numérique Couverture de zones sans infrastructure (Afrique, Creuse) Service téléphonie, data Internet haut-débit Système satellitaire qui nécessite de placer l antenne dans des conditions idéales de réception Milieu dégagé (en zone rurale ou sur les toits) Satellite GEO : Position fixe Encombrement des matériels Satellite MEO/LEO Antenne orientable motorisée

29 Conclusions Télécommunication : des moyens spécifiques? Miniaturisation de matériels Récepteurs et antennes Antenne dédiée à la mobilité «Antenne agile» (IEMN-DHS Lille) Monter en fréquence Bande Ku et Ka Lancement de nouvelles constellations de satellite LEO/MEO Nombre de satellites et paramètres spatiaux optimaux pour les applications Transport Terrestre Le futur ne manque pas d avenir

30 Conclusions Localisation Prise en compte des trajets multiples Prendre en compte le biais sur la mesure de pseudodistance à partir d un modèle 3D réel de l environnement du véhicule GALILEO Sera-t-il encore nécessaire de recourir à l hybridation? Simplification du niveau de l hybridation Re-conception de schéma d hybridation

31 Le démonstrateur lillois Service sécurité Service Information