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Analisi delle prestazioni di integrità e accuratezza di sistemi di localizzazione satellitare per il controllo della marcia dei treni

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Introduzione iv Per integrità si intende la capacità da parte del sistema di individuare malfunzionamenti o guasti e di avvertire tempestivamente l’utente dell’anomalia segnalando che il sistema stesso non va utilizzato; il concetto di integrità è caratterizzato da parametri quali:  il tempo necessario per lanciare l’allarme, una volta riconosciuto il malfunzionamento del sistema o di una parte di esso,  il limite di allarme, ovvero il massimo livello di errore tollerabile,  la minima probabilità di successo nel riconoscimento della violazione dell’integrità. Il sistema GPS, ad esempio, prevede alcuni meccanismi interni di segnalazione di guasti e di rimozione automatica del satellite dal sistema, ma altri tipi di difetti (faults) possono richiedere ore prima di essere individuati dal segmento di controllo. Un modo per controllare l’integrità e aumentare l’affidabilità di un sistema di navigazione è di istituire un apposito sistema di stazioni di monitoraggio a terra che analizzi con continuità la qualità dei segnali GNSS e che sia in grado di individuare eventuali faults (singoli o multipli) dei satelliti confrontando la posizione nota delle stazioni con quella derivante dalle misure. Tali malfunzionamenti possono essere rilevati in quasi tempo reale analizzando ad esempio se i residui delle osservazioni a un dato satellite (pseudorange e osservazioni di fase) superino una certa soglia. Le reti per il monitoraggio dell’integrità debbono poter comunicare all’utenza quali satelliti utilizzare negli algoritmi di posizionamento e quali invece dichiarare unhealthy. Il livello di integrità massimo richiesto dagli organi ferroviari a livello globale è quello imposto dai vincoli della normativa SIL-4 che prevede una probabilità di falso allarme pari a 9 10 / guasti ora  . E’ doveroso sottolineare che questo livello di affidabilità non è richiesto per l’intero tragitto percorso dal treno ma soli in determinati punti strategici come ad esempio in prossimità di stazioni. Dovrà inoltre essere definito un Horizontal Alarm Limit e monitorare in quasi tempo reale che questo non venga oltrepassato dall’intervallo di confidenza (Protection Limit) del treno altrimenti il convoglio dovrà essere fermato. L'utilizzo di sistemi globali di navigazione satellitare (Global Navigation Satellite System, GNSS) nel settore ferroviario è già ampiamente diffuso in vari settori come ad esempio in applicazioni per la gestione della flotta, in servizi d'informazione ai passeggeri o per l’apertura automatica delle porte. Ciò che ostacola l’introduzione della localizzazione satellitare anche in applicazioni di safety of life è il livello sconosciuto dell’errore di misura causato dall’ambiente locale ferroviario, in particolare quello dovuto ai disturbi atmosferici e al multipath. Molti sono i progetti che hanno investigato la possibilità di introdurre la tecnologia del posizionamento satellitare in ambito ferroviario; qui di seguito se ne citano alcuni di rilievo: Apolo (1999-2001), Gaderos (2001-2004), Integrail (2001-2004), Locoprol (2001-2004), Locoloc (2001-2004), Ecorail (2001-2005), Georail (2004), Rune (2006), Girasole, Gps-Loc, Grail (2005-2007), M-Trade (2005-2007), [email protected] (2006-2009), Locasys (2006-2009), Translogistic (2007-2009), Ptc (Positive Train Control), Royhill Project, 3insat (Train Integrated Safety Satellite System).
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Analisi delle prestazioni di integrità e accuratezza di sistemi di localizzazione satellitare per il controllo della marcia dei treni

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Informazioni tesi

  Autore: Fabrizio Toni
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi Roma Tre
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica
  Relatore: Alessandro Neri
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 212

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