Evaluace a návrh navigačních aplikací ITS v tunelovém systému

Abstract

Navigační služby a jiné dopravní aplikace, které vyžadují znalost polohy, jsou v dnešní době velmi rozšířeny a jejich využití je velmi časté. Tyto aplikace mají dopad na plynulost dopravy, informovanost řidičů a jejich bezpečnost. Většina takových aplikací využívá pro stanovení polohy globální družicovou navigaci (GNSS), která pokrývá významnou část dopravní infrastruktury. Nicméně existují i taková místa, kde dochází k absenci GNSS signálů a využití těchto obecně známých metod není možné. Jedná se například o tunelové stavby. Využití pokročilých lokalizačních technik pro účely zpřesňování pozice je zcela zásadní pro další rozvoj navigačních a dopravních aplikací. Tato práce shrnuje obecně známé techniky a přístupy v oblasti lokalizace a navazuje analytickou částí, která hodnotí tyto přístupy a jejich aplikovatelnost do prostředí silničních tunelů. Dále poskytuje návrh lokalizačního řešení. Popis infrastruktury a algoritmu, který dokáže určovat polohu v tunelu s průměrnou chybou do 20 metrů vůči reálné poloze. Tento algoritmus je možné integrovat do navigačních aplikací a systémů ITS, což bylo ověřeno a otestováno v rámci disertační práce, která klade důraz na využití lokalizačního řešení pro systémy C-ITS, které umožňují vazbu i na tunelový systém.

Navigation services and other traffic applications that require location awareness are nowadays widespread, and their use is very common. These applications have an impact on traffic flow, driver awareness, and driver safety. Most of such applications use Global Navigation Satellite Systems (GNSS) for positioning, which cover a significant part of the transport infrastructure. However, there are also locations where GNSS signals are absent, and the use of these commonly known methods is not possible. These are, for example, tunnel structures. The use of advanced positioning techniques for position refinement purposes is absolutely essential for the further development of navigation and transport applications. This paper summarizes the generally known techniques and approaches in the field of localization and follows with an analytical section that evaluates these approaches and their applicability to the road tunnel enviroment. It also provides a proposal for a localization solution. A description of the infrastructue and algorithm that can determine the location in a tunnel with an average error of up to 20 meters with respect to the real location. This algorithm can be integrated into navigation application and ITS systems, which has been verified and tested in the framework of a dissertation that emphasizes the use of localization solution for C-ITS systems that also allow a link to the tunnel systems.