Projet ANR-12-VPTT-0004 – VEGAS : Laboratoire Virtuel basé sur la co-simulation pour intégrer les aléas des modules de télécommunication sans fil de type GSM-R dans l’évaluation des composants ERTMS
Programme : Transports Durables et Mobilité (TDM) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Marion BERBINEAU (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports de l'Aménagement et des Réseaux)
Partenaires : EUROPEAN RAIL SOFTWARE APPLICATIONS; Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes; Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux
Montant : 423421.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Afin d'harmoniser les différents systèmes de contrôle des trains déployés en Europe et d'optimiser l'efficacité du trafic, l'Union internationale des chemins de fer a piloté le développement du système European Rail Traffic Management (ERTMS). Il s'appuie sur deux composants principaux: le sous-système de GSM-R qui assure les communications sans fil entre le train et le centre de contrôle et le sous-système fonctionnel identifié comme l’European Train Control System (ETCS) qui assure le contrôle des trains. Le déploiement de l'ERTMS est déjà obligatoire, mais ce processus est long et coûteux. Entretemps, les deux sous-systèmes peuvent évoluer. L'impact de ces évolutions doit être évalué avant leur mise en œuvre. Ainsi, il est nécessaire de disposer de moyens plus rapides et moins coûteux permettant la certification et la mise en service des équipements. Une des solutions pour accélérer le processus repose sur une utilisation intensive de laboratoires virtuels avant le déploiement réel. Dans les simulateurs ERTMS existants, toutes les fonctionnalités principales d’ETCS sont mises en œuvre, mais le sous-système de télécommunication n'est pas réellement modélisé. En conséquence, aucune perturbation sur la technologie de communication ne peut être prise en compte durant les évaluations.
Dans ce contexte, le projet VEGAS vise à concevoir, développer et évaluer un laboratoire virtuel basé sur la co-simulation impliquant deux types de simulateurs. Le premier est un simulateur ERTMS qui modélise le comportement fonctionnel du système. Le second est un simulateur de télécommunications qui permet la modélisation de n’importe quelle technologie des télécommunications de la couche physique à la couche application. La co-simulation permet une évaluation du sous-système fonctionnel qui prendra en compte, grâce aux développements menés dans e projet, les aléas liés au sous-système de télécommunications (la charge du réseau, les coupures, les interférences ou attaques électromagnétiques).
Le laboratoire virtuel VEGAS permettra l’étude approfondie du comportement des composants ERTMS en cas de dysfonctionnements spécifiques ou en cas d'augmentation du trafic sur le sous-système de télécommunications. Avec les résultats obtenus, les acteurs du secteur ferroviaire et les chercheurs seront en mesure d'élaborer des procédures spécifiques afin de réduire l'impact de ces dysfonctionnements sur les lignes équipées de l’ERTMS. L’Industrie ferroviaire bénéficiera d'un outil permettant d’évaluer l'impact du fonctionnement des infrastructures de télécommunications sur les performances de l’ERTMS. Le laboratoire virtuel permettra de définir un plus large éventail de scénarios réalistes avec des coûts très réduits selon un processus accéléré. Lorsque plusieurs technologies seront considérées pour un composant ERTMS, le laboratoire virtuel permettra de décider quels sont les plus pertinents qui doivent être retenus pour des évaluations sur site réel.
La construction du laboratoire virtuel VEGAS, nécessite d’abord une phase de définition des concepts et mécanismes pour la co-simulation ainsi que l’élaboration d'un protocole de co-simulation. Il permettra de déterminer comment les données spécifiques doivent être générées par chaque simulateur, et comment elles seront échangées entre les simulateurs. Cette étape permettra le développement des outils nécessaires à l’ouverture du simulateur ERTMS vers d’autres simulateurs. Après les phases d’implémentation des réseaux de télécommunications de type GSM-R incluant la couche Euroradio, il conviendra de définir et de générer automatiquement les scenarios de tests et de définir les métriques adaptées. Les différents modules de VEGAS seront évalués à l’aide de trace réelle ERTMS. En outre, l’évolution vers des technologies émergentes de télécommunications telles que le LTE-Advanced sera possible. En fin de projet, les étapes pour l’évolution du laboratoire virtuel VEGAS afin d'évaluer le niveau ERTMS 3 seront définies.