Projet CLUG : la Carte Numérique nécessaire à la localisation

Le cahier des charges relatif à la carte numérique est défini dans le Work Package 5.2, sous la direction de DB Netz et dans le cadre de l’initiative sectorielle « Digitale Schiene Deutschland », avec la contribution de CAF, ENAC, NAVENTIK, NavCert, SBB, Siemens Mobility et SNCF. Il sera publié en tant que livrable 5.4 en mai 2022.

L’objectif du document est de proposer une définition exhaustive de la Carte Numérique (CN) nécessaire au système de localisation des trains, afin d’appréhender l’espace entre la voie et le train. L’objectif principal des spécifications de la CN, est de répondre aux Exigeances Système Haut Niveau CLUG., définies dans le lot de travaux 2.3. Outre le contexte du projet CLUG, il est nécessaire – et même obligatoire – de s’aligner sur les autres activités reposant sur des cartes à l’architecture de référence CCS (RCA) [1], en particulier le Digital Map Cluster.

Généralités

La carte numérique fournit les informations nécessaires à l’algorithme de localisation : les points de références sur la voie, couplés à des distances dynamiques permettent de dessiner le tracé de la voie en coordonnées 3D.

La carte numérique est conçue pour être universellement extensible, par sa structure stratifiée en plusieurs couches, et son modèle de données (avec nœuds périphériques). Le design de la carte empêche également les doublons, et la redondance.

Contenu de la carte numérique

Les informations suivantes sont nécessaires au bon fonctionnement de l’algorithme de localisation :

• Liens logiques des objets d’infrastructure entre eux au sein du réseau ferroviaire (modèle de données en nœuds périphériques)
• Positions absolues des voies, et de leur ligne médiane, par exemple via les points déterminés grâce aux mesures GNSS.

Les informations suivantes peuvent être utiles au bon fonctionnement de l’algorithme de location :

• Les balises, représentées par leur distance par rapport au départ, dans les systèmes actuels TrackEdge, IDs et codes nationaux
• Le rayon de courbure, représenté par les points où la valeur change entre les segments TrackEdge
• Les gradients également, représentés par les points où la valeur change entre les segments TrackEdge

Le model data de la carte numérique

Le modèle de données cartographiques CLUG est  dérivé directement du domaine de topologie RCA [2]. Il est réduit à un ensemble minimum d’objets requis pour la localisation dans le cadre du projet CLUG : TrackNodes, TrackEdges et AttributePoints.

TrackNodes:

Un TrackNode est une position donnée sur le modèle topologique du réseau ferré. Il définit les débuts (Face A) et les fins (Face B) de TrackEdges. Il y a trois situations différentes qui sont modélisées avec TrackNodes : points, fins de parcours, pays / RBC / limites des stations.

TrackEdges:

Un TrackEdge représente un morceau d’une voie ferrée (pas une double voie) qui existe vraiment, dans sa longueur réelle. Un TrackEdge relie toujours de manière précise deux TrackNodes. Les TrackEdges sont directionnels : Face A à Face B = Nominal, Face B à Face A = inverse.

AttributePoints:

Un AttributePoint représente

• Les points de référence, dotés de coordonnées absolues afin de cartographier l’axe de la voie
• Des éléments de voiries, par exemple des balises
• Les principaux points de la géométrie de la voie, par exemple les variations du rayon de courbure

La valeur des AttributePoints dépend toujours de la direction. Cette dépendance est directement connectée à l’orientation des TrackEdge.

[1] Reference CCS Architecture (RCA) - https://ertms.be/workgroups/ccs_architecture (Last access: 2021-12-21)
[2] RCA: RCA Domain Knowledge (Preliminary Issue), RCA.Doc.18, v 0.3, 02.06.2021

Henning Nitzschke, responsible du WP 5.2 et expert en cartes numériques au sein du projet CLUG, Responsable de produit DR (Automated Rail@DKS) au sein de DB Netz