Vraagarticulatie satellietplaatsbepaling en mobiliteit - Ter ondersteuning van doelen, taken en rollen van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat

Brassersplein 2 Postbus 5050 2600 GB Delft www.tno.nl

TNO-rapport 34501

Vraagarticulatie satellietplaatsbepaling en mobiliteit - Ter ondersteuning van doelen, taken en rollen van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat

Datum

11 juli 2008

Auteur(s)

Ir A.H. van den Ende, Ir E. Jonkers, Drs M. van Lieshout, Ir P.J. van Vliet, Ing. J. Zwijnenberg

M.m.v.

Dr Ir G.J. Blaauw, Ir J. Huizenga

Opdrachtgever

Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directie Internationale Zaken

Projectnummer

035.32489

Rubricering rapport

Ongerubriceerd

Aantal pagina's

138 (incl. bijlagen)

Aantal bijlagen

4

Alle rechten voorbehouden. Niets uit dit rapport mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan.

© 2008 TNO

T +31 15 285 70 00 F +31 15 285 70 57 [email protected]

TNO-rapport | 34501 | 1.0

2 / 138

3 / 138


Managementuittreksel Titel

:

Auteur(s)

:

Datum

:

Opdrachtnr.

:

Rapportnr.

:

Vraagarticulatie satellietplaatsbepaling en mobiliteit - Ter ondersteuning van doelen, taken en rollen van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat Ir A.H. van den Ende, Ir E. Jonkers, Drs M. van Lieshout, Ir P.J. van Vliet, Ing. J. Zwijnenberg 19 juni 2008 CND 08132 34501

Vraagstelling VenW Bij het organiseren van onze mobiliteit nemen het navigeren, lokaliseren of volgen van personen en goederen in belang toe. Daarvoor wordt onder andere de mogelijkheid tot nauwkeurige en betrouwbare plaatsbepaling essentieel. Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat (VenW) heeft de mogelijkheid om plaatsbepaling en tijdsynchronisatie met satellieten als belangrijke enabling technology in te zetten voor eigen beleidsdoelen en publieke taken op het gebied van mobiliteit. VenW heeft daarvoor behoefte aan inzicht in de meerwaarde van satellietplaatsbepaling en de betreffende Global Navigation Satellite Systems (GNSS) in relatie tot die beleidsdoelen en taken. Bovendien heeft VenW de behoefte aan inzicht in de mogelijke rol- en taakopvatting om de meerwaarde van GNSS te kunnen benutten bij het realiseren van de gestelde doelen. Een vraag georiënteerde benadering is van belang. Dit is het vertrekpunt geweest voor een studie door TNO in opdracht van VenW. Toepassing van GNSS op andere terreinen zoals aardobservatie valt buiten het bestek van dit onderzoek. TNO-onderzoek TNO heeft op basis van deze vraagstelling een verkennend onderzoek uitgevoerd. Dit rapport beoogt een bijdrage te leveren aan de vorming van een strategie en agenda voor de programmering van kennis, onderzoek en innovatie door VenW op dit onderwerp. Het onderzoek is in ruim 3 maanden uitgevoerd door een multidisciplinair team van TNO, met betrokkenheid van dossierhouders bij VenW en contactpersonen buiten het kerndepartement. In het onderzoek hebben centraal gestaan een tiental beknopte en qua beleidsdoelen representatieve casusstudies en een drietal workshops met VenW dossierhouders. Voorbeelden van casusstudies zijn Nood-, spoed- en reddingsoperaties op het water en Kwaliteitsimpuls persoonlijke mobiliteit. Op basis van het onderzoek worden de navolgende hoofdaanbevelingen aan V&W gedaan. Hoofdaanbevelingen VenW wordt aanbevolen de nu ingezette vraagarticulatie te continueren en verder te concretiseren, in nauwe samenwerking met de VenW beleidsdirecties over twee sporen: 1. het formuleren van één of meerdere aanvullende strategische kennisvragen rondom satellietplaatsbepaling. Dit rapport en de voorbeeldcasussen zijn daarvoor een nuttig uitgangspunt. De betrokkenheid van de VenW Kenniskamer ligt voor de hand. 2. het op systematische wijze identificeren van de toegevoegde waarde van GNSS in de bestaande Innovatieprogramma’s en Actieprogramma’s en stappen nemen die ertoe leiden dat GNSS herkenbaar aanwezig is in deze programma’s en het zichtbaar maken van de meerwaarde van GNSS-technologie voor het beleid. Betrokkenheid van het Innovatieberaad Mobiliteit en Water is van belang.


4 / 138

VenW wordt aanbevolen om de resultaten van de vraagarticulatie onder meer aan te wenden om: 1. de nationale kennisinfrastructuur ten aanzien van GNSS te verbeteren. Binnen de door de Commissie Wijffels gedefinieerde thema’s kan met de kennispartners (TNO, GTI’s) worden gewerkt aan versterking van GNSS gerelateerd onderzoek binnen de thema’s 6 “Bereikbaarheid” en 12 “High Tech Systems and Materials” (subthema “Space”). 2. voor het onderdeel GNSS/Galileo-toepassingen de aansluiting van VenW op de Europese KP6, KP7 en ESA programma’s te verbeteren. Passend in de lopende ontwikkelingen in Nederland wordt VenW aanbevolen: 1. zich nadrukkelijk bezig te houden met de programmering van het nieuw op te richten Netherlands Space Office (NSO), op basis van haar eigen beleidsmatige belangen inzake GNSS. Voor VenW belangrijke programmapunten van het NSO zouden zijn: aandacht voor GNSS-toepassingen, kennismanagement, rol van Nederland als proeftuin. 2. samenwerking te continueren met Economische Zaken (EZ) en Onderwijs, Cultuur en Wetenschappen (OC&W) bij het onderzoek inzake de oprichting van een Innovatieprogramma Gebruik van satellietgegevens en tevens samenwerking te intensiveren met andere departmenten met een belang in GNSS-gebruik. 3. de resultaten van de vraagarticulatie, onder andere ten aanzien van gebruikerswensen, aan te wenden om in samenwerking met het Nederlandse bedrijfsleven de ontwikkeling van innovatieve en op VenW-beleid gerichte toepassingen te stimuleren. Passend in de lopende ontwikkelingen op Europees/internationaal niveau wordt aanbevolen dat VenW in samenwerking met relevante departementen en partners: 1. aan tafel zit als in Europees verband standaarden worden afgesproken voor GNSS/Galileo-toepassingen; 2. de lobby op Europees niveau inzake de vestiging van de GSA in Nederland voortzet, zodat VenW kan profiteren van de uitstralingseffecten voor Nederland; 3. zich goed op de hoogte stelt van de onderzoeks- en innovatieagenda’s, en van diverse (regionale) gebruiksinitiatieven in andere Europese landen. Deze inzichten faciliteren de eigen nationale prioriteitsstelling en geven praktisch inzicht in vraag- en aanbod ontwikkelingen buiten Nederland; 4. een lobby initieert voor de vestiging in Nederland van een Galileo Competence center of een gespecialiseerd onderdeel daarvan. Bevindingen die ten grondslag liggen aan de aanbevelingen De realisatie van de beleidsdoelen van VenW inzake mobiliteit hebben baat bij de toepassing van satellietplaatsbepaling en navigatie. Dit blijkt uit de casusstudies die een duidelijke link hebben met diverse thema’s uit de Strategische Kennis- en Innovatie-agenda van VenW (SKIA). Dit kortlopende onderzoek heeft nog niet geresulteerd in het door VenW beoogde niveau van vraagarticulatie, maar vormt wel een belangrijke eerste stap. Met de aanbevolen vervolgstappen kan ook een belangrijke impuls worden gegeven aan verbetering van de Nederlandse kennisinfrastructuur op dit onderwerp en aan de aansluiting van VenW op de kennis-en onderzoeks-programmering op Europees/internationaal niveau..Tevens zal het de bekendheid met de toepassingsmogelijkheden van satellietplaatsbepaling binnen het Ministerie vergroten, waar nu nog sprake is van een (terechte) afwachtende houding. In alle voor VenW relevante sectoren biedt satellietplaatsbepaling op basis van GPStechnologie nu al technisch-functionele meerwaarde. Gezien de recente beschikbaarstelling van EGNOS en de verdere ontwikkeling naar een raamwerk van GNSS-systemen, waar het Europese Galileo deel van zal uitmaken, zal door het gedifferentieerde en verbeterde aanbod van GNSS-diensten die meerwaarde verder worden versterkt. De specifieke technischfunctionele meerwaarde van Galileo is positief maar genuanceerd. Certificeerbaarheid en de


5 / 138

differentiatie in diensten zijn belangrijke onderscheidende punten. Aangezien Galileo straks enkele jaren voorloopt op GPS, is er een window of opportunity voor de ontwikkeling van applicaties op basis van Galileo-diensten. Als Ministerie dat verantwoordelijk is voor de behandeling van het dossier Galileo in de Europese Transport Raad heeft VenW er belang bij dat de kansen voor en door Nederland optimaal worden benut. De ontwikkeling van GNSS-toepassingen zal in belangrijke mate worden bepaald door de (internationale) markt. De potentie in de markt is hoog. Voor VenW liggen er dus kansen om met een passende gedifferentieerde rolinvulling nieuwe toepassingen te creëren en te stimuleren, toepassingen die kunnen bijdragen aan een snellere, effectievere en efficiëntere invulling van beleidsdoelen inzake mobiliteit. De door VenW vraaggerichte aanpak voor GNSS waartoe nu een eerste stap is gezet bevordert een integrale kijk op de beoogde toepassingen ten aanzien van actoren, informatiebehoeften en sleuteltechnologieën. De sector wegverkeer vraagt daarbij om een wezenlijk andere benadering dan de sectoren spoor, scheepvaart en luchtvaart. In de casusstudies zijn concrete suggesties aangereikt voor acties door VenW, vanuit de verschillende rollen van het Ministerie. Nederland kan zich binnen en zelfs buiten Europa profileren op specifieke, op nationale beleidsspeerpunten geënte GNSS toepassingen. De beleids- en actieprogramma’s van VenW evenals de SKIA bieden daarvoor voldoende aanknopingspunten. Nederland kan voor die toepassingen een maatschappelijke proeftuin zijn met een duidelijke presence van VenW. Aandacht daarbij voor vraagbundeling en standaardisatie- en marktontwikkelingen binnen Europa is belangrijk.


6 / 138


7 / 138

Inhoudsopgave 1 1.1 1.2 1.3 1.4

Inleiding ........................................................................................................................ 11 Achtergrond ................................................................................................................... 11 Vraagstelling.................................................................................................................. 12 Opzet van het onderzoek................................................................................................ 13 Opbouw van dit rapport ................................................................................................. 14

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Satellietplaatsbepaling................................................................................................. 17 Plaatsbepaling met satellieten ........................................................................................ 17 Alternatieve mogelijkheden voor plaatsbepaling........................................................... 20 Aanvullende oplossingen voor ‘stand-alone’ GPS (huidige systeem) ........................... 21 Galileo............................................................................................................................ 23 Maatschappelijke kwetsbaarheid voor satellietplaatsbepaling....................................... 29 Eerste conclusies............................................................................................................ 31

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Betekenis satellietplaatsbepaling voor VenW............................................................ 33 Synopsis VenW beleid inzake mobiliteit ....................................................................... 33 Satellietplaatsbepaling en mobiliteit: waar liggen de kansen?....................................... 36 VenW als innovatiedepartement .................................................................................... 42 Economische potentie van satellietplaatsbepalingtoepassingen .................................... 47 Nut en noodzaak van investeren in GNSS-diensten ...................................................... 50

4 4.1 4.2 4.3

Slotbeschouwing........................................................................................................... 53 Antwoorden op de gestelde onderzoeksvragen.............................................................. 53 Overige bevindingen...................................................................................................... 57 Suggesties voor ambitieniveau en strategie ................................................................... 58

5 5.1 5.2

Eindconclusies en hoofdaanbevelingen ...................................................................... 63 Eindconclusies ............................................................................................................... 63 Hoofdaanbevelingen ...................................................................................................... 64

6

Referenties .................................................................................................................... 67

7

Ondertekening.............................................................................................................. 69

Bijlagen A

Beleidsdoelen VenW .................................................................................................... 71

B

Satellietnavigatie: principe, systemen en toepassingen............................................. 75

C

Vraagarticulatie satellietnavigatie: Casussen............................................................ 95

D

Maatschappelijke kwetsbaarheid voor GNSS; voorbeeldscenario........................ 137


8 / 138

9 / 138


Lijst met afkortingen

A-GPS ABvM ADAS AID AIS ARMAS ARNS ATM BNP BZK C/A CDGPS CDMA CNSS CS CVIS DASS DGPS DME DoD EC ECDIS EGNOS eLORAN ERA ERTMS ESA EU EZ FDMA FM KP6/7 GBAS GIS GMDSS GNSS GPS GSM HEO ICAO IMO IPR IRNSS ITS IVW KLPD LBS

Assisted GPS Anders Betalen voor Mobiliteit Advanced Driver Assistance Systems Algemene Inspectie Dienst Automatic Identification System (maritime) Advanced Road Management Assisted by Satellite Aeronautical Radio Navigation Service Air Traffic Management Bruto Nationaal Product Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties Coarse/Acquistion (code) Canada-Wide DGPS Correction Service Code Division Multiple Access Compass Navigation Satellite System Commercial Service Cooperative Vehicle-Infrastructure Systems Distress Alerting Satellite System Differential GPS Distance Measuring Equipment Department of Defense Europese Commissie Electronic Chart Display and Information System European Geostationary Navigation Overlay Service enhanced LORAN European Railway Agency European Rail Traffic Management System European Space Agency European Union Ministerie van Economische Zaken Frequency Division Multiple Access Frequency Modulation (Europees) Kader Programma 6/7 Ground Based Augmentation System Geografisch Informatie Systeem Global Maritime Distress and Safety System Global Navigation Satellite System Global Positioning System Global System for Mobile Communications High Earth Orbit International Civil Aviation Organisation International Maritime Organisation Intellectual Property Right Indian Regional Navigational Satellite System Intelligent Transport System Inspectie voor Verkeer en Waterstaat Korps Landelijke Politie Diensten Location Based Service(s)


LDM LEO LNV LVNL LORAN MEO MSAS MVS NIVR NLR NNUI OBU OOV OS OV P(-code) PDA PITA PNT PRIO PRS QZSS RDS RFID RIS RNAV RTK SAR SBAS SES SKIA SMS SOL SOLAS SRON TNO UIC UMTS VenW VOR VROM VTS WAAS WLAN

10 / 138

Local Dynamic Map Low Earth Orbit Ministerie van Landbouw Natuur en Visserij Lucht Verkeersleiding NederLand LOng Range Navigation Medium Earth Orbit Multi-functional Satellite System Meld- en Volgsysteem Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwikkeling en Ruimtevaart Nationaal Lucht- en Ruimtevaart laboratorium Netherlands Navigation User Initiative On Board Unit Openbare Orde en Veiligheid (Galileo) Open Service Openbaar Vervoer Precision code (GPS) Personal Digital Assistant Personal Intelligent Travel Assistant Position, Navigation and Timing service Persoonlijke Reisinformatie Onderweg Public Regulated Service (Galileo) Quasi-Zenith Satellite System Radio Data Service Radio Frequency IDentification River Information System Area Navigation Real-Time Kinematic Search And Rescue Satellite Based Augmentation System Single European Sky Strategische Kennis en Innovatie Agenda (V&W) Short Messaging Service Safety Of Life Safety Of Life At Sea Netherlands Institute for Space Research Stichting voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek International Union of Railways Universal Mobile Telecommunications System Ministerie van Verkeer en Waterstaat Very high frequency Omni Directional Range Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieu Vessel Traffic Services Wide Area Augmentation System Wireless Local Area Network


1

Inleiding

1.1

Achtergrond

11 / 138

Plaatsbepaling speelt een steeds groter wordende rol in tal van mobiliteitsprocessen. Voor zowel mensen als in de logistiek wordt het steeds belangrijker om: zekerheid te verkrijgen over aankomsttijden, afstemming van aanbod en vraag naar vervoer te managen, of informatie te verstrekken die de veiligheid en de doorstroming van het verkeer (weg, water, lucht en spoor) bevordert. Doordat de kosten van componenten (zoals GPS-ontvangers) voor satellietplaatsbepaling in de afgelopen twee decennia steeds lager zijn geworden, is plaatsbepalinginformatie op grote schaal beschikbaar in mobieltjes, PDA’s, in-car navigatiesystemen, etc. De huidige navigatie- en locatiediensten (veelal gebaseerd op GPS) die op de markt aangeboden worden dragen direct of indirect bij aan de beleidsdoelen van het Ministerie. Zo draagt bijvoorbeeld autonavigatie bij aan het verminderen van zoekkilometers in de stad en daarmee aan vermindering van uitstoot van broeikasgas. Satellietplaatsbepalingsystemen stellen ons in staat om op tal van terreinen innovaties door te voeren of nieuwe concepten te ontwikkelen waarmee de mobiliteit in goede banen kan worden geleid. Zo wordt in Londen voorgesteld om bevoorrading van winkels in voetgangersgebieden door vrachtwagens aan banden te leggen door toekennen van “slots”. De naleving wordt gemonitord op basis van een boordcomputer. Overschrijding van de tijdslimieten wordt bestraft met een boete van £ 200,-. In Europa wordt op deze groeiende behoefte ingespeeld met de implementatie van een nieuw satellietplaatsbepalingsysteem. Dit nieuwe systeem, Galileo genaamd, krijgt mogelijkheden voor verificatie en authenticatie, waarmee de kans op fraude een stuk kleiner zou kunnen worden dan met GPS nu. Plaatsbepaling via satellieten is een ‘enabling technology’: het is voor vele en uiteenlopende doeleinden in te zetten. De diensten binnen het domein van plaatsbepaling zijn te verdelen in vijf groepen: 1 Plaatsbepaling: waar ben ik; 2 Tijdbepaling: hoe laat is het hier c.q. elders (synchronisatie); 3 Navigatie: dynamisch bepalen hoe verder naar een doel; 4 Tracking & tracing: het volgen van een object of groep van objecten; 5 Lokalisatie: waar bevindt zich een object of een groep van objecten. Wat uiteindelijk succesvolle diensten zullen zijn die via satellietplaatsbepaling kunnen worden aangeboden, zal voor een belangrijk deel afhangen van de middelen die ontwikkeld worden om toegevoegde waarde diensten te creëren. Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat (VenW) heeft hierin een eigen beleidsverantwoordelijkheid. Daarbij kan het Ministerie zich bedienen van een breed scala aan rollen. Naast door de markt gedragen ontwikkelingen – die kunnen interfereren met de beleidsdoelen van het Ministerie zoals in het geval van routenavigatie en verkeersveiligheid – heeft het Ministerie de mogelijkheid plaatsbepaling via de satelliet in te zetten voor eigen beleidsdoelen en publieke taken. Gegeven het ‘enabling’ karakter van plaatsbepaling is het aantal beleidsterreinen dat beïnvloed wordt, ten principale omvangrijk.


12 / 138

Figuur 1.1: Mogelijke rollen Verkeer en Waterstaat

Voorbeelden waar het Ministerie van VenW zelf ook verantwoordelijkheid draagt of gebruiker is van (satelliet) plaatsbepalingsinformatie zijn: het markeren van de vaarwegen, het veilig naderen van (lucht)havens, het produceren van landmeetkundige of hydrografische kaarten of het betrouwbaar vaststellen van “de kilometerprijs”. In de Departementale Commissie Ruimtevaart is vastgesteld dat het Netherlands Navigation User Initiative (NNUI), het huidige voorstel voor onderzoek en ontwikkeling op het gebied van nieuwe toepassingen met behulp van satellietplaatsbepaling, niet goed aansluit bij de beleidsontwikkeling van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat. Eén van de kanttekeningen met betrekking tot het NNUI is dat dit voorstel erg aanbodgericht is. Een onderzoeksopdracht door VenW op basis van een vraag gestuurde benadering biedt hier uitkomst. De door TNO uitgevoerde verkennende studie op basis waarvan dit rapport is opgesteld is op deze benadering gebaseerd. 1.2

Vraagstelling De kernvraag van VenW luidt als volgt: Kunnen de doelen van het Ministerie op gebied van beleid, uitvoering en inspectie, op efficiëntere en effectievere wijze kunnen worden gerealiseerd als gebruik wordt gemaakt van de nieuwe mogelijkheden van satellietplaatsbepaling? Bovenstaande kernvraagstelling is vertaald naar de volgende onderzoeksvragen die als leidraad hebben gediend bij de uitvoering van de studie en waarop dit rapport antwoorden verstrekt: 1. Bij welke beleidsdoelstellingen en publieke taken op gebied van mobiliteit speelt satellietplaatsbepaling een (mogelijke) innovatieve rol? 2. Wat zijn de huidige en mogelijk toekomstige informatiebehoeften op het gebied van satellietplaatsbepaling, afgeleid van bovenstaande doelen en taken? 3. Wat zijn mogelijke alternatieve technologieën om in deze informatiebehoefte te voorzien, en welke meerwaarde1 heeft Galileo ten opzichte van deze technologieën? 1

Met “meerwaarde” wordt hier niet alleen bedoeld of Galileo in technisch opzicht meer kan of andere mogelijkheden biedt. Onder meerwaarde kan ook worden verstaan de kans dat dankzij Galileo diensten

13 / 138


4. Voor welke doelen en taken is satellietplaatsbepaling een geschikte technologie en onder welke randvoorwaarden? 5. Wat zijn mogelijke rollen die het Ministerie kan hanteren bij het realiseren van het potentieel van satellietplaatsbepaling, rekening houdend met de beleidsdoelstellingen en publieke taken van het Ministerie op gebied van mobiliteit? Satellietplaatsbepaling in het kader van Anders Betalen voor Mobiliteit (ABvM) heeft wel een relatie met dit onderzoek maar valt niet binnen de scope. Dit geldt tevens voor het onderwerp aardobservatie op basis van satelliettechnologie. Het onderzoeksrapport dient een belangrijke bijdrage te leveren aan de programmering van kennis, onderzoek en innovatie door VenW op dit onderwerp. Opzet van het onderzoek De opzet van het onderzoek lichten we toe aan de hand van onderstaande figuur waarin het integrale karakter van de vraag is weergegeven en de aanpak van de studie die daarmee in verband is gebracht.

V&W

overheid (EU/NL)

Mobiliteitsbeleid (V&W) transport & logistiek personenvervoer

quick wins

lange termijn acties

maatschappelijke impact

aanbesteder kennismakelaar facilitator experimenten

weten regelgever

bestuur

financier launching customer

operationeel

V&W actieagenda

innovatie

casus 9:verhogen beschikbaarheid spoorinfra

casus 10: inspectie& monitoring vanuit de lucht

casus 8: vergroting verkeerscapaciteit lucht

casus 6: Nood-,spoed, en reddingsoperaties

casus 7: Precisienavigatie schepen

casus 4: Incident management

casus 5: Kwaliteitsimpuls pers mobiliteitl

casus 3: Reductie zoekverkeer

casus 2: eCall/bCall

casus 1: verkeersveiligheid

behoeften

(trans-)sectorale beleidsdoelen

bestuurder

spoor

luchtvaart

kennisregisseurr

maritiem

gebruikers

1.3

satellietnavigatie technologie/diensten/toepassingen

kennis/markt/industrie

Figuur 1.2: Onderzoeksvraagstelling en daarop gebaseerde aanpak

over de “drempel” worden getild, waar dat met reeds bestaande positiebepalingtechnologieën niet het geval is.

14 / 138


Centraal in het onderzoek staat een tiental voorbeeldcasussen op mobiliteitsgebied, waarbij elke casus handelt over een concreet beleidsmatig relevant thema en de meerwaarde van satellietplaatsbepaling om de corresponderende beleidsambitie sneller of effectiever te bereiken. De opzet van het onderzoek brengt het risico met zich mee dat de invulling van de actie-agenda toch in belangrijke mate bepaald door de specifieke kwesties uit de casussen. Hoewel de casussen met zorg zijn geselecteerd en daarbij is gewaakt voor representativiteit qua beleidsterreinen, is niettemin getracht te extraheren om (ook) tot agendapunten te komen die een bredere geldigheid hebben. Het onderzoek omvatte drie kernactiviteiten: 1 de studie naar satellietplaatsbepaling en in het bijzonder de meerwaarde van Galileo; 2 de selectie en opstelling van tien casussen; 3 de beleidsanalyse en daaruit volgende aanbevelingen. Het onderzoek is binnen een periode van ruim drie maanden uitgevoerd door een multidisciplinair TNO-team (TNO Informatie- en Communicatietechnologie en TNO Bouw en Ondergrond), met betrokkenheid van diverse personen uit de door VenW geformeerde projectbegeleidingsgroep en van individuele personen buiten deze groep (RWS, LVNL, Pro Rail, NIVR). Het proces, zoals weergegeven in onderstaande figuur, is vorm gegeven rondom drie bijeenkomsten met leden uit de projectbegeleidingsgroep. Het onderzoek werd gestart met een intake workshop. Tussentijds is een consultatie workshop gehouden. Tijdens de laatste bijeenkomst werden voorlopige bevindingen gepresenteerd en gevalideerd. preparatie beleidsanalyse

desk research

Voltooiing cases validatie bevindingen

Case 2

Cases 3 t/m 10

Consultatie workshop

doelen scopebepaling

Case 1

evaluatie aanpak

Beleidsanalyse

interviews

interviews/ reviews

rapportage

rapportage

eindrapportage

tijd

Figuur 1.3: Gevolgde procesmatige aanpak

1.4

Opbouw van dit rapport Hoofdstuk 2 is gewijd aan het onderwerp satellietplaatsbepaling en is relatief technisch van aard. Na een toelichting van het concept worden huidige en geplande systemen aangegeven. Tevens wordt ingegaan op enkele interessante aanvullende en alternatieve concepten voor plaatsbepaling. De meerwaarde van de toepassing van satellietplaatsbepaling en specifiek van Galileo wordt aangegeven.


15 / 138

Door in de opgestelde casussen een link te maken tussen maatschappelijke behoefte en beleidsdoelen op het gebied van mobiliteit en satellietplaatsbepaling, hebben de casussen geleid tot de vaststelling van aandachtspunten en kansen in relatie tot satellietplaatsbepaling. Hoofdstuk 3 rapporteert de bevindingen van de beleidsanalyse en geeft antwoord op de vraag wat VenW zou moeten doen om gesignaleerde kansen ten aanzien van satellietplaatsbepaling te grijpen, danwel randvoorwaarden te scheppen waardoor actoren in de verschillende speelvelden in staat worden gesteld activiteiten te ontplooien die de beleidsdoelen van VenW addresseren. Hoofdstuk 4 heeft het karakter van een slotbeschouwing en geeft antwoorden op de gestelde onderzoeksvragen en doet tevens een voorstel voor de ambitie en de te volgen strategie van VenW inzake satellietplaatsbepaling. We gaan er daarbij van uit dat de strategie moet sporen met de verschillende (hoofd-)rollen van VenW en met de beleidsactiviteiten van VenW in de verschillende sectoren. Hoofdstuk 5 bevat de eindconclusies en de hoofdaanbevelingen. Bijlage A bevat een overzicht in slide-vorm van belangrijke VenW beleidsdoelen die tijdens het onderzoek zijn vastgesteld. Bijlage B bevat een uitvoeriger beschouwing van satellietplaatsbepaling en vormt de basis voor hoofdstuk 2. Bijlage C bevat de tien voorbeeldcasussen. Bijlage D tot slot beschrijft een mogelijk calamiteitenscenario, in het kader van een beschouwing van de maatschappelijke kwetsbaarheid voor GNSS. Hoewel het onderzoek zich primair richt op het identificeren van de meerwaarde van satellietplaatsbepaling voor het beleidsterrein van VenW op het gebied van mobiliteit en op de consequenties die realisering van de meerwaarde heeft voor taken, rollen en verantwoordelijkheden van VenW is door de tekst heen waar relevant een koppeling gelegd met het bredere ruimtevaartbeleid zoals dit door VenW, door de Nederlandse overheid (met Economische Zaken als penvoerend departement) en door Europa ten aanzien van satellietplaatsbepaling (Galileo/EGNOS) ontwikkeld wordt. Zoals zal blijken levert deze koppeling additionele argumenten voor VenW om in bepaalde gevallen tot actie over te gaan.


16 / 138


2

17 / 138

Satellietplaatsbepaling In dit hoofdstuk wordt het concept van satellietplaatsbepaling bondig behandeld en worden huidige en geplande systemen benoemd (paragraaf 2.1). We gaan nader in op GPS en op alternatieve mogelijkheden voor plaatsbepaling (paragraaf 2.2) en belangrijke complementaire oplossingen waarmee bepaalde tekortkomingen van GPS kunnen worden gecompenseerd (paragraaf 2.3). Volgend op deze analyse van de huidige status quo, gaan we in op de technisch-functionele meerwaarde van het toekomstige Europese Galileo systeem, aan de hand van de in Galileo gedefinieerde diensten (paragraaf 2.3). Het hoofdstuk sluiten we af met een aantal conclusies (paragraaf 2.4). Voor een uitvoeriger en technische verhandeling van satellietplaatsbepaling en systemen daarvoor wordt verwezen naar bijlage B. Voor een overzicht van verschillende typen toepassingen wordt verwezen naar het Groenboek satellietnavigatie-toepassingen zoals uitgegeven door de Europese Commissie in 2006 [1], en uit de Kabinetsreactie op het Groenboek [2].

2.1

Plaatsbepaling met satellieten

2.1.1

Concept satellietplaatsbepaling Een systeem voor satellietplaatsbepaling2, algemeen aangeduid met Global Navigation Satellite System (GNSS), biedt zogenaamde Positie-, Navigatie en Timing (PNT) diensten aan gebruikers die zich op aarde, in het luchtruim of in de ruimte bevinden. Een GNSS-systeem is in te delen in drie segmenten: • Ruimtesegment: een constellatie van satellieten in banen rond de aarde; • Grondsegment: een aantal grondstations voor het beheer van de satellieten; • Gebruikersapparatuur: speciale radio-ontvangers voor de ontvangst van GNSSsignalen met een ingebouwde computer, voor toepassing door de gebruikers.

Figuur 2.1: Het ruimtesegment van een satellietplaatsbepalingssysteem, bestaande uit een constellatie van satellieten in banen rond de aarde. Hier is de GPS-constellatie afgebeeld.

2

De term satellietnavigatie wordt vaak gebruikt in plaats van satellietplaatsbepaling. We preferen de laatste term omdat die refereert aan de primaire functie van het satellietsysteem. Wel zullen we in het rapport de Angelsaksische afkorting GNSS frequent gebruiken als verkorte schrijfwijze.


18 / 138

Satellietplaatsbepaling berust op het principe dat vanuit de gebruiker met een onbekende positie in de driedimensionale ruimte, de afstanden worden gemeten naar drie vaste en optimaal gespreide referentiepunten in die ruimte. Uit de drie verrichte metingen kan de positie van de gebruiker met een zekere nauwkeurigheid worden berekend. Omdat het gebruikersapparaat normaliter niet is uitgerust met een nauwkeurig gesynchroniseerde klok, is de tijd de vierde variabele. Daarom zijn metingen naar tenminste vier satellieten noodzakelijk, zodat een oplosbaar wiskundig stelsel van vier vergelijkingen wordt verkregen met vier onbekenden (lengtegraad, breedtegraad, hoogte en tijd). Er zijn diverse factoren die de nauwkeurigheid kunnen beïnvloeden, waarvan de meeste met bepaalde aanvullende maatregelen en technieken sterk kunnen worden gereduceerd. Zo kan de nauwkeurigheid worden verbeterd door meerdere satelieten in de meting te betrekken. Het hart van het gebruikersapparaat bestaat uit een combinatie van een speciale ontvanger en een rekenprocessor geschikt om de satellietradiosignalen te ontvangen, te verwerken en daaruit de positie te berekenen. Belangrijke functionele voordelen van GNSS zijn de (vrijwel) wereldwijde beschikbaarheid van PNT-diensten en de relatief grote nauwkeurigheid die kan worden bereikt. De diensten zijn, afhankelijk van het specifieke systeem, publiek en gratis beschikbaar voor specifieke gebruikersgroepen. 2.1.2

Status quo GNSS

2.1.2.1

VS van Amerika: NAVSTAR GPS NAVSTAR GPS, of kortweg GPS, is momenteel het enige systeem dat sinds 1995 volledig operationeel is en inmiddels wereldwijd op grote schaal wordt toegepast in diverse sectoren. GPS is ontwikkeld door het United States Department of Defense (DoD) en is sindsdien in militair beheer gebleven. De verwachting is dat dit ook in de toekomst zo blijft. Dit is een belangrijk minpunt van GPS en wel om twee redenen. Ten eerste heeft de DoD in principe de macht om de beschikbaarheid en/of de nauwkeurigheid van GPS-diensten te manipuleren als dit een Amerikaans militair belang dient. Ten tweede zijn GPS-diensten niet certificeerbaar omdat diverse onderdelen van het GPS-systeem niet open zijn. Dit beperkt momenteel de toepasbaarheid van GPS als sole means of navigation in life critical c.q. mission critical toepassingen zoals bijvoorbeeld de luchtvaart. Voor civiel gebruik biedt GPS één standaard PNT-dienst3 waarmee men een nauwkeurigheid kan bereiken van circa 15 meter (enkele meting). Men is tegenwoordig echter met speciale technieken zoals differential GPS in staat aanzienlijk hogere nauwkeurigheden te bereiken, zelfs tot sub-cm niveau. Het militaire signaal dat een veel hogere nominale nauwkeurigheid biedt, is voor exclusief militair gebruik en dus niet toegankelijk voor civiele toepassingen. Authorisatie daarvoor wordt verleend door middel van verstrekking van cryptosleutels. GPS heeft de laatste jaren, mede door de zeer gunstige ontwikkeling van de prijs/prestatieverhouding en de vergaande mate van miniaturisering van ontvangertechnologie, in zeer veel maatschappelijke sectoren toepassing gevonden. Ontvangers zijn inmiddels beschikbaar in diverse klassen en uitvoeringsvormen voor professioneel en particulier/recreatief gebruik. Tegenwoordig worden veel typen

3

SPS: Standard Positioning Service.


19 / 138

mobiele telefoons al standaard voorzien van een ontvangerchip. Het huidige GPS verdient echter op een aantal punten verbetering: • GPS kent geen eigen continue integriteitsbewaking. De almanak die door satellieten wordt meegezonden bevat wel informatie over de status van de satellieten maar deze informatie wordt niet continu ververst. Het gevolg is dat ontvangers niet worden gewaarschuwd voor niet betrouwbare satellietsignalen. • Het op aarde ontvangen signaalvermogen van GPS-satellieten is zwak, en dat heeft twee nadelen. Ten eerste is afscherming snel een probleem (gebouwen, vegetatie) voor de signaalontvangst. Ten tweede kan de ontvangst met uiterst eenvoudige elektronica worden gestoord. Dit maakt GPS-ontvangst dus kwetsbaar; dit is overigens een inherent zwak punt van alle GNSS-systemen. Het antwoord van de industrie op de zwakke signaalontvangst is de ontwikkeling van GPS-chipsets met een grotere gevoeligheid. Deze geavanceerde oplossingen drijven de kostprijs op en worden niet snel in courante apparatuur geïntroduceerd. • Het GPS-signaal is voor civiele toepassingen op één draaggolffrequentie beschikbaar, waardoor compensatie van de onnauwkeurigheid ten gevolge van de ionosfeer door een vergelijkende meting op een tweede draaggolffrequentie niet mogelijk is. Dit beperkt de nauwkeurigheid van de positiebepaling; • GPS-dekking is niet wereldwijd. • De wachttijd tot de eerste positiebepaling na activering van een gebruikersapparaat (‘acquisitietijd’) is van diverse factoren afhankelijk maar bedraagt voor courante ontvangers onder normale omstandigheden al snel tientallen seconden. Bij ongunstige condities qua signaalontvangst kan dit nog oplopen. Voor bepaalde toepassingen is dit een nadeel. Momenteel vindt een geleidelijke upgrade van GPS plaats door stapsgewijze vernieuwing van GPS-satellieten, na een gemiddelde levensduur van ca. 10 jaar. Nieuwe series of generaties bieden de mogelijkheid om ook innovaties in de signaalstructuur door te voeren. Voor civiele toepassingen is aldus het plan om in stappen extra signalen toe te voegen, waardoor de nauwkeurigheid, robuustheid en interoperabiliteit wordt verhoogd. Deze innovaties worden pas nuttig voor de GPSgebruiker zodra een substantieel deel van de constellatie is gemoderniseerd. Als we de geschatte FOC data nemen als uitgangspunt voor de vergelijking met Galileo dan zijn 2015, 2018 en 2021 belangrijke mijlpalen in de GPS roadmap. Het voorlopige eindpunt is GPS III4 dat volgens het huidige plan in de periode 2014-2020 zijn voltooiing vindt. GPS III is in een aantal opzichten gelijkwaardig met of zelfs beter dan het Europese Galileo. Derhalve zal sprake zijn van een substantiële verbetering ten opzichte van het huidige GPS. GPS is op dit moment de defacto standaard voor satellietplaatsbepaling, maar kent dus wel tekortkomingen. Paragraaf 2.3 beschrijft aanvullende oplossingen waarmee deze worden gereduceerd of soms zelfs weggenomen. Deze ontwikkelingen hebben de positie van GPS niet verzwakt maar eerder versterkt. De noodzaak van flankerende systemen maakt de plaatsbepalingsfunctie als geheel wel complexer, kritischer (gevoeliger voor storingen) en duurder. 2.1.2.2

Rusland, Europa en China: GLONASS, Galileo en Compass/Beidou-2 GLONASS is een tweede bestaand systeem. Het is in eigendom en beheer van de Russische Federatie. Het is evenals GPS een militair systeem. GLONASS, dat in 4

Geleidelijke modernisering van de GPS-satellietconstellatie vindt reeds plaats via de lancering van IIR en IIF block satellieten. Tempo wordt voornamelijk bepaald door het lanceringsschema.


20 / 138

bepaalde sectoren een belangrijk alternatief of aanvulling is op GPS, bevindt zich momenteel halverwege een upgrade-programma en is nog niet volledig operationeel. In 2012 dient het programma te zijn voltooid en dan zal GLONASS functioneel vergelijkbaar zijn met het huidige GPS. Europa zal waarschijnlijk vanaf 2013 beschikken over Galileo, een state-of-the-art GNSS systeem dat diverse typen PNT-diensten gaat bieden en wereldwijde dekking biedt. Verderop in dit hoofdstuk gaan we hier uitvoeriger op in. Compass/Beidou-2 is een initiatief van China. Compass/Beidou-2 (of Navigation Satellite System: CNSS) is een vervolg op het huidige uit vier geostationaire satellieten bestaande experimentele Beidou-1 satellietnavigatiesysteem. De eerste Compass/Beidou-2 satelliet is gelanceerd in 2007. Compass/Beidou-2 biedt twee PNTdiensten, te weten een Open Service en een Authorized Service. Naast de hiervoor genoemde GNSS-systemen met wereldwijde dekking zijn er nog verschillende experimentele en voorgestelde satellietnavigatiesystemen met regionale dekking, te weten in Japan en in India. 2.2

Alternatieve mogelijkheden voor plaatsbepaling GPS kan worden beschouwd als defacto standaard voor satellietplaatsbepaling en bepaalde tekortkomingen van het huidige operationele systeem worden gecompenseerd met aanvullende oplossingen. (zie paragraaf 2.3). Voor een completer beeld is het van belang hier stil te staan bij alternatieve opties voor plaatsbepaling. Daarbij gaat het om systemen waarmee de positie van een object of subject op aarde in ‘absolute’5 zin kan worden bepaald. Er zijn diverse sensorsystemen (‘opnemers’) waarmee grootheden als verplaatsing, snelheid, versnelling en rotatie nauwkeurig kunnen worden gemeten, maar die worden typisch gebruikt voor de schatting van de actuele positie tussen twee opeenvolgende absolute positiebepalingen (dead reckoning).

2.2.1

Alternatieve radioplaatsbepalingssystemen Er zijn diverse elektronische radiosystemen voor plaatsbepaling en navigatie in gebruik die als alternatief kunnen worden beschouwd voor GPS en die met name bekendheid genieten in de maritieme en luchtvaartsector. Het zijn in tegenstelling tot GPS, systemen met een aardse bakeninfrastructuur. Voorbeelden van operationele systemen zijn LORAN (maritiem, land, lucht) en VOR/DME(lucht), welke zijn gebaseerd op verschillende elektronische radionavigatieprincipes. Het betreft ‘proven technology’ die zijn geschiktheid in de genoemde sectoren reeds lange tijd bewezen heeft. Sommige typen systemen zullen voorlopig, ondanks het succes van GNSS, ook op termijn in gebruik blijven als redundantie optie omdat ze wezenlijk verschillend functioneren en dus op andere punten dan GNSS kwetsbaarheden hebben. Met name LORAN-C lijkt met eLORAN een revival door te maken en wordt voor de toekomst beschouwd als serieuze fall-back voor en aanvulling op GNSS.

2.2.2

Cellulaire netwerken voor mobiele communicatie Een tweede alternatief voor buitenshuis-toepassingen op land en op binnenwateren is het gebruik van cellulaire netwerken die zijn bedoeld voor mobiele communicatie, zoals GSM en UMTS. Er bestaan diverse technieken voor plaatsbepaling van mobiele 5 De term ‘absoluut’is strict genomen niet juist omdat de posities worden bepaald ten opzichte van een gekozen referentiestelsel.


21 / 138

terminals in deze netwerken. Vanuit de optiek van plaatsbepaling zijn dekkingsgraad (beschikbaarheid) en celgrootte (nauwkeurigheid) belangrijke gegevens. GSMnetwerken in Nederland zijn bij benadering landelijk dekkend. De celgrootte is sterk afhankelijk van de capaciteitsvraag, die in steden en langs snelwegen beduidend groter is dan in open dunbevolkt gebied. In stedelijk gebied zijn door de grotere capaciteitsvraag de cellen relatief klein en is daardoor de nauwkeurigheid van plaatsbepaling het grootst (typisch enkele honderden meters). UMTS biedt meer capaciteit en werkt op een hogere radiofrequentie. Dit resulteert in netwerken met kleinere cellen, wat resulteert in een hogere nauwkeurigheid van plaatsbepaling. UMTS-netwerken zijn echter nog in opbouw met vooralsnog de beste dekking in stedelijk gebied waar de vraag het meest is geconcentreerd. Plaatsbepaling via GSM/UMTS is een service die wordt aangeboden, en dus qua specificaties wordt bepaald door de operator waar ook de communicatiedienst van betrokken wordt. Een zo groot mogelijke nauwkeurigheid van plaatsbepaling is niet de primaire service propositie. Bepalend is vooral de nauwkeurigheid die nodig is voor diverse Location Based Services. Een nauwkeurigheid van 100 m kan voldoende zijn om via de mobiel te worden geattendeerd op de dichtstbijzijnde bioscoop. We kunnen dus stellen dat zeker in Nederland mobiele communicatienetwerken een alternatieve mogelijkheid voor plaatsbepaling bieden, en dan met name langs snelwegen of in stedelijk gebied waar de prestaties van GPS juist te wensen over laten. Met de uitrol van UMTS kunnen nauwkeurigheden worden behaald die goed concurreren met GPS. In verstedelijkt gebied zijn beide technieken in feite dus complementair. Het moge duidelijk zijn dat in dit scenario de plaatsbepalingsdienst een managed service is welke commercieel is gekoppeld aan de mobiele communicatiedienst en dus niet gratis beschikbaar is. 2.3

Aanvullende oplossingen voor ‘stand-alone’ GPS (huidige systeem) Daar waar GPS-technologie de basis vormt voor plaatsbepaling worden, afhankelijk van de toepassing, aanvullende oplossingen ontwikkeld of reeds gebruikt die specifieke tekortkomingen van ‘stand-alone’-GPS, zoals beschikbaarheid (stedelijk gebied, binnenshuis), nauwkeurigheid en integriteit, compenseren.

2.3.1

Verbetering t.a.v. nauwkeurigheid: DGPS Een belangrijke en courant geworden techniek voor de vergroting van de nauwkeurigheid van ‘stand-alone’-GPS is differentiële GPS (DGPS). DGPS bestaat in diverse uitvoeringsvormen met verschillende prestatiespecificaties, maar deze zijn allen gebaseerd op het gebruik van een of meerdere aardse referentiestations waarvan de posities zijn ingemeten. DGPS gebruikers ontvangen naast de eigenlijke GPS-signalen, via een apart kanaal ook correctie-informatie, dat wordt uitgezonden door een referentiestation. Daarmee kan de nauwkeurigheid van de eigen plaatsbepaling aanzienlijk worden verbeterd, zelf tot sub-cm niveau bij statische metingen (RTK). Bij DGPS geldt dat de nauwkeurigheid groter wordt naarmate men zich dichter bij een referentiestation bevindt. Deze geografische beperking wordt voor een belangrijk deel weggenomen met de aanwezigheid van landelijk dekkende DGPS-netwerken (overheidsgebruik en commercieel) met geografisch verspreide referentiestations. DGPS-informatie kan tegenwoordig op commerciële basis aan gebruikers worden geleverd, bijvoorbeeld via RDS (FM) of GSM/GPRS-diensten. Een extra aandachtspunt is wel de beschikbaarheid van dit separate kanaal.


2.3.2

22 / 138

Verbetering t.a.v. betrouwbaarheid en nauwkeurigheid: EGNOS Op satellietsystemen gebaseerde complementaire oplossingen6 hebben in vergelijking tot aardse DGPS-oplossingen als groot voordeel dat ze dekking bieden in een groot gebied (continent) en dus in alle sectoren (land, maritiem, lucht) kunnen worden gebruikt. Er zijn in de wereld diverse op satellietsystemen gebaseerde augmentatieoplossingen. We noemen hier met name het voor Europa relevante EGNOS-systeem. Bijlage B noemt ook de andere systemen. De zogenaamde European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) dienst is in Europa intussen operationeel geworden. Het is een op satellieten gebaseerde augmentatie (SBAS) op GPS, met als doel de haalbare nauwkeurigheid met GPS te vergroten en het gemis van zeer actuele integriteitsinformatie in GPS te compenseren. De combinatie GPS/EGNOS biedt de gebruiker dus een hoogwaardiger type dienst, en de combinatie komt dan ook in aanmerking voor Safety-of-life toepassingen. De footprint van EGNOS beslaat Europa en een deel van Noord-Afrika. Derhalve is GPS/EGNOS in geheel Europa beschikbaar. EGNOS wordt wel gezien als opmaat naar het Galileo GNSS systeem, onder andere in de zin dat nu reeds op basis van GPS/EGNOS PNT-diensten, geavanceerdere toepassingen kunnen worden ontwikkeld.

2.3.3

Verbetering t.a.v. nauwkeurigheid: gebruik van ‘digitale kaarten’ Geografische informatiebestanden (GIS), die de basis vormen van moderne navigatieapplicaties bevatten in gedigitaliseerde vorm, driedimensionale topografische en morfologische informatie. De kwaliteit (en daarmee ook de kosten) van GIS-bestanden wordt bepaald door drie factoren, namelijk door de volledigheid (diversiteit van informatie), de resolutie en de actualiteit. De combinatie van GPS met GIS-applicaties7 maakt map-matching technieken mogelijk. De met GPS berekende posities worden door de GIS-applicatie geprojecteerd op de ‘digitale kaart’ en evidente fouten in de GPSposities worden gecorrigeerd. Wat een automobilist dus ziet op zijn car navigation display zijn gecorrigeerde GPS-posities.

2.3.4

Verbetering t.a.v. nauwkeurigheid en beschikbaarheid: sensoren Indien een bewegend en navigerend object is uitgerust met betrouwbare bewegingssensoren, dan biedt dat de mogelijkheid om de nauwkeurigheid van plaatsbepaling op peil te houden met informatie afkomstig van de sensoren (dead reckoning principe). Dit biedt vooral toegevoegde waarde in een omgeving waarin de nauwkeurigheid ongunstig of wisselend is. Rekening moet worden gehouden met het feit dat bij deze methode de onnauwkeurigheid in de tijd door tal van factoren geleidelijk aan groter wordt en dat op een gegeven moment een herijking met een betrouwbare GPS-plaatsbepaling nodig is.

2.3.5

Verbetering t.a.v. prestaties in stedelijk gebied: cellulaire netwerken De nauwkeurigheid en beschikbaarheid van GPS gebaseerde plaatsbepaling in stedelijk gebied is een blijvend aandachtspunt. Een antwoord daarop is Assisted GPS (A-GPS), een reeds commercieel beschikbare techniek, waarbij de locatiebepalingsfunctionaliteit van GPS en van een mobiel communicatienetwerk worden gecombineerd in de zin dat de GPS-ontvanger geholpen wordt met informatie geleverd door het communicatienetwerk, dat wil zeggen door een speciale server die met het netwerk is verbonden. Met A-GPS weet men de nauwkeurigheid en de beschikbaarheid van locatiebepaling, vooral

6 7

Hier wordt bedoeld dat ook het correctiesignaal via de satelliet wordt verstuurd. GIS: Geographical Information System.


23 / 138

in dicht bebouwd gebied substantieel te vergroten. Door de combinatie met EGNOS claimt men nauwkeurigheden tot circa 5 meter. 2.3.6

Verbetering t.a.v. prestaties in gebouwen Binnenshuisplaatsbepaling en navigatie zijn onder andere van belang in diverse gebouwen en kunstwerken met publieke toegang of doorgang (stations, tunnels, winkelcentra, parkeergarages), maar ook bij tal van logistieke processen die zich ‘indoor’ afspelen. OOV-diensten8 hebben ook te maken met binnenshuisplaatsbepaling in geval van betreding van gebouwen bij ongelukken en calamiteiten. Van GPS is bekend dat binnenshuis gebruik niet mogelijk is, dit terwijl de gewenste nauwkeurigheid binnen gebouwen meestal juist groter is dan erbuiten, gezien de orde van dimensionering van structuren binnen gebouwen. Er is een reeks aan alternatieve en complementaire oplossingen, maar geen van deze oplossingen is echt zaligmakend: • • • •

Ontvanger gebaseerde oplossingen, zoals verbeterde signaalprocessing, gevoeliger ontvangers; Toepassing van GPS-pseudolieten, radiozenders geinstalleerd op diverse plaatsen verspreid binnen een gebouw die het GPS-signaal nabootsen; Toepassing van WLAN-netwerken, RFID-technologie, pico- en femtocellen, magnetische lussen; Gebruik van gedetailleerde gebouwinformatie, indien beschikbaar.

2.4

Galileo

2.4.1

Galileo-concept Galileo is een initiatief van de Europese Commissie en de European Space Agency (ESA). Het systeem is de Europese civiele pendant van het oorspronkelijk Amerikaanse militaire GPS-systeem. Het systeem is in een eerste fase van ‘deployment’ (plaatsing), en op dit moment zijn er nog slechts twee testsatellieten (GIOVE A en GIOVE B) gelanceerd. Het plan is dat het systeem rond 2013 volledig operationeel is (Full Operational Capability). Het ruimtesegment van Galileo zal bestaan uit 30 MEOsatellieten, waarvan 3 reserve. Het grondsegment zal bestaan uit een aantal controlestations. In tegenstelling tot GPS en GLONASS is Galileo niet onder militair beheer, maar volledig onder civiel beheer ontwikkeld en zal ook in die vorm worden geëxploiteerd, op basis van zware eisen ten aanzien van systeemtransparantie en naspeurbaarheid van gebeurtenissen en storingen. Galileo-diensten kunnen hiermee volledig certificeerbaar worden. Galileo zal naar verwachting een bepaalde (maatschappelijke) meerwaarde gaan bieden ten opzichte van de huidige GNSS-opties, met name GPS. In de volgende paragraaf gaan we hier nader op in met de beschrijving van de verschillende Galileo-diensten. De voordelen van Galileo bestaan vooralsnog alleen op papier. Er kunnen dus nog tegenvallers optreden, zowel in de planning (Galileo wordt later gerealiseerd dan nu verwacht) als in de prestaties (Galileo voldoet niet volledig aan de nu opgestelde

8

OOV: Openbare Orde en Veiligheid.


24 / 138

specificaties). Daarnaast is er nog veel onduidelijk over belangrijke onderdelen van Galileo. Galileo krijgt in technisch-functioneel opzicht concurrentie van GPS met de huidige en voorziene modernisering (richting GPS III), tenminste als alle aangekondigde plannen voor GPS III doorgang vinden. Indien men de huidige planning voor Galileo weet te handhaven, zal Galileo op het moment van Full Operational Capability enkele jaren voor lopen op GPS. De genoemde meerwaarde is dus vooral van belang in de eerste jaren dat Galileo operationeel is. 2.4.2

Galileo-diensten Galileo zal vier typen PNT-diensten aanbieden en tevens een aparte dienst, de Search and Rescue service. Hierna worden deze diensten en hun toepasbaarheid nader beschreven: Galileo Open Service (OS) Galileo OS is een vrij beschikbare PNT-dienst bedoeld voor massamarkt-toepassingen. Deze dienst is in zijn basisvorm vergelijkbaar met die van GPS en GLONASS. Galileo specificeert de basisnauwkeurigheid van deze dienst op 15 meter9. Er is een OS-modus die een hogere nauwkeurigheid biedt namelijk 4 meter. Er is ook een OS Improved Accuracy gedefinieerd op basis van een derde signaal met een waarschijnlijk nog hogere maar niet gespecificeerde nauwkeurigheid. Commercial Service (CS) Galileo CS is een PNT-dienst die commercieel aangeboden zal gaan worden door service providers (conditional access, betaaldienst). Er zijn twee varianten gedefinieerd, namelijk de CS Value Added en de nauwkeuriger optie CS Multi Carrier10. Het verschil met Open Service wordt in belangrijke mate bepaald door de aanwezigheid van twee dataverbindingen naar de Galileo-ontvanger bij de gebruiker: één verbinding is beschikbaar voor commerciële smalbandige datadiensten, over de tweede verbinding wordt correctieinformatie verstuurd waarmee de beide CS-PNT-diensten ten opzichte van Open Service aanmerkelijk qua nauwkeurigheid worden verbeterd. Voor de CSdiensten is verder een service-“garantie” voorzien, dat wil zeggen in contractueeljuridische zin. Men verwacht dat toepassingen met een hoge toegevoegde waarde deze dienst zullen gebruiken (high end professional markets). Safety-of-life Service (SOL) Galileo SOL is een PNT-dienst met twee beschikbare frequenties (zoals bij CS Multi Carier), en uitgerust met integriteitinformatie voor zeer kritische transporten vervoerstoepassingen, zoals in de luchtvaart. De nauwkeurigheid is in de basis gelijk aan die van de Open Service, maar men mag veronderstellen dat er een voorkeur zal bestaan om de ontvanger beide frequenties te laten benutten om de nauwkeurigheid te vergroten. De meerwaarde van SOL zit in de automatische waarborging van de integriteit van het ontvangen signaal en daarmee de integriteit van het gehele systeem. Men spreekt bij SOL eveneens over een servicegarantie. Belangrijk toepassingsgebied is de assistentie bij het opstijgen en landen van vliegtuigen, maar ook bij toepassingen 9

Specificatie geldt in het horizontale vlak, in 95% van de gevallen, wereldwijd. Hogere nauwkeurigheid door de beschikbaarheid van twee signalen (frequenties). Of een gebruiker feitelijk profiteert van de MultiCarrier service hangt af van de techniek van zijn ontvanger en van de commerciële propositie van de Service Provider. 10


25 / 138

rond hulpdienstverlening (helikopter-vluchten onder slecht weer condities, bijvoorbeeld). De integriteitsinformatie houdt in dat – indien een satelliet de kwaliteit van het signaal niet kan waarborgen – dit binnen 6 tot 10 seconden gemeld wordt. SOLdiensten kunnen echter ook al door EGNOS in combinatie met GPS worden geleverd, dus de specifieke meerwaarde van Galileo lijkt daarmee dus verkleind. Het is nog onbekend hoe het business model van SOL-services er uit komt te zien en wanneer sprake is van certificering door de luchtvaart. In safety-of-life toepassingen is niet alleen de informatie over de betrouwbaarheid van de satellietplaatsbepaling van belang, maar veel meer nog de beschikbaarheid van aanvullende of zelfs vervangende voorzieningen. Het GNSS-raamwerk is in dit verband interessant, vanwege de meerwaarde door de verenigde GNSS-constellaties optimaal te benutten. Toch zal men in Safety-of-life toepassingen ook over niet-GNSS middelen moeten blijven beschikken, middelen met een ander niet overlappend kwetsbaarheidsprofiel. In dit verband verwijzen we ook naar paragraaf 2.5. Public Regulated Service (PRS) Galileo PRS is een robuuste en beveiligde PNT-dienst, eveneens met twee beschikbare frequenties. De nauwkeurigheid per frequentie is iets minder ten opzichte van die van de Open Service. Evenals bij Galileo SOL is bij PRS sprake van integriteitsbewaking met een alarmeringstijd van 10 seconden. Ook bij PRS is sprake van een servicegarantie in juridisch/contractueel opzicht. PRS is bedoeld voor specifieke overheidstoepassingen voornamelijk in de sfeer van maatschappelijke veiligheid en openbare orde (zoals politie, brandweer, ambulance, douane, opsporingsdiensten11, en voor kritische toepassingen die een hoge mate van bedrijfszekerheid vragen. Voorbeelden zijn: transport van zeer kostbare goederen of van gevaarlijke stoffen, synchronisatie in telecommunicatie- en energienetwerken, etcetera. Er is in Europa nog een discussie gaande inzake PRS. De Europese Commissie veronderstelt dat ongeveer 30% van de inkomsten van Galileo afkomstig zullen zijn van Public Regulated Services [3]. Lidstaten twijfelen echter om PRS af te nemen. Dit hangt onder meer samen met de vraag wat PRS nu precies in zal houden en wat het businessmodel achter PRS zal zijn. Ook in Nederland speelt deze discussie (bron: VenW/DIZ). Hoewel lidstaten autonoom zijn in hun opstelling tegenover PRS en zelfstandig kunnen beslissen over ontwikkeling en afname van specifieke PRS is er in de praktijk een vrij directe onderlinge relatie. Dat wil zeggen dat één of enkele goedgekozen en beargumenteerde toepassingen van PRS zouden kunnen leiden tot een snelle acceptatie van PRS door meerdere lidstaten. Op dit moment ontbreken deze toepassingen echter en is weinig zicht op de achterliggende business modellen van bepaalde toepassingen (welke kosten, welke tariefstructuur, hoe zijn voordelen te berekenen?). Galileo Search and Rescue service Naast de voornoemde PNT-diensten is de Search and Rescue (SAR) Service voorzien. Galileo-satellieten ontvangen de signalen van noodbakens en zenden deze door. Daarnaast bevat deze dienst een return link signaal naar de noodbakens toe. De SARdata kan tenslotte worden meegezonden in een datakanaal binnen het signaal van de Galileo Open Service. Er is een directe koppeling tussen Galileo SAR en de internationale activiteiten rond

11

Bron: Pacific (2006)


26 / 138

Cospas-Sarsat. Cospas-Sarsat is een wereldwijd system gebruikt voor het redden van mensen in nood. Cospas is Russisch voor Space System for the Search of Vessels in Distress en Sarsat staat voor Search and Rescue Satellite Aided Tracking. Het systeem is in 1979 gelanceerd door Canada, Frankrijk, Rusland en de Verenigde Staten. CospasSarsat bewijst vooral zijn diensten op zee. De meeste radiobakens van Cospas-Sarsat die verkocht zijn na 1997 hebben een GPS-ontvanger waarmee ze hun locatie aan derden precies aan kunnen geven. De specifieke feature van Galileo is de return link die Galileo aanbiedt en die mensen bericht dat hun noodsignaal ontvangen is. Met deze feature kan het aantal valse alarmeringen worden teruggedrongen, wat de kosten van reddingsoperaties sterk reduceert. Daarnaast is de nauwkeurigheid van Galileo en de dekkingsgraad hoger. Voor zee zal dit niet veel uitmaken. Reddingsoperaties in andere gebieden (bergen) zouden hier profijt van kunnen hebben. Voor Nederland is vooral de koppeling met het bieden van hulp op zee van groot belang. De gedefinieerde set van signalen en PNT-diensten in Galileo is dus uitgebreid en biedt een scala aan ‘bouwstenen’ voor een diversiteit qua gebuikersdiensten, variërend van ‘standaard’ (is al beter dan het huidige “stand alone”-GPS) tot hoogwaardig. De voor de gebruiker belangrijke servicekarakteristieken worden in belangrijke mate bepaald door de kwaliteiten van zijn ontvanger en bij CS ook door het aanbod van de service provider. Het is te voorzien dat er in de toekomst diverse GNSS deelmarkten zullen ontstaan waarin vraag (specifieke categorie van gebruik) en aanbod (ontvangerapparatuur en serviceproposities) elkaar gaan vinden. De voortschrijdende technologie in ontvangersystemen, op basis van zeer krachtige ‘standaard’ Galileo-chipsets, in combinatie met een grote mate van software functionaliteit maken dat in tegenstelling tot vroeger, differentiatie in gebruikersapparatuur door herconfigureerbaarheid makkelijker en economischer kan worden gerealiseerd. 2.4.3

Technisch-functionele meerwaarde van Galileo In bijlage B is een nadere uiteenzetting opgenomen van de technisch-functionele meerwaarde van Galileo ten opzichte van het huidige GPS. Op basis van de voorgaande beschrijving van de typen diensten en de uiteenzetting in de bijlage kan de technischfunctionele meerwaarde van Galileo als volgt worden samengevat: 1. Vanwege de differentiatie in diensten bij Galileo kunnen PNT-diensten worden geboden die beter dan bij het huidige GPS kunnen worden afgestemd op de eisen die de toepassing er aan stelt. Let wel dat GPS in de toekomst ook een meer gedifferentieerd aanbod zal bieden. Technisch wordt er veel mogelijk met een hoogwaardig niveau van dienstverlening, maar de markt moet hier zijn werk doen. Een eenduidig en helder antwoord op de vraag “Hoeveel nauwkeuriger wordt Galileo?” is niet goed te geven. Een en ander moet blijken uit wetenschappelijke en operationele testen (hoe presteert Galileo hier in Nederland?) en veel zal gaan afhangen van de ontwikkeling van de maatschappelijke vraag naar toepassingen, innovaties en de daaruit volgende markt voor GNSS-toepassingen en GNSSgebruikersapparatuur. 2. De huidige behoefte bij GPS aan augmentatie met ‘externe’ systemen om bepaalde tekortkomingen te compenseren zal met Galileo minder worden. Dit zal in een aantal toepassingsdomeinen een positief effect kunnen hebben op de complexiteit van oplossingen bij eindgebruikers. Integratie van PNT-diensten in tal van applicaties wordt verder hierdoor eenvoudiger. Dit kan ook kostenverlagend


27 / 138

werken mits Galileo-ontvangers een voldoende groot marktaandeel verwerven. 3. De combinatie van Galileo met GPS en GLONASS tot een globaal GNSS framework zal verder versterkend werken, gegeven de ambitie van interoperabiliteit en de daaruit volgende positieve effecten op de beschikbaarheid van GNSSservices wereldwijd en op de ontwikkeling van de markt voor GNSS-applicaties en ontvangertechnologie (massamarkten, globalisering). De combinatie met augmentatiesystemen blijft van belang voor precisienavigatie van bewegende objecten en uit oogpunt van redundantie en integriteitsbewaking. 4. In verstedelijkt gebied presteert Galileo beter dan “stand alone”-GPS, maar de verwachting is dat de complementariteit van cellulaire netwerken en geografische informatiesystemen een belangrijke meerwaarde houdt. Algemener gesteld, kunnen de potentiële synergie-effecten van GNSS, mobiele communicatietechnologie en GIS-achtige applicaties nauwelijks worden overschat. 5. Galileo heeft met de return link voor SAR-toepassingen een unieke feature. Deze meerwaarde is van zowel maatschappelijk/humanitaire als economische aard. 6. De PRS-optie is in technisch-functioneel opzicht niet uniek in de zin dat GPS en Glonass met de militaire modi een vergelijkbaar concept bieden. De autorisatie van PRS is echter een volledig Europese aangelegenheid en daarom heeft PRS duidelijk betekenis in het kader van maatschappelijke veiligheid binnen Europa. 2.4.4

Ontwikkeling van toepassingen op basis van GNSS/Galileo-diensten Zoals in de voorgaande paragraaf is aangegeven, kunnen vanwege de differentiatie in diensten bij Galileo PNT-diensten worden geboden die beter kunnen worden afgestemd op de eisen die de toepassing er aan stelt. Dat is een evidente technisch-functionele maar wel tijdelijke meerwaarde van Galileo. Veel zal afhangen van de ontwikkeling van de maatschappelijke vraag naar toepassingen, innovaties en de daaruit volgende markt voor GNSS/Galileo-diensten en gebruikersapparatuur. Tevens speelt de concurrentie met GPS een belangrijke rol. De markt zal hier zijn werk moeten doen. Waar de technisch-functionele meerwaarde van Galileo evident kan zijn, wil dat niet automatisch betekenen dat dit snel tot concrete toepassingen zal leiden omdat ook (soms juist) andere dan puur technisch-functionele argumenten de besluitvorming beïnvloeden. Een interessant voorbeeld van dit fenomeen vinden we in de luchtvaartsector, namelijk de discussie rond de toepassing van Galileo bij het opstijgen en landen van vliegtuigen. Aangezien EuroControl heeft meebetaald aan de ontwikkeling van EGNOS en EGNOS nu samen met GPS de voor EuroControl gewenste functionaliteit in de begeleiding van vliegtuigen rond opstijgen en landen biedt, is er voor EuroControl geen directe aanleiding om ook nog in Galileo te investeren (bron: VenW/DIZ). De gepercipieerde toegevoegde waarde van Galileo boven EGNOS/GPS is voor EuroControl klaarblijkelijk te gering om deze investeringen te rechtvaardigen. Hier speelt dus meer dan een uitsluitend technisch-functionele afweging. Voor het kapitaliseren van de meerwaarde van Galileo zullen marktpartijen met veelal meerdere partijen (waaronder ook de overheid) in de slag en aan de slag moeten om te komen tot goede en betaalbare diensten en toepassingen. De casussen in bijlage C illustereren dat iedere sector zijn eigen karakteristieken heeft qua context, actoren, toepassingseisen, schaalgrootte, alternatieve en complementaire oplossingen, etc.


28 / 138

Daarbij is een duidelijke scheiding aan te brengen tussen enerzijds de sector verkeer/personen-vervoer en anderzijds de sectoren luchtvaart, scheepvaart en het spoor. Vooral in de sector verkeer en vervoer zien we dat toepassingen worden omgeven door vaak complexe netwerken waarin de verschillende actoren verschillende overwegingen kennen om deel te nemen of juist niet. Op dit moment ontbreekt echter nog het inzicht in de businessmodellen rond GNSS-diensten en toepassingen. Er is nog weinig kennis over de totale kostenstructuur van de aan te bieden diensten, de verdeling van kosten en baten over de verschillende spelers in de waardeketen, en de inbedding van satellietplaatsbepalingsdiensten in een groter geheel van diensten12. Eén van de onzekerheden is dat de Europese Unie vooralsnog het voorbehoud heeft gemaakt dat er licentiekosten gevraagd kunnen worden voor de Galileo-chipset die voor de ontvangers noodzakelijk is. Hoe hoog deze kosten zijn, is op dit moment nog niet bekend. Van verschillende kanten wordt er op aangedrongen dat de Europese Unie hier snel duidelijkheid over verschaft.13 Deze kosten zullen door de aanbieders van diensten meegenomen moeten worden in de business cases. Een illustratief voorbeeld van een grote mate van complexiteit in het speelveld en waarbij alleen bij voldoende synergie de meerwaarde van GNSS gerealiseerd kan worden is de kwaliteitsimpuls die geboden zou kunnen worden bij op de persoon afgestemde reisinformatie. Hier komen verschillende op locatie gebaseerde systemen bij elkaar: actuele toestandsinformatie (bijvoorbeeld over wegversperringen, omleidingen, kabelbreuken bij de trein of de tram, vertragingen en uitval van diensten, omleidingen, etc.), reisinformatie (deur tot deur overzicht van reistrajecten, reistijden, overstapmomenten, etc.) en fleetmanagementsystemen (trein, bus, tram, en facilitaire systemen zoals carpoolstroken en parkeervoorzieningen, etc.). Voor de integratie van deze systemen zullen heel wat inspanningen nodig zijn. Goed beschouwd is hier GNSS als zodanig niet het issue, maar de beschikbaarstelling en koppeling/integratie van informatie. Om tot nieuwe GNSS/Galileo diensten en toepassingen te komen is het van belang om breder te kijken en dan vooral ten aanzien van de informatiebehoefte en de noodzakelijke integratie van op informatie- en communicatietechnologie gebaseerde voorzieningen. Neem bijvoorbeeld de ontwikkeling van navigatiesystemen in de auto. Om tot een Fleet Management systeem te komen zijn naast een GNSS-systeem ook digitale informatie over kaarten (GIS-applicaties) en mobiele communicatie met het voertuig, c.q. de bestuurder noodzakelijk, zoals weergegeven in figuur 2.2.

12

Zie Galileo Joint Undertaking (2005), Business in satellite navigation, an overview of market developments and emerging applications. 13

Zie onder meer Hein, 2008; Spaans, 2008.


29 / 138

Figuur 2.2: Voorziene symbiose van GNSS met draadloze communicatie en GIS-applicaties. In dit plaatje de realisering van in-car navigation en vehicle tracking als voorbeeld.

Innovatieve toepassingen op het gebied van plaatsbepaling in verschillende sectoren zullen alleen met succes kunnen worden ontwikkeld als alle betrokken organisaties hun eigen ontwikkeling vroegtijdig op elkaar afstemmen en er voldoende waardevermeerdering kan worden bereikt. Standaardisatie en certificatie voor kritische toepassingen vormen een belangrijk onderdeel in dit proces. In hoofdstuk 3 komen we op dit onderwerp terug bij de bespreking van de economische potentie van toepassingen op basis van satellietplaatsbepaling. 2.4.5

Certificering van Galileo toepassingen Certificering van systemen en toepassingen is een vorm van kwaliteitsbeoordeling. Wat er aan voorafgaat is de vaststelling van standaarden, normen en beoordelingsrichtlijnen. Een belangrijke verantwoordelijkheid hiervoor ligt bij het bedrijfsleven, die de activiteiten op het gebied van certificering laat afhangen van behoeften in de markt, maar ook bij gebruikers. De overheid heeft bij normstelling, certificering en accredidatie nog steeds een rol als het om toepassingen gaat die een bepaald publiek belang dienen of raken, dat wil zeggen dat er een maatschappelijke behoefte is aan kwaliteitsborging en op grond waarvan de overheid bepaalde activiteiten onderneemt [4]. Bepaalde nieuwe GNSS/Galileo toepassingen zoals in dit rapport belicht hebben een publiek belang en dringt de vraag zich op of en zo ja in hoeverre ook voor de (nationale) overheid hier een rol is weggelegd. Ten eerste stellen we vast dat op het gebied van certificering van het Galileo systeem zelf (het grond- en ruimtesegment) de Galileo Supervisory Authority (GSA) verantwoordelijk is. Ten aanzien van het gebruikerssegment geldt voor de luchtvaart en de maritieme sector dat respectievelijk de ICAO en de IMO zich reeds lange tijd bezighouden met de opstelling van eisen en normen voor GNSS-toepassingen in de betreffende sectoren, waarbij safety of life in het geding is. Ten aanzien van het spoor houden de International Union of Railways (UIC) en de European Rail Agency (ERA) zich bezig met certificering. In dit onderzoek is echter nog geen helder beeld ontstaan over wat er al is of nog moet worden geregeld (met medewerking van de nationale overheid) ten aanzien van normstelling en certificering van veiligheidskritische GNSS/Galileo-toepassingen in de sector verkeer (inclusief wegtransport). Tevens vergt de inzet van de PRS-service het nodige ten aanzien van normstelling en certificering, mede gelet op het aspect van informatiebeveiliging. Dit is althans de conclusie die in het PACIFIC project is getrokken [5]. VenW wordt derhalve aanbevolen nader vast te (laten) stellen of er nieuwe taken liggen voor de nationale overheid en in het bijzonder voor VenW inzake normstelling, certificering en accreditatie voor GNSS/Galileotoepassingen met een publiek belang. De bevindingen van het PACIFIC project vormen daarbij een bruikbaar uitgangspunt.

2.5

Maatschappelijke kwetsbaarheid voor satellietplaatsbepaling Met de verwachte sterke groei van het maatschappelijk gebruik van op GNSS gebaseerde diensten dringt de vraag zich op hoe in hoeverre de maatschappij kwetsbaar wordt voor deze infrastructuur. Een uitvoerige verhandeling valt buiten het bestek van deze studie, maar vanwege het belang wordt er hier kort de aandacht op gevestigd.


30 / 138

Uit eerder TNO-onderzoek [6] is naar voren gekomen dat moedwillige storing en interferentie (spoofing) duidelijke dreigingen zijn voor GPS in de civiele sector. Aan de hand van een scenario (verhaal) is dit nader geïllustreerd. In dit scenario, dat is opgenomen in bijlage D, zien we dat door een geleidelijk ontstane afhankelijkheid van GPS en mobiele telefonie in de maatschappij het risico op wanorde toeneemt omdat burgers maar ook professionals geheel gewend zijn geraakt aan deze diensten. De uitvoering van een goed doordacht evacuatieplan kan hierdoor worden belemmerd. De toenmalige Minister van Verkeer & Waterstaat deed in haar brief aan de Tweede Kamer van 17 augustus 2004 de effecten van verstoring van GPS voor automobilisten af als “hinderlijk, maar niet gevaarlijk of veiligheidskritisch”. De brief betrof de discontinuering van het gebruik van LORAN C in Nederland. Niet alleen aan de hand van een fictief scenario maar eveneens aan de hand van twee weliswaar minder spectulaire maar wel feitelijk opgetreden voorvallen laten we zien dat nieuwe technologie ook nieuwe afhankelijkheden meebrengt en er problemen kunnen ontstaan als daar iets mee mis gaat of ze niet goed wordt gebruikt. Het eerste voorval betreft een bestuurster die op 10 mei 2008 met haar auto een voetgangerstunnel aan de Schenkkade in Den Haag inreed omdat zij blindelings vertrouwde op de adviezen van haar autonavigatiesysteem en geen oog meer leek te hebben voor de werkelijke omstandigheden en zo via de trap van de voetgangerstunnel naar beneden reed, alwaar haar auto met een takelwagen uit de tunnel moest worden verwijderd. Een tweede eveneens recent voorval gebeurde op vrijdag 30 mei 2008, op de eerste dag van het Pinkpop festival. Toen zijn er in het centrum van Landgraaf diverse serieuze verkeersopstoppingen geweest omdat autonavigatiesystemen de automobilisten (meestal dezelfde) sluiproutes door het nauwe centrum adviseerden. De conclusie is derhalve dat het effect van autonavigatiesystemen, wat een relatief nieuw maar blijvend fenomeen is, op het gedrag van de automobilist niet mag worden onderschat en een factor van betekenis kan worden in calamiteitenscenario’s waarin evacuatie aan de orde is. Onderzoek naar deze effecten is aan te bevelen evenals het opnemen van dit specifieke onderwerp in het curriculum van het vernieuwde rij-examen van het CBR. In 2005 is overigens in opdracht van Verkeer en Waterstaat en Economische Zaken onderzoek gedaan naar deze problematiek, wat heeft geleid tot aanbevelingen voor beleid op het gebied van voorlichting. In het scenario uit bijlage D zou op basis van enkele geavanceerde en mede op Galileo gebaseerde concepten het verloop van de gebeurtenissen positief kunnen worden beïnvloed: •

•

Het is door de standaard toepassing van de Galileo Commercial Service voor de auto onder meer mogelijk het autonavigatiesysteem te voeden met betrouwbare actuele verkeersaanwijzingen die onder bijzondere omstandigheden kunnen worden opgevolgd; Eenheden van hulpdiensten beschikken over de robuustere en beveiligde Galileo PRS service, gekoppeld aan C2000 en zijn zodoende beter in staat hun posities betrouwbaar door te geven;


• •

•

31 / 138

De gemeentelijke wegbeheerder is in staat om op dynamische wijze de voertuigen van hulpdiensten groen te geven bij stoplichten die zij naderen, op basis van hun Galileo positie-informatie; De gemeentelijke wegbeheerder is in samenwerking met Rijkswaterstaat in staat om geheel langs electronische wijze ontsnappingsroutes in te stellen, o.a. electronische aanpassing van lokale verkeersregelingen (incl omkering rijrichtingen van autowegen); De KLPD beschikt over onbemande inspectievliegtuigjes die navigeren op basis van Galileo met PRS en wat wordt gebruikt om vanuit de lucht de situatie in Europoort als ook in de stad op te nemen.

Galileo en GPS hebben eenzelfde kwetsbaarheidsprofiel. Risico = kans*impact. In geval van rampen in een sterk van GNSS afhankelijk geworden maatschappij, waarbij om welke reden dan ook GNSS verminderd inzetbaar of zelfs onbruikbaar is, is een fall back optie voor GNSS essentieel omdat weliswaar de kans op GNSS uitval klein is, de maatschappelijke impact niettemin fors kan zijn. Daarom is het toe te juichen dat de overheid haar visie op fall back opties zoals eLORAN herijkt naar aanleiding van de huidige initiatieven in het buitenland (USA, VK, Ierland) inzake eLORAN als fall back optie voor GNSS. 2.6

Eerste conclusies GPS is op dit moment de defacto standaard voor satellietplaatsbepaling, maar het huidige operationele systeem kent wel tekortkomingen. We zien dat deze zijn of worden gereduceerd of soms zelfs weggenomen door aanvullende oplossingen. Deze ontwikkelingen hebben de positie van GPS niet verzwakt maar eerder versterkt. De noodzaak van flankerende systemen maakt de plaatsbepalingsfunctie als geheel soms wel complexer, kritischer (gevoeliger voor storingen) en duurder. We zien tevens dat GPS een geleidelijke modernisering doormaakt en dus een concurrent blijft voor Galileo. In vergelijking met het huidige GPS heeft het voorziene GNSS-systeem Galileo op zichzelf beschouwd een technisch-functionele meerwaarde, maar die neemt af naarmate GPS zich verder ontwikkelt. Die meerwaarde ligt intrinsiek besloten in de definitie van het Galileo-systeem maar zal in de praktijk moeten gaan blijken in tal van toepassingsdomeinen door innovatie, marktwerking en nieuwe organisatorische en economische modellen en verbanden. De technisch-functionele meerwaarde van Galileo zal genuanceerd zijn in verschillende toepassingsdomeinen. Galileo heeft veel potentie maar is in termen van plaatsbepaling en navigatie geen haarlemmerolie. Voor bepaalde toepassingen zullen aanvullingen nodig blijven, maar dit wordt eerder regel dan uitzondering. Voor mission critical en life critical toepassingen zal de behoefte aan back-up voorzieningen blijven. De behoefte aan plaatsbepaling en navigatie is veelal onderdeel van een groter vraagstuk of behoefte, dat mogelijk met inzet van ICT-technologie kan worden aangepakt. GNSS-diensten kunnen daarin een belangrijke trigger of enabler zijn, maar vormen niet zonder meer de meest kritische succesfactor.

32 / 138


Er is sprake van een groeiende maatschappelijke afhankelijkheid van GNSS en dientengevolge een groeiende kwetsbaarheid bij het uitvallen er van. Daartegenover biedt GNSS, en in het bijzonder Galileo, juist aanknopingspunten om tijdens calamiteiten verkeersmanagement als instrument (‘force multiplier’) in te zetten en om de mobiliteit van hulpdiensten te garanderen. Tabel 2-1:

Samenvatting meerwaarde Galileo-diensten

Galileo service

Meerwaarde

Voorbeelden

Knelpunten

Open Service

Algehele meerwaarde: hogere nauwkeurigheid; hogere beschikbaarheid; hogere dekkingsgraad; publiek beschikbaar

Kwaliteitsimpuls reizigersinformatie; Reductie zoekverkeer in steden

business modellen; strategische allianties Concurrentie GPS

Commercial Services

Extra verhoogde nauwkeurigheid (optie); Authenticatie Value added services Integriteitsbewaking (optie) Service garantie (contr.)

Zeevaart (havenmaneouvres;sluizen;bi nnenvaart); verkeersveiligheid (in lane driving; curve assistance); hoogteinformatie

business modellen; verdeling opbrengsten; daadwerkelijke meerwaarde

Safety of Life

Integriteitsbewaking Service garantie (contr.)

Stijgen en landen van vliegtuigen; hulpverlening in slechte omstandigheden

concurrentie GPS/EGNOS

Public Regulated Services

Robuust; moeilijk te storen; versleuteld signaal Authenticatie

Douane; grenscontrole; opsporingsdiensten; hogewaardetransporten

breed geaccepteerde toepassingen

Safety and Rescue

return link

Zeevaart; mensen in nood

-

33 / 138


3

Betekenis satellietplaatsbepaling voor VenW In dit hoofdstuk presenteren we het resultaat van onze studie naar de beleidsmatig relevante meerwaarde van satellietplaatsbepaling voor het realiseren van VenW beleidsdoelen. We starten met een synopsis van het huidige beleid van VenW inzake mobiliteit (paragraaf 3.1). Dan schetsen we de hoofdlijn van de bevindingen, waarin we tevens ingaan op de rollen voor VenW (paragraaf 3.2), plaatsen dit tegen de achtergrond van een aantal VenW innovatieactiviteiten in nationaal en Europees perspectief (paragraaf 3.3) en presenteren enkele bevindingen over de huidige (economische) dynamiek rond satellietplaatsbepalingdiensten (paragraaf 3.4). Tot slot gaan we in op de ‘what-if’vraag - wat gebeurt er als Nederland niets onderneemt- en op het noodzakelijke financiële kader (paragraaf 3.5).

3.1

Synopsis VenW beleid inzake mobiliteit In onderstaande figuur zijn op schematische wijze de beleidsdoelen van het Ministerie van VenW op het hoogste niveau weergegeven. De beleidsvelden van VenW zijn mobiliteit en water. Dit onderzoek richt zich op het beleidsterrein mobiliteit.

bereikbaar

schoon

veilig

concurrerend

mobiliteit water

Figuur 3-1: Beleidsdoelen van VenW op het hoogste niveau (bron: VenW; NPO Jaarcongres 2007)

3.1.1

Leidende principes Bij de invulling van de beleidsdoelen laat VenW zich primair leiden door twee principes: • “Decentraal wat kan, centraal wat moet”; • “Markt waar mogelijk, overheid waar nodig”. Het eerste principe geeft aan dat VenW het beleid zo laag mogelijk in de overheidsorganisatie wil beleggen: zo min mogelijk centrale aansturing en verordonnering, en zoveel mogelijk beleidsverantwoordelijkheid leggen bij de organisaties en partijen die ‘aan den lijve’ de consequenties van gemaakte keuzes ondervinden. In Nederland bestaat een complex bestuurlijk netwerk met verschillende bestuurlijke arrangementen rond mobiliteit dat verschillende organisaties en partijen verbindt. Dit idee van decentralisering geeft daarmee richting aan de activiteiten maar geeft niet noodzakelijkerwijs het niveau en de organisatie aan waar verantwoordelijkheden belegd kunnen worden. Het tweede principe geeft aan dat VenW de rol van de markt van groot belang vindt om de maatschappelijke uitdagingen rond mobiliteit het hoofd te bieden. Uiteraard houdt VenW de verantwoordelijkheid waar het gaat om noodzakelijke weten regelgeving, maar indien mogelijk zal VenW voor het instrument van overleg en ‘zachte dwang’


34 / 138

(convenanten) kiezen om sectoren te bewegen hun eigen verantwoordelijkheid te nemen. VenW positioneert zich daarbij als ‘primus inter pares’ met uiteindelijke beslissingsbevoegdheid en een welwillend oor voor de goede ideeën van de andere betrokken partijen. De keuze voor deze positie is lastiger als het gaat om nationale of Europese voorzieningen of instituties, zoals bij GNSS of meer specifiek Galileo. VenW heeft daarbij te maken met een steeds grotere bestuurlijke zeggenschap vanuit Europa over zaken die het belang van een land overstijgen. Dat uit zich enerzijds in de verantwoordelijkheid van VenW voor het doorvertalen van Europese besluiten naar de Nederlandse context. Anderzijds moet VenW in het voortraject trachten haar invloed uit te oefenen op de voorgestelde besluitvorming. Door de toenemende invloed van informatie- en communicatietechnologie op mobiliteit krijgt VenW met nieuwe ‘branchevreemde’ actoren te maken, zoals bijvoorbeeld telefoon-maatschappijen en internet service providers. Deze actoren nemen taken over en definiëren nieuwe rollen. Een voorbeeld is toevoeging van ‘verkeersveiligheid’ aan autonavigatiesystemen als randvoorwaarde voor de bepaling van autoroutes (waardoor bijvoorbeeld kwetsbare dorpskernen worden ontzien). De nieuwe actoren herdefiniëren het speelveld en de spelregels en zijn daarmee van invloed op de speelruimte en de spelbenadering van VenW [7]. 3.1.2

Nadere invulling van het Mobiliteitsbeleid In deze paragraaf schetsen we de nadere invulling van het VenW-beleid in relatie tot mobiliteit dat mogelijk door de ontwikkelingen rondom GNSS wordt beïnvloed. In bijlage A presenteren we een completer overzicht van beleidsdoelen en -maatregelen. VenW is verantwoordelijk voor het in goede banen leiden van de mobiliteit in Nederland. Daarbij richt VenW zich op vier hoofddoelen (zie ook figuur 3.1): • bereikbaar • schoon • veilig • concurrerend De geformuleerde beleidsdoelen gelden voor alle verkeersmodaliteiten: weg, spoor, zeevaart, binnenvaart en luchtvaart, en zowel voor het personenvervoer als het goederenvervoer. Het vigerende mobiliteitsbeleid is vastgelegd in de Nota Mobiliteit (2006) [8]. Het beleid ten aanzien van personenvervoer is gebaseerd op de deur-tot-deur benadering, een benadering die moet leiden tot een integrale aanpak van het mobiliteitsvraagstuk met acties zowel gericht op automobiliteit als ook op het OV en op de onderlinge aansluiting van beide. Het operationaliseren van dit beleid wordt vormgegeven via sectorale beleidsbrieven en actieprogramma’s, zoals bijvoorbeeld het Beleidskader Benutten (2008) [9]. Tevens zijn van belang te noemen de Markt- en capaciteitsanalyses weg, spoor en regionaal OV [10,11,12]. De doelstellingen voor verkeersveiligheid zoals geformuleerd in de Nota Mobiliteit worden voornamelijk uitgewerkt in regionale en lokale plannen. Hierbij hebben provincies en stadsregio’s de regisseursrol voor veiligheid in de regio. VenW volgt de ontwikkelingen door middel van monitoring. Op nationaal niveau ligt de focus van het beleid vooral op ondersteuning van de rijtaak van de bestuurder via Intelligente Transport Systemen (ITS).


35 / 138

Ten aanzien van goederenvervoer en logistiek zijn na de publicatie van de Nota Mobiliteit diverse relevante studies verricht door of in opdracht van VenW. In 2006 was door VenW de beleidsbrief Logistiek en Supply Chains uitgebracht waarin onder andere beleidsvoornemens waren opgenomen ten aanzien van infrastructuur en mobiliteit. De teneur van het beleid is om als overheid faciliterend op te treden richting de sector die in de eerste plaats zelf verantwoordelijk is voor supply chain management en optimalisatie. Belangrijke input voor deze beleidsbrief werd geleverd door de Commissie Van Laarhoven met het rapport Naar een vitalere supply chain door krachtige innovatie, uit februari 2006 [13]. Ten aanzien van wegtransport is recentelijker in november 2007 in opdracht van VenW een verkennende nota uitgebracht, de nota Toekomstverkenning Vrachtvervoer over de Weg [14]. Tot slot is kennis genomen van het rapport van december 2006 van de studie Ongevallen met vrachtauto’s op rijkswegen, van Kuiken et al, in opdracht van VenW/DGTL [15]. Ten aanzien van het spoor is VenW verantwoordelijk voor spoorinfrastructuur via aansturing van ProRail. Een belangrijk beleidsdoel is capaciteitsvergroting van het spoor. Afspraken met ProRail worden vastgelegd in een beheersconcessie. VenW hanteert hier het principe van de output-sturing door het volgen van kritische prestatieindicatoren op het gebied van betrouwbaarheid, kwaliteit en beschikbaarheid van de infrastructuur. Die prestatie-indicatoren worden gevoed vanuit de beleidsdoelen. Ten aanzien van de binnenvaart heeft VenW haar beleidsvisie vastgelegd in de Nota Varen voor een vitale economie van oktober 2007 [16], welke mede is gebaseerd op eerdere studies zoals de publicatie Benutting Binnenvaart en Vaarwegen (VenW, maart 2007) [17] en de Beleidsstrategie Binnenvaart (Policy Research Corporation, mei 2007) [18], in opdracht van VenW. De beleidsvisie op de zeevaart, Verantwoord varen en een vitale vloot¸ is in april 2008 aan de Tweede Kamer aangeboden. Beleid ten aanzien van de maritieme sector is evenals bij wegtransport, gericht op het behoud van de internationale concurrentiepositie van Nederland, o.a. door betere benutting van de beschikbare infrastructuur. Ten aanzien van de luchtvaart is de beleidsinsteek van VenW om goed aangesloten te zijn op Europese ontwikkelingen inzake Air Traffic Management en de sector inclusief de kenniscentra te faciliteren en te stimuleren bij innovatie. Tevens zijn ambities en beleid geformuleerd ten aanzien van het behoud van Mainport Schiphol. Di kan niet los worden gezien van elkaar. Van belang is te refereren aan de stukken inzake de Single European Sky (SES) [19,20,21], en aan de kabinetsvisie op Mainport Schiphol, uit april 2006 [22]. Tevens voorzien de diverse Schiphol nieuwsbrieven in informatie over actuele thema’s [23,24,25]. 3.1.3

Invulling innovatiebeleid VenW is een echt innovatiedepartement dat op tal van terreinen een traditie heeft opgebouwd om innovatieve oplossingen te realiseren. De complexiteit van de sector verkeer en vervoer, de omvangrijke investeringen, de langjarige plannings- en uitvoeringsprocedures, de enorme maatschappelijke betrokkenheid bij verkeers- en vervoersontwikkelingen maken dat VenW voortdurend bezig is zich te bezinnen op de uitdagingen van morgen. Leidend voor het innovatiedenken binnen VenW is de Strategische Kennis- en Innovatieagenda Mobiliteit en Water – Nu denken voor morgen (maart 2008) [26]. Deze agenda is de samenballing van twee lijnen:

36 / 138


• •

de Strategische Kennisagenda 2010-2020 (SKIA); het Innovatieprogramma Mobiliteit en Water 2007-2020 [27].

In de SKIA bundelt VenW de kennisopgaven en de innovatieacties. Organisatorisch betekent dit tevens een bundeling van de krachten van de Kenniskamer en het Innovatieberaad. In deze SKIA staat een groot aantal acties gemeld die VenW op het vlak van mobiliteit uit wil voeren. De innovatieactiviteiten bestrijken alle modaliteiten en verschillende van deze activiteiten bieden mogelijkheden voor inzet van satellietplaatsbepaling. Voor VenW zijn de beleidsopgaven evenwel niet technologie gerelateerd maar gaat het om inzet van technologie ten behoeve van maatschappelijke vraagstukken. Innovatieactiviteiten beperken zich overigens niet alleen tot de directe verkeers- en vervoersvragen (naast water). 3.1.4

(Innovatie-)rollen van VenW Voor de realisering van de beleidsdoelen vooral via de weg van innovatie heeft VenW zelf een rollenscala gedefinieerd wat het Ministerie in staat stelt de wijze van acteren nauwkeurig af te stemmen op de beleidsdoelen die zeer divers zijn en betrekking hebben op zeer verschillende maatschappelijke terreinen. De innovatierollen van VenW zijn als volgt gedefinieerd [28]: Tabel 3-1: (Innovatie-)rollen van VenW

Bestuurder Wet- en regelgever Launching Customer Financier Aanbesteder Facilitator experimenten Kennismakelaar Kennisregisseur

VenW signaleert en agendeert innovatie, ontwikkelt een visie op innovatie en toont leiderschap bij dit onderwerp VenW is verantwoordelijk voor de voorbereiding, uitvoering, toezicht, handhaving en evaluatie van weten regelgeving VenW stimuleert de vraag in afzetmarkten voor innovatieve producten en diensten en treedt op als voorbeeld VenW financiert innovatieprogramma’s VenW is een vragende partij in de markt en kan als zodanig aanbieders bewegen innovatieve oplossingen te bedenken VenW stimuleert dat innovaties kunnen worden getoetst in de praktijk VenW stimuleert dat kennis uitgewisseld wordt tussen vragers en aanbieders in een netwerk van zowel private als publieke partijen VenW treedt op als spelverdeler en zorgt dat alle relevante partijen deelnemen aan het netwerk. Verder bevordert zij een open innovatiecultuur die gericht is op samenwerking en kennisdeling

Dit genuanceerde rollenscala is in de voorbeeldcasussen in bijlage C benut om per casus concrete suggesties voor acties aan te reiken. Voor de analyse van de betekenis van satellietplaatsbepaling op beleidsniveau in dit hoofdstuk is gekozen voor een iets grovere rolverdeling die gemakkelijker is te hanteren in deze analyse op hoofdlijnen, namelijk die van bestuurder, gebruiker en innovator. 3.2

Satellietplaatsbepaling en mobiliteit: waar liggen de kansen? VenW heeft binnen het beleidsveld mobiliteit op verschillende niveaus te maken met de ontwikkelingen rond satellietplaatsbepaling. Als bestuurder heeft VenW de mogelijkheid om de kansen en bedreigingen die plaatsbepaling biedt voor het realiseren van de beleidsdoelen in te bedden in het (sectorale) beleid en de bijbehorende actieprogramma’s. Als vertegenwoordiger in internationale gremia en instituties


37 / 138

vertolkt VenW ook het standpunt van de Nederlandse regering in het buitenland. VenW neemt ook een belangrijk deel van het innovatiebeleid voor haar rekening. Zowel via beleidsprogramma’s als via interne projecten staat innovatie hoog in het vaandel en op de agenda. Ook de uitvoerende organisatie onderdelen, zoals RWS en ProRail, zijn heel direct betrokken bij gebruik of aanbod van op satellietplaatsbepaling gebaseerde diensten voor beheer en onderhoud van de Nederlandse infrastructuur (weg, rail, water, lucht). Tevens heeft de inspectie (IVW) met GNSS te maken bij de uitvoering van haar taken. Last but not least is VenW ook verantwoordelijk voor het nationale radionavigatiebeleid. De voorbeeldcasussen in bijlage C laten zien dat satellietplaatsbepaling uiteenlopende toepassingsmogelijkheden en kansen biedt. Er is een groot verschil tussen de verschillende beleidsterreinen van VenW en het potentiële gebruik van satellietplaatsbepalingsystemen. Er is een lijn te trekken tussen inzet van satellietplaatsbepaling bij luchtvaart, scheepvaart en spoor enerzijds en bij automobiliteit anderzijds. De verschillen tussen de twee clusters zijn terug te voeren op karakteristieken van de clusters (beperkt aantal actoren tegenover groot aantal actoren, sterk gereguleerd door internationale organisaties tegenover decentrale organisatiestructuur) en de mogelijke meerwaarde van Galileo-diensten (het gehele spectrum van diensten tegenover vooral Open Services). 3.2.1

Kansen van satellietplaatsbepaling bij de luchtvaart, de scheepvaart en de spoorwegen Galileodiensten als Search and Rescue (SAR) en Safety-of-life (SOL) koppelen vrij specifiek aan benutting binnen luchtvaart en scheepvaart. Voor stijgen en landen is SOL van groot belang, vanwege de waarborging van de integriteit van het signaal. SAR vindt belangrijke toepassing in het opsporen van drenkelingen op zee. De Galileo SAR-dienst zal daarvoor gekoppeld worden aan het wereldwijde Cospas-Sarsat systeem. SAR beperkt zichzelf overigens niet tot drenkelingen op zee. In de Verenigde Staten is er inmiddels een koppeling met persoonlijke Location Based Services. Ook bij de intensivering van het gebruik van het spoor zal integriteit van het signaal in toenemende mate van belang zijn. Rond de inzet van SOL in het intensiveren van het vliegverkeer is een discussie gaande over de meerwaarde van Galileo boven EGNOS/GPS. De Europese organisatie voor de veiligheid van het vliegverkeer Eurocontrol heeft als missie de opwaardering van de Europese navigatieinfrastructuur van een op grondstations gebaseerde benadering naar een op Galileo en Enhanced GPS gebaseerde benadering.14 De precieze rolverdeling tussen Galileo en Enhanced GPS (combinatie GPS met EGNOS) is nog onderwerp van discussie. Met het vrijkomen van een gecertificeerd dienstenpakket rond EGNOS (naar verwachting voorjaar 2009) zal de aandacht in eerste instantie uitgaan naar Enhanced GPS en EGNOS. De mogelijke meerwaarde van Galileo zal pas in een later stadium (volgens planning vanaf 2013) blijken. Bij de certificering van de integriteitsdiensten voor toepassing in de luchtvaart speelt de International Civil Aviation Organisation (ICAO) een belangrijke rol. De ICAO bepleit een wettelijk kader waarin kwesties rond aansprakelijkheid in het geval van disfunctioneren en calamiteiten optreden.15 Ook de scheepvaart kent een sterk internationale dimensie. De International Maritime Organisation (IMO) regelt de certificering en standaardisering van diensten die via satellietplaatsbepaling worden aangeboden en geeft aanwijzingen voor de vereiste 14 15

http://www.eurocontrol.int/eatm/public/standard_page/APN.html http://www.icao.int/icao/en/assembl/a35/wp/wp125_en.pdf


38 / 138

nauwkeurigheid bij het manoeuvreren in havens. De Europese Unie heeft eigen richtlijnen en reguleringen voor de vereiste nauwkeurigheid op de binnenwateren en in de nabijheid van sluizen (zie casus 7 in bijlage C). Voor het realiseren van de gevraagde nauwkeurigheden is in sommige gevallen geavanceerde plaatsbepaling (nauwkeurigheid van een meter of minder) nodig. Dit wordt nu gerealiseerd met DGPS-technieken. In diverse gevallen van precisienavigatie zal men in de toekomst met stand-alone GNSS kunnen volstaan, en in sommige gevallen zal toch nog een vorm van augmentatie nodig zijn om de vereiste nauwkeurigheid te halen. Binnen het spoor zijn de toepassingen van satellietplaatsbepaling gericht op het vergroten van de veiligheid van het spoor, de efficiëntie en kosteneffectiviteit van het onderhoud en het vergroten van de capaciteit van het spoor. Onderhoud van het spoor is een nationale opgave, ondergebracht bij ProRail. Hier zit speelruimte voor aanpak op nationaal niveau. Vergroting van de capaciteit van het spoor kent tevens een internationale dimensie. De Europese Railway Agency (ERA) verenigt de Europese spoorbeheerders en is de centrale autoriteit voor de ontwikkeling van het European Rail Traffic Management System (ERTMS).16 Toepassing van satellietplaatsbepaling wordt voorzien in ERTMS. Ook hier speelt standaardisering en certificering een grote rol. Alle drie de sectoren kenmerken zich door een gestructureerd en door enkele grote internationale publieke organisaties beheerd speelveld. De speelruimte voor eigen, nationaal, optreden is beperkt, met voor het spoor op onderdelen – onderhoud, capaciteitsplanning nationaal – ook een nationale dimensie. De organisaties spelen een belangrijke rol in het proces van standaardisering en certificering van GNSS-diensten. De meerwaarde van Galileo – ten opzichte van het huidige GPS – zit in de mogelijkheid van certificering van diensten, de gegarandeerde betrouwbaarheid (integriteit) van het signaal, de geboden nauwkeurigheid, en in sommige gevallen de juridische waarborg voor de kwaliteit van de dienst (vast te leggen in Service Level Agreements). De meerwaarde van satellietplaatsbepaling in deze gevallen is evident. Deze sluit aan bij de door VenW nagestreefde beleidsdoelen, zeker waar deze mede in samenspraak met de betreffende internationale organisaties is vormgegeven (zoals bij de realisering van de Single European Sky en het European Rail Traffic Management System). De rollen die VenW zichzelf toebedeelt in dit speelveld zijn nog niet helemaal uitgekristalliseerd. Om inspraak te behouden zal VenW deel moeten nemen aan de overlegorganen van de genoemde internationale panels. Dit vraagt specialistische kennis over de technische achtergronden en de toepassingsmogelijkheden van satellietplaatsbepaling. Deze kennis zal in samenspraak met de kennisinfrastructuur moeten worden opgebouwd en worden onderhouden. Dit is geen vanzelfsprekende zaak. Binnen deze internationale organisaties zal VenW zich de vraag moeten stellen welke rol het wil spelen: trekkend of volgend. Binnen alle drie de modaliteiten zijn er kansen om beleidsdoelen te realiseren door inzet van satellietplaatsbepaling (vergroten van capaciteit, vergroten van veiligheid). Waar VenW het accent op zal willen leggen (als het dat wil doen) zal mede afhangen van de inschatting van de positie van de Nederlandse kennisinfrastructuur op dit vlak. Waarin excelleert Nederland?

16

http://www.era.europa.eu/public/core/ertms/Pages/default.aspx


39 / 138

Mogelijke rollen voor VenW vanuit de casussen In de casussen over luchtvaart, scheepvaart en het spoor zijn verschillende concrete aangrijpingspunten voor overheidshandelen gesignaleerd: • Bestuurder: participatie aan internationale gremia (ICAO, IMO, ERA) over GNSSdienstenontwikkeling, standaardisering en certificering van GNSS-diensten; gekoppeld aan sectorspecifieke ontwikkelingen – RIS, VTS, SESAR ATM, ERTMS. Ontwikkeling van strategieën voor implementatie lokale augmentatiesystemen bij Schiphol; bewaking integriteit van GNSS-signalering. • Gebruiker: onderhoud en inspectiezaken (spoor: wisselschouw, bovenleiding, rail, inspectie; scheepvaart: verkeersbegeleiding op binnenwateren; luchtvaart: vergroting capaciteit luchtruim); verspreiding kennis over nieuwe werkmethoden over relevante partijen. • Innovator: nieuwe diensten op basis van Galileo-mogelijkheden voorbereiden en inbrengen; uitlokken van nieuwe diensten. 3.2.2

Kansen van satellietplaatsbepaling bij het wegverkeer De situatie in het wegverkeer is anders dan die in het spoor, het luchtverkeer en de scheepvaart. De organisatiegraad in het wegverkeer is veel lager. De meeste organisaties hebben daarnaast een sterk industriële signatuur. Er is geen Europese of internationale publieke organisatie die de partijen in dit veld organiseert. ERTICO– Intelligent Transport Systems vervult deze rol in zekere zin maar heeft een relatief grote inbreng vanuit de industrie. De mogelijkheden van GNSS leiden tot toetreding van nieuwe, branchevreemde organisaties, zoals telecommunicatiemaatschappijen en providers van digitale kaarten. Satellietplaatsbepaling biedt in deze sector een breed en uiteenlopend palet van kansen, van het vergroten van de verkeersveiligheid (door bijvoorbeeld Advanced Driver Assistance Systems) tot het kunnen verschaffen van actuele persoonlijke reisbegeleiding van deur tot deur, het reduceren van het zoekverkeer in binnensteden, en de onmiddellijke signalering in geval van een ongeluk of een gebrek aan een voertuig (zie casus 1 tot en met 5 in bijlage C). De doorgaande ontwikkeling van satellietplaatsbepalingsystemen leidt tot een grotere inzetbaarheid van deze diensten op relatief korte termijn (naar verwachting binnen de komende 5 jaar). Waar GPS nu al een aantal mogelijkheden biedt ter ondersteuning van de verkeersveiligheid, de verbetering van de doorstroming en het terugdringen van de milieuschade van het autoverkeer zal dat in de – nabije – toekomst alleen maar meer worden door de komst van EGNOS, Galileo en een verbeterd GPS. Het Open Service signaal van Galileo biedt een grotere nauwkeurigheid en beschikbaarheid dan het huidige GPS-signaal. Door de te verwachten ontwikkeling van ontvangersystemen die met Galileo en met het huidige GPS kunnen werken, en de formeel voorgenomen interoperabiliteit tussen GPS17 en Galileo (op het Open Service signaal) wordt een systeem verkregen met een grotere beschikbaarheid en continuïteit van dienstverlening. In stedelijke gebieden is daarnaast de bereikbaarheid van Galileo alleen naar verwachting ook groter dan nu met GPS het geval is (zie verder hoofdstuk 2). Het realiseren van de technische mogelijkheden die de groei van satellietplaatsbepaling gaat bieden, is in het geval van het wegverkeer minder vanzelfsprekend dan bij de andere modaliteiten. Dat heeft te maken met onduidelijkheden van organisatorische, bestuurlijke en financiële aard. 17 Het Galileo-signaal in frequentieband L1 is afgestemd met het GPS-signaal in die band en in GPS III wordt een signaaltype opgenomen dat vergelijkbaar is met een van de Galileo signaaltypen.


40 / 138

De overheid komt steeds meer in een onderhandelingspositie terecht waarin het zijn eigen rol zal moeten bevechten tegenover de andere actoren. Een voorbeeld is de mogelijkheid om via een melden volgsysteem (MVS) het transport van gevaarlijke stoffen te kunnen volgen.18 Met een MVS kan in geval van een incident de noodzakelijke informatie (over de vracht, de vervoerder, de route) onmiddellijk beschikbaar worden gesteld aan de hulpdiensten. In de sector bestaat echter terughoudendheid om alle informatie zonder meer aan de overheid te verschaffen, hoewel het belang van goede informatie in het geval van een ernstig incident evident is voor alle betrokkenen. Ook hier zal de overheid in overleg met de sector tot een juiste aanpak moeten zien te komen, en waar nodig met verdergaande maatregelen sturing moeten geven. De complexiteit van de sector, met vele verschillende belangenorganisaties leidt tot ingewikkelde bestuurlijke constructies. Een voorbeeld betreft het verschaffen van reisinformatie van deur tot deur waarbij een reiziger gebruik kan maken van verschillende vervoersmogelijkheden (beginnen met de auto, overstappen op de trein, vervolgen met een regiobus, etc.). Satellietplaatsbepalingsystemen maken het mogelijk op maat gesneden informatie te verschaffen waarbij het reispatroon over meerdere modaliteiten heen gaat, op basis van de locatie van een persoon en in combinatie met achterliggende reisinformatiesystemen. Dit is een complex geheel waarin informatie van vele partijen en uit verschillende vervoersmodaliteiten aan elkaar gekoppeld moet worden. Een provider als OVR (9292) kan hier een rol spelen maar is niet langer de enige met actuele en betrouwbare informatie. Er is dus sprake van complexe bestuurlijke en organisatorische omgevingen met een wisselende rol voor VenW. Wij zien de volgende specifieke acties voor VenW weggelegd: • het initiëren en stimuleren van de ontwikkeling van GNSS-diensten binnen het OV en stedelijke distributiesystemen; • het fungeren als launching customer (eCall/bCall); • het aanbieden van Nederland als proeftuin voor het testen van toepassingen van GNSS-diensten ten behoeve van de verkeersveiligheid; • het regelen van de randvoorwaarden (flankerend beleid, zoals privacy, security, mededinging) ter ondersteuning van de ontwikkeling van GNSS-diensten. Deze acties impliceren een hoog ambitieniveau ten aanzien van GNSS-diensten binnen het verkeer en vervoer. Afhankelijk van het ambitieniveau kan de rol worden bijgesteld. Hieronder gaan we nader in op de vier genoemde acties. 3.2.3

Het initiëren en stimuleren van GNSS-diensten in het OV en de stedelijke distributie Op het gebied van het leveren van een kwaliteitsimpuls persoonlijke mobiliteit lopen verschillende (EU-)projecten waar Nederland aan deelneemt: i-Travel, Multitrac, Personal Intelligent Travel Assistent. Deze projecten generen kennis over de aanpak en uitwerking van diensten voor ondersteuning van persoonlijke mobiliteit. VenW kan dit aangrijpen voor stimulering van onderzoek en uitvoering van demo’s en pilots naar de inzetbaarheid van GNSS-diensten (gericht op Galileo) om dit in concrete producten verder te ontwikkelen. Koppeling van outdoor- en indoortechnieken en de grotere beschikbaarheid van Galileo in stedelijke gebieden zijn belangrijke pluspunten maar 18

Een dergelijk MVS is ook geschikt voor het volgen van personen, bijvoorbeeld in het Openbaar Vervoer. Zie casus 4.


41 / 138

zijn nog niet voldoende uitgewerkt. Alternatieven zoals op afroep bestelde taxibusjes bieden een aanvulling op het bestaande OV-repertoire. Hiervoor is een koppeling van verschillende systemen noodzakelijk. Het adagium is klein beginnen en langzaam uitbouwen. Flankerend beleid, bijvoorbeeld rond het omgaan met opgeslagen persoonsgegevens, is van belang voor succesvolle adoptie van de diensten. Stedelijke distributie is een van de speerpunten van de commissie Van Laarhoven. Satellietplaatsbepaling kan bijdragen aan een reductie van goederenstromen in (binnen-) steden. VenW zou- in lijn met de activiteiten van de Commissie Van Laarhoven – onderzoek, pilots en demo’s kunnen initiëren en stimuleren. Rollen voor VenW vanuit de casussen Uit de casussen komen de volgende rollen naar voren: • Bestuurder: Faciliteren en handhaven afstemming tussen gemeenten; voorkomen van lappendeken aan regelgeving; overleg met stedelijke gebieden. • Gebruiker: zorgdragen voor proces van standaardisering en certificering; implementeren van randvoorwaarden (routeoptimalisatie, indoorstandaarden, effectmetingen). • Innovator: organiseren van pilots en demo’s rond stedelijke distributie en zoeken naar parkeerplaatsen; stimuleren R&D.

3.2.4

Het fungeren als ‘launching customer’ (eCall/bCall19) Onderhandelingen over invoering van eCall vinden plaats in het kader van het Europese eSafety programma. bCall kan meeliften op deze onderhandelingen. In Nederland wordt invoering van eCall verwacht in 2009. Verantwoordelijkheid voor invoering ligt bij het Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (BZK). VenW kan opteren voor een rol als ondersteuner door een voortrekkersrol te spelen bij de invoering van eCall in het eigen wagenpark. Daarnaast kan VenW samen met BZK optrekken in een publiekscampagne om de bekendheid van eCall en bCall bij het grote publiek te vergroten. eCall kan tevens een rol spelen binnen Incident Management. GNSSdiensten bieden de mogelijkheid tot het nauwkeurig volgen en monitoren van personen en goederen en tot het koppelen van deze informatie met achterliggende databases waardoor hulpdiensten in geval van een incident hier snel de beschikking over kunnen krijgen en deze informatie ook benut kan worden voor verkeersmanagement ter plekke (het creëren van een groene golf bijvoorbeeld). Zie ook paragraaf 2.5. Rollen voor VenW vanuit de casussen • Bestuurder: Overleg en coördinatie VenW met andere departementen (politie, hulpdiensten) en wegbeheerders over inrichting incident management en koppeling met eCall; implementatie via eCall projectorganisatie (BZK); afstemming internationale standaarden en certificering; opzetten zelfstandige afdeling voor beheer gegevens. • Gebruiker: rol als launching customer bij implementatie eCall; in overleg met het veld ontwikkeling van melden volgsysteem (MVS) rond incidentmanagement; koppeling met wegbeheerders voor aanvullende diensten in geval van incident. • Innovator: stimuleren en organiseren deelname aan Europese projecten; zorgdragen voor kennisdisseminatie uit lopende projecten (CVIS, Safespot).

19

Zie voor de uitleg van deze concepten bijlage C, Casus 2.


3.2.5

42 / 138

Nederland als proeftuin Er vindt veel onderzoek plaats naar ontwikkeling van Advanced Driver Assistance Systems. SpeedAlert is een van de applicaties waarin satellietplaatsbepaling een rol speelt/kan spelen. Bedrijven als TomTom hebben zich al toegelegd op ontwikkeling van diensten die een te hoge rijsnelheid signaleren. Deze systemen kunnen verfijnd en uitgebouwd worden. Een toepassing is bijvoorbeeld SpeedAlert als ondersteuning bij het ritsen vanaf invoegstroken of bij versmalling van (het aantal) rijstroken. VenW kan hierin verschillende rollen spelen. Naast het stimuleren van verder onderzoek en het creëren van netwerken van belanghebbenden kan VenW aanbieden om een proeftuin te creëren waar een toepassing als SpeedAlert beproefd kan worden. Een voor de hand liggend programma voor deze proeftuin vormt het Beleidskader Benutten [9]. In dit beleidskader formuleert VenW verschillende actielijnen die inzet van GNSStoepassingen mogelijk maken. In concreto gaat het om Actielijn 1: Stimuleren en faciliteren van slimme voertuigen en coöperatieve systemen (daarbinnen actie 2: Proef met slimme voertuigen en coöperatieve systemen), Actielijn 2: Bevorderen van netwerkmanagement op regionaal niveau (daarbinnen Actie 4: Versnelde uitbreiding incidentmanagement) en Actielijn 4: Kennisontwikkeling en innovatie (daarbinnen Actie 9: Proeven dynamische snelheden). VenW als bestuurder kan daarnaast periodiek overleg met de GNSS-sector organiseren over nieuwe bijdragen rond verkeersveiligheidsvraagstukken. Het opstellen van een roadmap voor een SpeedAlert+ aanpak (huidige SpeedAlert met nieuwe toepassingen) kan VenW ondersteunen bij het verrkijgen van een centralere rol in deze ontwikkeling. Rollen VenW vanuit de casussen • Bestuurder: Creëren van draagvlak voor pilots rond GNSS diensten die verkeersveiligheid en doorstroming vergroten (SpeedAlert); certificering; • Gebruiker: inbedding in bestaande beleidsprogramma’s; onderzoek naar organisatie gebruik On Board Units (toegankelijkheid voor meer service providers, security, privacy). • Innovator: onderzoek naar businessmodellen rond SpeedAlert en vergelijkbare diensten.

3.2.6

Flankerend beleid Een actie voor VenW die we hier benoemen betreft het ontwikkelen en uitwerken van flankerend beleid waarmee optimale condities voor invoering van GNSS-diensten gecreëerd worden, ervan uitgaande dat deze bijdragen aan de realisering van de beleidsdoelen van VenW. Dit flankerend beleid valt uiteen in twee onderdelen: • beleid voor de stimulering van nieuwe ontwikkelingen (innovatiebeleid); • randvoorwaarden. Onder deze laatste categorie vallen zaken als de regeling van mededinging, IPR, privacy, aansprakelijkheid. Voor een aantal van deze kwesties is overleg met andere departementen (EZ, BZK, Justitie) noodzakelijk.

3.3

VenW als innovatiedepartement Naast een departement dat sturing geeft aan vele ontwikkelingen die met satellietplaatsbepaling te maken hebben en een departement dat zelf gebruiker is van GNSS-gegevens in de uitoefening van zijn taken, is VenW ook een innovatiedepartement.


43 / 138

De door VenW benoemde beleidsopgaven hebben betrekking op het oplossen van maatschappelijke vraagstukken rond verkeer en vervoer. Technologie is in deze benadering ondersteunend. VenW staat neutraal tegenover welke technologie noodzakelijk is voor de aanpak van een beleidsopgave. Wel is uit de SKIA op te maken dat informatie- en communicatietechnologie een steeds belangrijkere rol gaat spelen binnen alle beleidsterreinen van VenW. Dit heeft te maken met een samenloop van technologische en maatschappelijke ontwikkelingen, die we op deze plaats niet uitvoering zullen behandelen.20 Kern van deze samenloop is het enabling karakter van ICT, dat er voor zorgt – in samenhang met afnemende prijzen tegen toenemende prestaties – dat ICT tot in de haarvaten van maatschappelijke activiteiten zichtbaar wordt. Ook verkeeren vervoerprocessen worden steeds informatierijker (steeds meer informatie van verschillende bronnen) en informatiedichter (steeds meer informatie gekoppeld aan een enkel ‘event’). Een goed functionerende informatieinfrastructuur en –architectuur rond verkeeren vervoerprocessen wordt steeds belangrijker om de gestelde beleidsdoelen te realiseren. Satellietplaatsbepaling past binnen deze ontwikkeling. Satellietplaatsbepaling is zelf een ‘enabling technology’, waarmee gezegd is dat satellietplaatsbepaling op vele uiteenlopende domeinen is in te zetten en zelf nieuwe activiteiten mogelijk maakt. Door satellietplaatsbepaling wordt het mogelijk om ruimtelijke en informationele processen aan elkaar te verknopen. Dit proces is al gestart met het toevoegen van sensoren aan infrastructuur en verkeersmiddelen (en inmiddels ook aan personen en goederen). Daardoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om real time invloed uit te oefenen op verkeeren vervoerprocessen, in alle modaliteiten. Voor VenW zijn deze nieuwe mogelijkheden alleen interessant waar ze een bijdrage leveren aan het oplossen van knelpunten of interessante nieuwe perspectieven bieden. Wij zien daar verschillende mogelijkheden voor. Naast de technologische innovatiedimensie spelen proces- en systeeminnovaties een grote rol. Procesinnovaties hebben te maken met de herdefiniëring van het speelveld rond een maatschappelijk vraagstuk (nieuwe spelers, nieuwe rollen, nieuwe doelstellingen). Systeeminnovaties hebben te maken met grootschalige transities die tot een transformatie van het speelveld leiden. Een voorbeeld is de integratie van systemen om de reiziger over verschillende modaliteiten heen te informeren over reistijden, tijdschema’s en alternatieven. Zoals eerder aangegeven (paragraaf 3.2) zijn procesinnovaties een belangrijk onderdeel van de invoering van GNSS. In hoeverre er sprake is van een systeeminnovatie is voor een deel een kwestie van smaak. Wij stellen ons op het standpunt dat innovatiepraktijken in de regel langs de weg der geleidelijkheid verlopen. Ook de bewuste transformatie van een bestaand systeem naar een nieuw systeem (gebaseerd op andere spelregels, andere verhoudingen, andere doelstellingen) zal niet in één klap maar via een aantal stappen verlopen21. 3.3.1

Satellietplaatsbepaling en de Strategische Kennis- en Innovatieagenda De SKIA onderscheidt kennisvragen en innovatieactiviteiten. De kennisvragen richten zich op strategische vraagstellingen voor de langere termijn. Voorliggende studie kan gezien worden als een uitwerking van een dergelijke kennisvraag. De innovatie20 Zie bijvoorbeeld Carlota Perez (2002). Technological Revolutions and Financial Capital – The Dynamics of Bubbles and Golden Ages. Cheltenham, UK: Edward Elgar. 21 Deze benadering is in lijn met het perspectief op veranderingen gerelateerd aan ICT waar eerder sprake is van evolutionaire (deel-)veranderingen dan van revolutionaire transformaties. Zelfs de overgang van vaste naar mobiele netwerken (die plaatsvond in een bijzonder klein tijdsgewricht) is beter te begrijpen vanuit het oogpunt van (quasi-)evolutionaire ontwikkeling dan vanuit het oogpunt van een – bewust gestuurde – systeemtransitie.

44 / 138


activiteiten zijn op de middellange en korte termijn gericht en zijn uitgewerkt in concrete actieprogramma’s waaraan tijdslijnen en budgetten zijn gekoppeld. Het overzicht van innovatieactiviteiten geeft de volgende aanknopingspunten voor een inbreng vanuit GNSS-diensten. Het overzicht dient ter illustratie en beoogt niet volledig te zijn (zie tabel 3.2). Tabel 3-2:

Overzicht relatie GNSS met Innovatieagenda VenW (bron: SKIA Mobiliteit en Water, 2008) en vermelding van de gerelateerde casussen

Logistiek

Innovatieonderwerpen

Omschrijving

Rol GNSS

Gerelateerde casus

Schonere Scheepvaart

Meer lading, minder brandstof

Optimalisering vaarroutes

7. Precisienavigatie

Innovatie in beweging

Stedelijke distributie

Optimalisering

3. Optimaliseren sted distributie

scheepvaart verkeersstromen Duurzaam logistiek VenW


Optimalisering


verkeersstromen DVM op vaarwegen

AIS transponder

AIS in combinatie met GNSS

Betere benutting kleine

SBIR voor nieuwe commerciele

Toepassing GNSS

vaarwegen

producten

Meld- en Volgsysteem

Verbetering veiligheid

gevaarlijke stoffen

goederenstromen

24-uurs economie


7. Precisienavigatie scheepvaart

GNSS voor tracking en tracing 4. Incident Management Optimalisering


verkeersstromen Verkeer

ABvM

Road pricing

GNSS OBU

Digitaal en slimmer

Checklist inspectietaken

Automatisering met GNSS

10. Inzet kleine vliegtuigjes

Reductie verkeersdoden

GNSS en ADAS

1. Verkeersveiligheid

overheidstoezicht Stimuleren veiliger voertuigen Luchtvaart

Auto van de toekomst

Slimmer

GNSS als onderdeel van VIS

Luchtverkeersbegeleiding

Milieuvriendelijker naderen

GNSS voor optimalisering

Schiphol Bereikbaar

Koppeling met OV

Optimalisering OV-systemen

8. Vergroting luchtverkeerscap.

aanvliegroutes Frontports

5. Kwaliteitsimpuls pers mobiliteit

Uit de mogelijke toepassing van GNSS spreekt tevens de koppeling met de in deze studie onderzochte casussen (zie bijlage C). In de casussen maken we zichtbaar wat de meerwaarde is van GNSS (en daarbinnen van Galileo/EGNOS) ten opzichte van andere benaderingen. De beoordeling van de meerwaarde geeft het toepassingspotentieel van GNSS voor realisering van de beleidsdoelen weer. 3.3.2

Kansen voor VenW in Nederlandse innovatieprogramma’s Vanuit de eigen innovatieactiviteiten van VenW richten we nu de blik naar buiten. Er zijn in Nederland twee initiatieven gaande die naar ons idee kansen bieden voor VenW in relatie tot toepassingsmogelijkheden van satellietplaatsbepaling. Deze innovatieprogramma’s hebben een sterkere technologiedimensie dan de innovatieactiviteiten van VenW zelf en kunnen dan ook als aanvulling op de VenW-activiteiten fungeren. Innovatieprogramma Gebruik van Satellietgegevens Het Ministerie van Economische Zaken heeft als penvoerend Ministerie mede namens de Ministeries van Onderwijs Cultuur Wetenschappen en VenW in de Beleidsbrief Ruimtevaart van 14 april 2008 [29] aangegeven een Innovatieprogramma ‘Gebruik van


45 / 138

satellietgegevens’ te willen opzetten. Hoewel dit niet als zodanig in de brief is aangegeven, ligt het voor de hand dat dit programma onder de hoede komt van de nieuw op te richten Netherlands Space Organisation (gevormd door het NIVR, het programmabureau van NWO/SRON, aangevuld met capaciteit van het KNMI). Het programma zal zich ondermeer richten op het benutten van satellietgegevens in de context van Anders Betalen voor Mobiliteit. Het programma gaat uit van de (te identificeren) behoefte aan benutting van satellietgegevens door de overheid en andere gebruikers binnen maatschappelijk relevante thema’s. Netherlands Navigation Usage Initiative Vier Nederlandse kennisinstellingen (NLR, NIVR, SRON, TNO, en TUDelft) pleiten in een rapportage die in 2006 aan de Minister van Economische Zaken is aangeboden [30] voor het beschikbaar stellen van middelen om de oprichting van een Netherlands Navigation Usage Initiative te onderzoeken.22 Voor de haalbaarheidsstudie naar het NNUI is een bedrag van € 1,1 miljoen gevraagd, te besteden aan het opzetten van de business case (fase 1) en het ontwikkelen van enkele prototype applicaties. Een van de voorgestelde prototype applicaties betreft een toepassing in verkeer en vervoer binnen de logistieke sector. Hoewel de gevraagde middelen bescheiden zijn, en niet veel meer dan een eerste verkenning toelaten, is de gedachte achter het NNUI om ten minste twee redenen de moeite waard voor betrokkenheid van VenW: 1. Er zit een duidelijke koppeling met VenW als gebruikersdepartement; 2. Het biedt een startpunt voor de organisatie van de Nederlandse kennisinfrastructuur rond GNSS-diensten. Op het tweede punt komen wij in de volgende subparagraaf terug. 3.3.3

Kansen voor VenW in Europese innovatieprogramma’s Op Europees niveau vindt onderzoek plaats naar toepassing van satellietplaatsbepaling binnen de European Space Agency (ESA) en de Europese kaderprogramma’s. Binnen ESA loopt het Active Road Management Assisted by Satellite (ARMAS)onderzoeksprogramma. VenW is nauw bij dit programma betrokken. Het heeft zijn gebruikerswensen (RWS) geformuleerd waarbij het accent ligt op verkeersmanagement. Het heeft daarbij tevens aangegeven dat het goede kansen ziet om Nederland via ARMAS te positioneren bij de certificering van EGNOS en Galileo.23 Voor Nederland fungeert ARMAS tevens als springplank voor het aanbieden van diensten op het vlak van road pricing aan het Verenigd Koninkrijk. Het strategisch belang van ARMAS is gelegen in de mogelijkheid om de Galileo Supervisory Authority (de Europese organisatie die zich onder meer zal richten op certificering van Galileo/EGNOS diensten) naar Nederland te halen. VenW is als behoeftestellend departement goed op ARMAS aangesloten. Er is evenwel verbetering mogelijk in de organisatie van Nederlandse kennisinfrastructuur rond GNSS-diensten. Het belang van verbetering van de kennisinfrastructuur is duidelijk zichtbaar bij de Nederlandse inbreng in de Europese Kaderprogramma’s (vooral Kaderprogramma 6; Kaderprogramma 7 is in 2007 gestart en biedt nog geen goed overzicht). Veel van de onderzoeksactiviteiten zijn ondergebracht in de Europese Kaderprogramma’s. In het huidige Kaderprogramma is Space een apart onderdeel van de pijler Coöperatie. 22

NLR, NIVR, SRON, TNO, TUDelft (2006). “Investeren in Ruimtevaart”, rapport aangeboden aan de Minister van Economische Zaken, 9 maart 2006. 23 Zie I. Jansen (2007). ‘De fantastische toekomst – VenW betrokken bij project ARMAS’, AGI-GEO Nieuws, 2007 – 1, pp. 24-27.

46 / 138


Daarnaast vinden space-gerelateerde activiteiten plaats in het onderdeel Transport (eveneens van de pijler Coöperatie). De Galileo Supervisory Authority (en in het verleden de Galileo Joint Undertaking) speelt een rol in de organisatie van het Europese ruimtevaartonderzoek rond GNSS-diensten. De aandacht voor de ontwikkeling van GNSS-diensten is echter zeer beperkt, zoals onder andere blijkt uit de huidige werkprogramma’s voor Transport en Space. Dit zal – naar zeggen – voor de komende jaren verbeteren. In het zesde Kaderprogramma zijn verschillende projecten rond GNSS-diensten ondergebracht. Deze projecten bestrijken alle transportmodaliteiten. Tabel 3.3 biedt een overzicht van de projecten die door de GSA op zijn website worden gepresenteerd.24 Deze projecten zijn ingediend binnen het specifieke Space-deel van KP6. Daarnaast zijn er in KP6 projecten ingediend rond Transport (zie tabel 3.4). Tabel 3-3:

Nederlandse betrokkenheid bij Europese kaderprogramma 6 – onderdeel Space segment Verkeer en Vervoer (bron: Cordis database [31]) Budget

Project

Domein

MARUSE

Maritime User Segment

GIANT

GNSS Introductie in de Aviation Sector

(miljoen Euro) nb 3,0

Nederlandse betrokkenheid Ursa Minor IIASL

AGILE

Applicaties van Galileo in de LBS sector

5,9

IIASL

GRAIL

GNSS in Rail

6,6

IIASL

SCORE

Emergency and Rescue in GNSS

2,1

KLPD

M-Trade

Multimodal transport

2,3

Logica CMG

n.b.

LogicaCMG, TNO

n.b.

Logica, CMGTNO

Mature Applications of Galileo for Emergency MAGES

Scenarios PRS Application Concept Involving Future

PACIFIC

24

Interested Customers

Zie http://www.gsa.europa.eu/go/randd/fp6/project-search

47 / 138


Tabel 3-4:

Nederlandse inbreng in Europese Kaderprogramma – onderdeel Transport (bron:Cordis database) Budget

Project

Domein

(miljoen Euro)

Nederlandse betrokkenheid

Airborne Satellite Techniques ANASTASIA and Technologies

19,6

CityMobil

41,8

NLR TNO, RUPS Consultiancy,FROG

More effective urban transport

Navigation systems, Uniresaerch LogicaCMG, Navteq,Peek Traffic, Technoloution, TeleAtlas,TNO,Provincie Noord

CVIS

Cooperative Vehicles

41,2

Brabant, V&W,Vialis Traffic TNO, Dirkzwager, Maritime Simulation R’dam, ECORYS, Ned.Instituut voor Verkeerstechnologie, MARIN, R’damse haven management, Centrum voor ontwikkeling van

Maritime Navigation & MARNIS

Information Services

27,2

Transport & Logistiek Europa TNO, Navteq, Teleatlas, V&W, Provincie Noord Brabant, Peek

Cooperative systems for road SAFESPOT

safety

37,6

Traffic

Uit tabel 3.3 komt naar voren dat de Nederlandse inbreng in het Space programma rond verkeer en vervoer zich concentreert rond het International Institute for Advanced Space Law, LogicaCMG en TNO. IIASL heeft een internationaal erkende reputatie op het gebied van weten regelgeving rond ruimtevaartdiensten (waaronder GNSSdiensten) en is een goede vertegenwoordiger van de Nederlandse ambitie op het terrein van regeling van certificering en aansprakelijkheid. Logica CMG voert verschillende activiteiten op het gebied van Space uit, en functioneert als een zogenaamde system integrator. TNO is onderdeel van de Nederlandse kennisinfrastructuur met een eigen aandachtsgebied rond Galileo en toepassingen op het gebied van Galileo-diensten. Overigens zijn meer Nederlandse bedrijven en kennisinstellingen actief in het bredere Sapce programma waarin aandacht is voor de ontwikkeling van een nieuwe generatie receivers (inbreng van TUDelft) en ook andere applicatiedomeinen een rol spelen (landbouw bijvoorbeeld). De Nederlandse betrokkenheid bij projecten rond toepassingen in de transport-sector is diverser en omvat meer partijen. VenW is hier zichtbaar bij in ieder geval twee projecten. Ook gaat het om grotere budgetten Bij deze projecten vormt satellietplaatsbepaling een onderdeel van het gehele project. De Nederlandse kennisinfrastructuur is dus actief binnen het op space gerichte deel rond verkeer en vervoer. Wel valt uit de budgetverdeling op te maken dat de directe inbreng vanuit het thema Space op verkeer-en-vervoer toepassingen aan de magere kant is. Dat geldt daarmee ook voor de Nederlandse inbreng.

3.4

Economische potentie van satellietplaatsbepalingtoepassingen Zoals ook in hoofdstuk 2 is opgemerkt, is er op dit moment weinig zicht op de kostenstructuur en de businesscases van GNSS-toepassingen. De European Space Agency heeft een studie uitgevoerd naar de economische betekenis van space-based


48 / 138

toepassingen waaronder satellietplaatsbepaling. Figuur 3.2 geeft voor de drie onderscheiden segmenten de omvang van de markt, wereldwijd en voor Europa.

Figuur 3-2: De drie waardeketens in commerciële satelliettoepassingen in 2005 (miljard Euro); aangepast van Euroconsult, Helios and Bertin (2007)

Uit de figuur spreekt dat diensten in de satelliettelecommunicatiesector (Satcom) veruit het grootste economisch potentieel hebben (in totaal 54 miljard Euro, gevolgd door satellitietnavigatie (€17 miljard) en tot slot Earth Observation (slechts €1,3 miljard). De marktwaarde van GNSS-toepassingen voor Europa was in 2005 €2,3 miljard. Men verwacht een verviervoudiging van de markt in 2015 met jaarlijkse groeipercentages tussen de 5% (zeevaart, luchtverkeer) en de 45% (fleet management) met een uitschieter voor Personal Location Based Systems van 85%. De markt voor Personal LBS in Europa is op dit moment nauwelijks ontwikkeld. Daar verwacht men een inhaalslag voor de komende jaren. Figuur 3.2 geeft de positionering van de verschillende segmenten die in de ESA-studie onderscheiden zijn in een groeicurve (in totaal zeventien segmenten, verdeeld over vijf clusters). Toepassingen op het gebied van spoor, ADAS en telematica (ITS) en personal LBS-diensten zitten nog in het beginstadium. Toepassingen binnen het vliegverkeer zitten in een groeifase, terwijl toepassingen in de scheepvaart al uitontwikkeld zijn en toe zijn aan een nieuwe impuls. Voor de activiteiten van VenW geeft deze figuur aan dat er op het gebied van het wegtransport en het spoor nog veel te verwachten is aan nieuwe trends en ontwikkelingen en dat de ontwikkelingen binnen de luchtvaart en de scheepvaart al een zekere bewezen staat van dienst hebben en toe zijn aan een herpositionering (vooral scheepvaart).

49 / 138


Market penetration

Maritime

Declining phase

Time & Frequency Dissemination Defence

Cyclical phase

Survey Fleet Management

Maturing phase

Precision Agriculture & Fishing Workforce & Asset Management Leisure Vessels Personal LBS - equipment General aviation

Growth phase

Commercial aviation

Technology phase

Outdoor Recreation Public safety

Rail

Personal LBS Services ADAS and telematics

Time

Figuur 3-3: Positionering van satellitenavigatie marktsegmenten op groeicurve (aangepast van Euroconsult, Helios en Bertin, 2007)

De markt rond GNSS-toepassingen is gefragmenteerd. Uit een analyse van sterktes en zwaktes komt naar voren dat er weinig grote spelers in Europa zijn die in staat zijn de mogelijkheden van GNSS-toepassingen te kapitaliseren (Euroconsult, Helios en Bertin, 2007 [32]). De bestaande markt rond GNSS-producten is behoudend. Een relatief grote speler als TomTom kampt met toenemende concurrentie onder meer van mobiele telefoonfabrikanten. De concurrentie op de markt van toepassingen is groot en er zijn weinig Europese spelers die de gehele waardeketen beheersen (van productontwikkeling tot specifieke toepassing). Hoewel dit vooral een kwestie is die de gemoederen op het Ministerie van Economische Zaken zal bezighouden, heeft de marktstructuur wel relevantie voor VenW. Indien de potentie van satellietplaatsbepaling voor het realiseren van de beleidsdoelen op verkeer en vervoer als hoog wordt ingeschat (en uit de analyse volgt dat dit voor onderdelen zeker het geval is) dan zou een belangrijke strategische keuze kunnen zijn deze markt te ontwikkelen met een duidelijk actieve rol van de overheid c.q. VenW om deze potentie te realiseren (Nederland proeftuin in Europa).


50 / 138

Wij zien twee mogelijke rollen voor VenW om de geboden mogelijkheden daadwerkelijk op te pakken: 1. een rol als kennisregisseur waarbij VenW duidelijk zijn behoeften formuleert, partijen bij elkaar brengt, en zowel voor concrete toepassingen (demo’s, pilots) als voor verdergaande onderzoeksactiviteiten middelen beschikbaar stelt; 2. een rol als partij die innovatie aanjaagt door duidelijkheid te verschaffen over de kwaliteitseisen die aan een toepassing worden gesteld.

3.5

Nut en noodzaak van investeren in GNSS-diensten Tot slot vragen we aandacht voor twee extra punten. De eerste betreft de vraag wat er gebeurt als Nederland niets onderneemt (“What if …”). De tweede betreft de gevraagde investeringen voor de genoemde activiteiten.

3.5.1

What if …? De voorgaande paragrafen hebben de zinvolheid van inzet van GNSS-toepassingen door VenW in verkeer en vervoer aangegeven. In de casussen is een vergelijking gemaakt om dezelfde doeleinden te realiseren met andere technologieën. Ook daaruit spreekt dat GNSS-systemen voordelen bieden, vooral in operationele kwaliteiten. Het nut van GNSS-toepassingen is daarmee voldoende inzichtelijk gemaakt. De vraag die resteert, is of GNSS-toepassingen ook daadwerkelijk nodig zijn. Wat gebeurt er als VenW niets onderneemt? Uit de beschrijving van de situatie rond spoor, luchtvaart en scheepvaart volgt dat VenW opereert in een internationaal krachtenveld. Als VenW besluit hier niet aan bij te dragen zal de besluitvorming over in te voeren standaarden, en mogelijke Europese richtlijnen en regelgeving, voortgaan, maar dan zonder de inbreng van VenW. Gegeven de specifieke omstandigheden en ambities rond de Nederlandse main ports Rotterdam en Schiphol is een afwerende houding niet gewenst. Het Nederlandse spoor is een van de drukst gebruikte spoorwegen van Europa. Indien satellietplaatsbepaling bijdraagt aan vergroting van de veiligheid op het spoor en capaciteitsvergroting – bijvoorbeeld doordat de kwaliteit van de onderhoudswerkzaamheden verbeterd kan worden – dan verdient dit serieuze overweging. Op de weg is de situatie zoals gezegd gecompliceerder. Marktpartijen zullen toepassingen ontwikkelen die de mobilist en transportbedrijven ondersteunen, indien dit economisch rendabel is. VenW dient altijd betrokken te zijn bij experimenten waar de verkeersveiligheid in het geding is. Bij een afwezige overheid bestaat de kans op suboptimale oplossingen, zoals de eerste generatie routenavigatiesystemen aangeeft. Een actieve overheid is gewenst om zaken van algemeen belang (het ontzien van kwetsbare infrastructuur bijvoorbeeld) te borgen. Veel van de activiteiten vragen om organisatorische herschikking van rollen en verantwoordelijkheden. Ook daar is het van belang om tijdig het eigen belang te kunnen definiëren en inbrengen. Indien VenW haar coördinerende en faciliterende rol ten aanzien van GNSS in Nederland niet versterkt, zullen andere departementen de neiging houden om zelf ‘het wiel uit te vinden’ en eigen voorzieningen te treffen, wat het risico van inefficiënte besteding van publiek kapitaal met zich mee brengt.


3.5.2

51 / 138

Financieel kader De rol van de overheid varieert van actieve participant in certificerings- en standaardiseringscommissies (dan wel het afvaardigen van experts om de belangen van het Ministerie in deze commissies in te brengen en te verdedigen) tot aan het uitvoeren van pilots en demo’s en het invoeren van GNSS-toepassingen in werkzaamheden en activiteiten van het Ministerie. Hier is een financieel kader voor nodig. Dit financieel kader is nu niet in detail te schetsen. Een aantal bronnen is in de voorgaande paragrafen genoemd: • programma’s zoals Beleidskader Benutten bieden ruimte voor pilots en demo’s; hierin zijn implementatiestrategieën aangegeven die gericht kunnen zijn op toepassing van satellietplaatsbepaling (zie Actie 3: ‘Stimuleren en faciliteren van slimme voertuigen en coöperatieve systemen’ en ‘Kennisontwikkeling en innovatie’); • de Strategische Kennis- en Innovatieagenda heeft per innovatieactiviteit middelen gereserveerd (zie tabel 3.1); in de SKIA wordt een nadrukkelijke koppeling tussen maatschappelijk vraagstuk en innovatieactiviteit voorgestaan; • voor het Nederlandse Innovatieprogramma Gebruik van Satellietgegevens zullen bij honorering middelen beschikbaar worden gesteld (zie paragraaf 3.3.2); • voor het Netherlands Navigation Usage Initiative zijn middelen beschikbaar gesteld en zullen bij continuering (wellicht in dezelfde geest maar in een andere opzet) aanvullende middelen vrijkomen (zie paragraaf 3.3.2); • het Europese kaderprogramma heeft middelen gereserveerd voor onderzoek naar GNSS-toepassingen (zie paragraaf 3.3.3); • In het Europese Ruimtevaart Onderzoek geleid door de ESA, met name op het gebied van EGNOS/Galileo, draagt Nederland als EU-lidstaat financieel bij aan de ontwikkeling en implementatie. Het Ministerie van VenW is op bestuurlijk niveau actief betrokken bij deze ontwikkeling en kan prioriteiten stellen waaarbij een evenredig deel door de Nederlandse industrie en kennisinstellingen gericht kan worden ingevuld.


52 / 138

53 / 138


4

Slotbeschouwing Dit hoofdstuk bevat een slotbeschouwing op basis van de voorafgaande analyses en de casusstudies. Allereerst worden in bondige vorm de antwoorden op de gestelde onderzoeksvragen geformuleerd (paragraaf 4.1). Vervolgens worden een aantal bevindingen aangegeven die enigszins buiten de scope van de onderzoeksvragen liggen, maar niettemin relevant worden geacht (paragraaf 4.2). Dit wordt gevolgd door een voorstel voor het ambitieniveau en de strategie die VenW zou kunnen hanteren GNNS (paragraaf 4.3). In bijlage C zijn de casusspecifieke en dus meer inhoudelijk gerichte suggesties voor acties opgenomen.

4.1

Antwoorden op de gestelde onderzoeksvragen

Bij welke beleidsdoelstellingen en publieke taken op gebied van mobiliteit speelt satellietplaatsbepaling een (mogelijke) innovatieve rol? De druk op de Nederlandse verkeers- en transportinfrastructuur is buitengewoon groot en neemt toe, zowel in het luchtruim als op het spoor, de binnenwateren en havens en de autowegen. Er is daarom behoefte aan slimme oplossingen in verkeersmanagement en in de afwikkeling van verkeerstromen om de groeiende mobiliteitsdruk het hoofd te bieden, de bestaande infrastructuur beter te benutten en dus de noodzaak tot aanleg van meer harde infrastructuur in Nederland zoveel mogelijk in te perken. Tegelijk dient ook het niveau van veiligheid in personenvervoer en transport verder te worden verbeterd en moet aan steeds scherpere milieudoelstellingen worden voldaan. De verwachte verbeterde mogelijkheden van satellietplaatsbepaling bieden een uitgelezen mogelijkheid om plaats, tijd en navigatie-informatie verder met elkaar te verknopen en te gebruiken bij het inbouwen van meer intelligentie in het maatschappelijke verkeeren vervoerssysteem. Satellietplaatsbepaling is in dit opzicht een ‘enabling’ technologie. Met de door TNO onderzochte casussen is de vraag van VenW ten aanzien van satellietplaatsbepaling zeker nog niet volledig en diepgaand gearticuleerd, maar is er wel onderbouwing verkregen voor de conclusie dat er in de beschouwde sectoren sprake is van vraag en dat satellietplaatsbepaling meerwaarde biedt. Aansprekende voorbeelden zijn: Toepassing Assistentie van autobestuurders in hun rijtaken Lokalisering van auto’s met pech (vaststelling correcte weghelft) Lokaliseren en volgen van transporten van gevaarlijke stoffen Precisienavigatie in havens, sluizen en geulen Flexibeler/efficiënter naderen en landen van vliegtuigen

Corresponderend beleidsdoel(en) Permanente verbetering verkeersveiligheid; vlottere doorstroming Permanente verbetering verkeersveiligheid; vlottere doorstroming Verbetering van de veiligheid in het wegtransport Betere benutting van de bestaande vaarwegen Behoud mainport Schiphol tot 2030

Realisering van tal van (trans-) sectorale hoofddoelen van het VenW beleid op het gebied van mobiliteit wordt ondersteund door de beschikbaarheid van nauwkeurige en betrouwbare diensten voor plaatsbepaling en navigatie (PNT-diensten). Deze kunnen


54 / 138

eenvoudig, effectief en op relatief voor de gebruiker goedkope wijze worden verkregen met behulp van satellietsystemen. Deze conclusie geldt voor VenW zelf en voor de betrokken maatschappelijke actoren. De Casusstudies tonen in voldoende mate aan dat beleidsdoelen gerelateerd aan de verschillende vervoersmodaliteiten effectiever, sneller en efficiënter zijn te realiseren. In lijn met het aangetoonde nut is het dan ook goed mogelijk gebleken om GNSS-toepassingen te koppelen aan de (sector-specifieke) innovatieagenda van VenW. Wel is er onderscheid tussen de mogelijkheden voor benutting van PNT-diensten in de sectoren luchtvaart, scheepvaart en spoor enerzijds, en weg anderzijds. Een sector-specifieke benadering is daarvoor het meest geschikt. Niet alleen vanwege de verschillen in functionele benutting van PNT-diensten, maar ook omdat binnen de sectoren luchtvaart, scheepvaart en spoor sprake is van een betrekkelijk overzichtelijke hiërarchische structuur waarin een aantal internationale en Europese organisaties (IMO, ICAO, ERA) leidend zijn in de definiëring van standaarden en kwaliteitseisen van de te leveren PNT-diensten. Binnen de sector wegverkeer en -vervoer is daarentegen sprake van een complexe bestuurlijke, organisatorische en commerciële omgeving juist ook in Nederland. Wat zijn de huidige en mogelijk toekomstige informatiebehoeften op het gebied van satellietplaatsbepaling, afgeleid van doelen en taken van VenW ten aanzien van mobiliteit? Gekozen is voor een inschatting van de vraag aan de hand van een beperkt aantal representatieve casussen. Gelet op de vele toepassingsmogelijkheden konden in dit relatief beknopte onderzoek de informatiebehoeften niet uitvoerig worden geïnventariseerd en gekwantificeerd. Uit de casussen is naar voren gekomen dat de eisen aan PNT-informatie ten aanzien van nauwkeurigheid, actualiteit, beschikbaarheid en betrouwbaarheid worden bepaald door de context en de specifieke functie. Tevens is uit de casussen naar voren gekomen dat de invulling van diverse functies waarmee beleidsdoelen effectiever, sneller en efficiënter zijn te realiseren tot informatiebehoeften leidt die verder gaan dan uitsluitend PNT-informatie. Plaatsbepaling en navigatie zijn onderdeel van integrale vraagstukken. PNT-diensten zijn of worden onderdeel van veelal op ICT-technologie gebaseerde concepten, waarin de noodzakelijke beschikbaarheid van databases, aanvullende sensoren en communicatiediensten aan de orde is. Hoewel buiten de scope van dit onderzoek, dient ABvM als goede illustratie hiervoor. De toegevoegde waarde van plaatsbepaling en navigatie komt in termen van beleidseffectiviteit alleen uit de verf als het is ingebed in totaaloplossingen die tijdig beschikbaar komen, worden geadopteerd en effect sorteren, en last but not least als de processen daarom heen goed zijn georganiseerd. Een integrale visie op de informatiebehoefte en de toe te passen informatievoorzieningen kan een kritische succesfactor worden genoemd. VenW heeft met de opdracht aan TNO hiervoor een belangrijke aanzet willen geven. Verbreding en verdieping van de vraagarticulatie satellietplaatsbepaling in mobiliteit zou een vervolg kunnen krijgen in de sectoren van VenW, aangevuld met vraagsturing in de programmering van TNO en NLR (zie hierna onder 4.3 en de rol van VenW als innovator).


55 / 138

Wat zijn mogelijke alternatieve technologieën om in deze informatiebehoefte te voorzien, en welke meerwaarde25 heeft Galileo ten opzichte van deze technologieën? In dit onderzoek zijn de GNSS-systemen GPS en Galileo beschouwd en is tevens aandacht geschonken aan de mogelijkheden van cellulaire netwerken en short range radio-oplossingen voor plaatsbepalingsdoeleinden (outdoor/indoor). Dit zijn strikt genomen niet de enig beschikbare opties, maar wel de belangrijkste. We kunnen concluderen dat plaatsbepaling en navigatie op basis van satellietsystemen (GNSS) in relatie tot mobiliteitsprocessen een duidelijke technisch-functionele meerwaarde biedt. De adoptie van GPS op dit moment in alle sectoren is daar het bewijs voor. GPS is op dit moment de defacto standaard voor satellietplaatsbepaling, maar kent wel tekortkomingen die de 'stand-alone'-toepassing in verschillende sectoren nog tegenhoudt of inperkt. We zien echter dat deze tekortkomingen reeds zijn of nog worden gereduceerd of zelfs weggenomen door aanvullende oplossingen, zoals bijvoorbeeld EGNOS. Deze ontwikkelingen hebben de positie van GPS niet verzwakt maar eerder versterkt. De noodzaak van flankerende oplossingen maakt de plaatsbepalingsfunctie als geheel wel complexer, kritischer en duurder. We concluderen dat voor verstedelijkt gebied en voor binnenshuistoepassingen cellulaire communicatienetwerken en diverse typen short range radio-oplossingen een serieus alternatief vormen voor GNSS dat in deze omgevingen juist te kampen heeft met problemen. Ook in de toekomst zal indoor ontvangst van satellietsignalen problematisch blijven. We zien dan ook voor dergelijke omgevingen een symbiose ontstaan van GNSS, cellulaire/short range radiotechnologie, complementaire sensoren en GISachtige applicaties. De meerwaarde van Galileo als Europese pedant van GPS is in de allereerste plaats van strategische aard, namelijk de beschikking van een civiel GNSS-systeem onder Europees beheer. Deze onafhankelijkheid wordt door de EU essentieel geacht uit economisch, politiek en veiligheidsperspectief. De technisch-functionele meerwaarde van Galileo ligt genuanceerd, vooral omdat de huidige op GPS geënte oplossingen al veel bieden en GPS ook wordt gemoderniseerd. Met de certificering van EGNOS in 2009 zal de adoptie van GPS ook in ‘mission critical’ en ‘safety-of-life’-toepassingen naar verwachting verder toenemen. Twee belangrijke onderscheidende eigenschappen van Galileo zijn de certificeerbaarheid van alle PNT-diensten en de aangebrachte differentiatie in het dienstenportfolio met daarin het aanbod van enkele specifieke diensten die GPS nog niet biedt (CS, SOL, PRS en SAR return link), wat concreet neerkomt op een 'all in one' benadering. Voor alle diensten geldt dat zij een grotere nauwkeurigheid gaan bieden dan het huidige “stand alone”-GPS, maar de mate waarin is afhankelijk van verschillende parameters. Bovendien zal ook de nauwkeurigheid bij GPS verbeteren, zij het geleidelijk. De meerwaarde van Galileo betreft ook de bijdrage aan het wereldwijde GNSS-raamwerk dat met de toevoeging van Galileo en de daarbij nagestreefde interoperabiliteit belangrijk verbetert qua beschikbaarheid, robuustheid en nauwkeurigheid.

25

Met “meerwaarde” wordt hier niet alleen bedoeld of Galileo in technisch opzicht meer kan of andere mogelijkheden biedt. Onder meerwaarde kan ook worden verstaan de kans dat dankzij Galileo diensten over de “drempel” worden getild, waar dat met reeds bestaande positiebepalingtechnologieën niet het geval is.


56 / 138

Voor welke doelen en taken is satellietplaatsbepaling een geschikte technologie en onder welke randvoorwaarden? De eerste onderzoeksvraag adresseert met name het mobiliteitsvraagstuk. Indien de beleidsverantwoordelijkheid –en invloed van VenW in den brede en op het hoogste abstractieniveau wordt beschouwd, dan kan worden gesteld dat VenW bijdraagt aan veiligheid, duurzaamheid, leefbaarheid en dynamiek van de samenleving. De bijdrage van satellietplaatsbepaling aan de veiligheidsdoelstelling blijkt uit voorbeelden als de verbetering van het preventief onderhoud van het spoor, b-call en e-call in het wegverkeer, opsporing en reddingsoperaties op zee en systeemkritische toepassingen in de luchtvaart. De duurzaamheids- en leefbaarheidsdoelstellingen zijn gediend door de toepassing van satellietplaatsbepaling bij de optimalisatie van het rijgedrag van autobestuurders maar ook bij het efficiënter en slimmer gebruik van de beschikbare wegen waterinfrastructuren in Nederland waardoor het proportionele verband tussen verkeersgroei en infrastructuuruitbreiding wordt omgebogen. Ook de toepassing van satellietplaatsbepaling om het proces van inspectie van de kwaliteit van de omgeving en infrastructuren zoals dijken verder te optimaliseren dragen bij tot duurzaamheid en leefbaarheid. De dynamiek in de samenleving is gebaat bij flexibiliteit en snelle beschikbaarheid van middelen en voorzieningen als deze nodig zijn. Een hoge mate van persoonlijke mobiliteit, mogelijk gemaakt door een samenhangend vervoerssysteem in Nederland, draagt hier aan bij. Plaatsbepaling en navigatie, onder andere op basis van satelliettechnologie zijn daarbij essentieel. De randvoorwaarden worden in belangrijke mate bepaald door de specifieke context en de daarin voorziene toepassingen, en zijn tevens multidisciplinair van aard. Voorwaarden met meer algemene geldigheid zijn (1) de beschikbaarheid van de technologie, (2) een innovatief klimaat en (3) een overheid die visie uitdraagt en een stabiel en uitnodigend of op zijn minst faciliterend kader stelt via wet-en regelgeving en overige daarvoor geëigende instrumenten. Last but not least is gebruikersacceptatie van belang, waarbij onder andere wordt gedoeld op privacy aspecten. Nederland is een klein land met enkele serieuze knelpunten. Dit maakt Nederland zeer geschikt als proeftuin (launching customers). Daarbij moet wel oog worden gehouden voor ontwikkelingen op Europese schaal, omdat standaardisatie en een grotere marktomvang belangrijke kostenvoordelen bieden.

Wat zijn mogelijke rollen die het Ministerie kan hanteren bij het realiseren van het potentieel van satellietplaatsbepaling, rekening houdend met de beleidsdoelstellingen en publieke taken van het Ministerie op gebied van mobiliteit?

De technologie mag kansen bieden, maar de sectoren moeten die kansen wel op willen pakken. Het Ministerie van VenW staat – om verschillende redenen – nog aan het begin van het traject om deze kansen op te pakken. Tijdens dit onderzoek is geconstateerd dat binnen het Ministerie een overwegend afwachtende houding heerst ten aanzien van het belang van satellietplaatsbepaling en van Galileo in het bijzonder voor de beleidsvelden van het Ministerie. Deze houding achten we terecht, omdat er in de open literatuur veel gezegd wordt over toekomstige mogelijkheden van satellietplaatsbepaling zonder dat dit nader wordt onderbouwd. Het is nieuw dat deze zaken vanuit de vraagoptiek worden benaderd.


57 / 138

Bij de realisering van het potentieel van satellietplaatsbepaling kan VenW zich in de diverse sectoren zeer zinvol manifesteren in vrijwel alle door VenW zelf gedefinieerde rollen. In de casussen zijn suggesties voor die specifieke rolinvulling gedaan. Rollen die in deze casusstudies het meest prominent naar voren komen zijn die van weten regelgever, bestuurder, launching customer, facilitator experimenten en kennis regisseur/makelaar. VenW kan dit gelet op de betrokkenheid van diverse actoren zowel aan de publieke zijde als ook in de markt niet alleen, maar kan met een casus-specifieke gebalanceerde rolleninvulling een goede 'presence' realiseren en daarmee maatschappelijke sturing geven. Bij de suggesties voorambitieniveau en strategie in paragraaf 4.3 is dit qua rollen en mogelijke acties nader uitgewerkt. Daarbij is uitgegaan van de drie hoofdrollen van VenW namelijk als bestuurder, gebruiker en innovator. 4.2

Overige bevindingen Markt gaat roadmaps van GNSS-diensten en toepassingen bepalen De combinatie van de mogelijkheden van state-of-the-art ontvangertechnologie en de differentiatie in PNT-diensten in toekomstige GNSS-systemen (Galileo, GPS) maakt dat in potentie de technische mogelijkheden vrijwel grenzeloos zijn. In de diverse deelmarkten zal daarom via vraag en aanbod worden bepaald wat er echt op de roadmap komt, wanneer en tegen welke prijs. VenW is in dit opzicht in staat haar eigen deelmarkt te creëren. Het is belangrijk daarbij oog te blijven houden niet alleen voor de Nederlandse vraag, maar ook voor mogelijkheden van vraagbundeling vanuit verschillende nationale overheden binnen Europa om schaalgrootte te realiseren. Gezien het feit dat Galileo volgens de huidige planning wat voor loopt op GPS (uitgaande van de FOC mijlpalen), is er een window of opportunity in Europa voor de ontwikkeling van diensten en toepassingen op basis van Galileo-technologie. Het economische potentieel van een aantal toepassingen rond verkeer en vervoer wordt door de EU op basis van diverse marktonderzoeken als hoog ingeschat. Dit geldt zeker voor toepassingen op het spoor, ADAS en ITS en persoonlijke Location Based Services. Andere toepassingsgebieden als de luchtvaart en de scheepvaart zijn al verder in hun ontwikkeling maar laten nog steeds relatief hoge groeipercentages zien. Een belangrijke vertrager is de onduidelijkheid over de businessmodellen die ten grondslag (zouden moeten) liggen aan toepassingen op basis van GNSS. De betreffende markten opereren in een hoog-competitieve omgeving en vertonen vaak een risicomijdend gedrag. De houding van grote Europese ondernemingen in het initiatief Galileo is daarvan een voorbeeld. Daar tegenover staat het succes van een bedrijf als TomTom. Maatschappij wordt afhankelijker van GNSS VenW in haar rol van beleidsverantwoordelijk departement voor satellietplaatsbepaling wordt geattendeerd op het aspect van de groeiende maatschappelijke afhankelijkheid van GNSS en dientengevolge een groeiende kwetsbaarheid bij het uitvallen er van. De vorming van een globaal GNSS-raamwerk werkt positief uit op de beschikbaarheid van deze infrastructuur. Wanneer Galileo naast GPS en GLONASS beschikbaar is, zal er namelijk meer redundantie zijn. Daarnaast zijn er fall back opties zoals eLORAN. Ondanks de zeer ruime beschikbaarheid van GNSS-signalen moet er van overheidswege aandacht zijn en blijven voor de inherente kwetsbaarheid van GNSSradio-ontvangers en voor de consequenties van het wegvallen van PNT-diensten in toepassingen die maatschappelijk grootschalig in gebruik genomen (gaan) worden. Mobiliteit kan juist in geval van calamiteiten van levensbelang zijn, maar in een gegroeide afhankelijkheid van PNT-diensten in mobiliteitsprocessen schuilt ook een gevaar. Het is aan te bevelen GNSS te beschouwen als kwetsbare infrastructuur en daar


58 / 138

passend beleid bij te ontwikkelen. Daartegenover biedt GNSS, en in het bijzonder Galileo, juist aanknopingspunten om tijdens calamiteiten verkeersmanagement als instrument (‘force multiplier’) in te zetten en om de mobiliteit van hulpdiensten te garanderen. Nederlandse kennisinfrastructuur inzake GNSS vertoont gebreken Als innovatiedepartement bereidt VenW vele toekomstige activiteiten voor in eigen innovatieprogramma's. De Strategische Kennis- en Innovatie Agenda Mobiliteit en Water bevat verschillende innovatie-activiteiten waarin satellietplaatsbepaling een rol zou kunnen spelen. In dit onderzoek zijn die aanknopingspunten ook gesignaleerd wat het nut van GNSS extra onderbouwt. De kennisontwikkeling rond satellietplaatsbepaling an sich en de toepassingsmogelijkheden daaromtrent is in Nederland echter nog niet goed verankerd. De Nederlandse kennisinfrastructuur rond GNSS-toepassingen is nog niet goed georganiseerd. De Nederlandse inbreng bij het Europese kaderonderzoek rond toepassingen van satellietplaatsbepaling is beperkt en versnipperd. VenW zelf is goed aangesloten bij het ESA-project ARMAS, maar de aansluiting op andere projecten zoals die in KP6/KP7 verband is niet optimaal, evenals de aansluiting bij Nederlandse initiatieven zoals het NNUI. Het Innovatieprogramma Gebruik van Satellietgegevens is nog niet verder dan het planvormingsstadium. 4.3

Suggesties voor ambitieniveau en strategie

4.3.1

Ambitieniveau en strategie Gegeven de eerder genoemde maatschappelijke knelpunten rond mobiliteit waar VenW voor staat, en het in dit rapport aangetoonde nut van de inzet van satellietplaatsbepaling hiervoor, is een duidelijk ambitieniveau aan te bevelen. VenW heeft voor Nederland tot nu toe nog geen goede doorvertaling kunnen maken van de Europese GNSS-propositie naar een optimale benutting van GNSS-toepassingen in Nederland. De fundamentele vraag is daarbij aan de orde of GNSS/Galileo door de nationale overheid moet worden beschouwd als een nieuwe essentiële en electronische infrastructuur en als zodanig om nationaal beheer vraagt, zoals het geval is voor bestaande fysieke infrastructuren. VenW wordt aanbevolen deze vraag te addresseren en daarbij na te gaan of hier een natuurlijke rol voor VenW is weggelegd. Hier ligt overigens ook een relatie met het kwetsbaarheidsaspect. Op basis van de eerdere vaststelling dat GNSS meerwaarde heeft in relatie tot de beleidsdoelen van VenW wordt aanbevolen de in dit onderzoek gestarte vraagarticulatie te continueren en (toekomstige) mogelijkheden verder te exploreren en te trachten om geboden kansen te benutten. Vanwege de geconstateerde afwachtende houding kan dit het beste langs de weg der geleidelijkheid plaatsvinden. Kleine maar illustratieve successen zijn nodig om de verschillende beleidssectoren te overtuigen van de kansen die in satellietplaatsbepaling besloten liggen. Het olievlekprincipe kan het draagvlak verder vergroten. Het gaat niet om een radicale vervanging van oude manieren van werken door nieuwe, maar om het zoeken naar goede combinaties van bestaande en nieuwe mogelijkheden. Dit vraagt om een gerichte procesbenadering op basis van een meervoudige strategie. Voorliggende rapportage, dat op hoofdlijnen aangeeft waar winst te behalen is, kan worden gezien als een van de eerste stappen in dit proces. Om een bepaalde ambitie te realiseren is een samenhangend pakket van maatregelen van belang. Die maatregelen zijn nauw verbonden met de verschillende hoofdrollen die


59 / 138

het Ministerie aan kan nemen: als bestuurder, als gebruiker, en als innovator. Innovatie is echter een verbindende factor tussen de drie hoofdrollen. Bij de Directie Internationale Zaken, berust de coördinatie van het nationale en internationale beleid rond Galileo. DIZ neemt deel aan Europees overleg over Galileo, aan het Interdepartementale Overleg Galileo en de Departementale Commissie Ruimtevaart. Intern heeft DIZ tot taak om het beleid rond GNSS te coördineren. Uiteindelijk zou, althans in de visie van TNO, het GNSS-beleid in de afzonderlijke beleidsdirecties van VenW moeten worden belegd. Zolang de coördinatie bij DIZ is neergelegd is aan te bevelen dat DIZ als staforganisatie dit proces in de komende jaren aanstuurt en begeleidt. 4.3.2

Vertaling naar rolinvulling In zijn rol als bestuurder ligt er voor het Ministerie een taak om het veld rond ontwikkeling, toepassing en benutting van satellietplaatsbepaling te organiseren, te coördineren en te stimuleren en last but not least Nederland internationaal te profileren. Als gebruiker kan het Ministerie inzetten op een duidelijker rol als ‘launching customer’ en op organisatie en coördinatie van het veld waar het gaat om het articuleren van gebruiksvragen. Voor goede voorbeelden van deze aanpak kan VenW naar ervaringen in het buitenland kijken (Frankrijk, Duitsland). Als innovator speelt VenW een belangrijke rol in de organisatie van de kennisinfrastructuur, de articulatie van onderzoeksvragen in nationaal en Europees kader, het uitvoeren van pilots en experimenten en het grootschalig uitrollen van onderzoeksresultaten. We bekijken nu in wat meer detail de mogelijke aanpak vanuit die drie verschillende hoofdrollen.

4.3.2.1

VenW als bestuurder Als bestuurder heeft VenW te maken met enkele landelijke en Europese ontwikkelingen. In Nederland is inzake verkeer/personenvervoer sprake van een complexe bestuurlijke omgeving. Van groot belang is het opzetten van overlegstructuren met participatie van diverse actoren in dit veld (publiek en privaat) om tot snelle resultaten te komen. Een belangrijke landelijke ontwikkeling is de totstandkoming van de Netherlands Space Organisation, die de taken van het huidige NIVR, het programmabureau SRON van NWO en een deel van de activiteiten van het KNMI zal verenigen. NSO zal een belangrijke rol spelen in het oplijnen van de Nederlandse onderzoeksagenda rond spaceontwikkelingen, waaronder Galileo. De aansturing van NSO zal geschieden vanuit de Interdepartementale Commissie Ruimtevaart (ICR), waar VenW aan deelneemt. Via de ICR kan VenW- zij het indirect - invloed op de programmering van het NSO krijgen.VenW wordt ten aanzien van de programmering aanbevolen de associatie met ruimtevaartbeleid in enge zin langzamerhand los te laten en de focus te zetten op het dienen van de eigen beleidsdoelen door slim gebruik van toepassingen.Voor VenW is het dan belangrijk dat in de opdracht en taakomschrijving van de NSO ruimhartig aandacht wordt besteed aan beleidsrelevante toepassingen van satelliettechnologie en de mogelijkheden om naast het aanbrengen van focus ook massa te creëren. Zo is NSO voor VenW een belangrijk orgaan om het toekomstige onderzoek rond gebruik van satellietgegevens te beleggen (zowel in Nederlands als in Europees/ESA-verband). Meerwaarde van de NSO voor VenW komt onder meer voort uit het feit dat landelijke diensten van RWS in toenemende mate selectief moeten zijn in hun taakopvatting. De NSO kan een belangrijke rol vervullen wat betreft continuïteit van de kennisvoorziening


60 / 138

richting VenW. De belangen van de VenW bestuurskern en de inspectiefunctie zijn nu eenmaal breder dan die van de uitvoeringsorganisatie. Op Europees niveau kan VenW zich mede beijveren voor het naar Nederland halen van de Galileo Supervisory Authority, de organisatie die onder meer verantwoordelijk is voor het proces van certificering van Galileo-diensten. In de Nederlandse ruimtevaartbrief wordt gezinspeeld op de komst van GSA naar Nederland. VenW kan dit proces ondersteunen. Op Europees of zelfs wereldniveau kan VenW in haar bestuursrol werken aan een versterking van de profilering van Nederland inzake GNSS, uitgaande van belangrijke en typische Nederlandse behoeften en knelpunten. Tot slot is VenW als bestuurder is ook verantwoordelijk voor de invulling van de SKIA. De programmering van kennisen inovatie hebben we in dit rapport gekoppeld aan de rol van VenW als innovator en wordt dus verderop in deze paragraaf besproken. 4.3.2.2

VenW als gebruiker Als gebruiker heeft VenW belang bij het in te stellen Innovatieprogramma Gebruik van Satellietgegevens en bij de ontwikkelingen van GNSS-toepassingen zoals bijvoorbeeld in het kader van het Netherlands Navigation Usage Initiative. Binnen alle verkeersmodaliteiten zijn zinvolle gebruiks-toepassingen van satellietgegevens te geven. Het is hier niet de plaats om in detail aan te geven welke gebruikstoepassingen VenW na moet streven. Zowel op de weg, op het spoor als in de lucht- en scheepvaart zijn hier goede mogelijkheden voor. Deze zijn in de voorbeeldcasussen vermeld. Begrippen als proeftuin en launching customer zijn hier essentieel. Het innovatieprogramma Gebruik van satellietgegevens zal door het Ministerie van Economische Zaken worden gecoördineerd. VenW zou in dit Innovatieprogramma kunnen bijdragen aan de inhoudelijke programmering, bijvoorbeeld voor het deel rond verkeerstoepassingen. Dit Innovatieprogramma en ook het NNUI zijn sterk op innovatie en onderzoek gericht. Aan de andere kant zijn er verschillende mogelijkheden voor snellere implementatie van op GPS of GPS/EGNOS gebaseerde satellietdiensten. Dit kan VenW aanjagen door hiervoor ruimte te creëren in zijn eigen Actieprogramma´s zoals het Beleidskader Benutten. TNO ziet directe aansluitingsmogelijkheden binnen dit beleidskader (onder meer voor toepassingen als Speed Alert).

4.3.2.3

VenW als innovator Als innovator kan VenW door middel van voorzetting en verdere concretisering van de vraagarticulatie, waartoe dit onderzoek een aanzet gegeven heeft, vaststellen hoe de huidige strategische kennisagenda van VenW ten aanzien van Mobiliteit kan/moet worden bijgesteld op basis van de potentiële meerwaarde van GNSS en Galileo. GNSS is dan herkenbaar opgenomen in de kennisprogrammering. De Kenniskamer van VenW is een logische plaats om dit onder de aandacht te brengen. Vrij concreet kan worden aangegeven waar/hoe deze vraagarticulatie zou kunnen landen: -

Op basis van de aanbevelingen van de commissie Wijffels hebben TNO en de GTI’s hun onderzoeksprogrammering vraaggestuurd ingericht. Er zijn 12 overkoepelende thema’s benoemd. Het GNSS gerelateerd onderzoek in het subthema “Space” onder Thema 12: High Tech Systems and Materials kan worden versterkt. Binnen dit subthema hebben TNO en NLR twee programmalijnen onderscheiden: Space Systems, en Space Applications. De programmalijn Space Applications bevat sinds 2007 enkele projecten maar moet nog verder ingevuld worden (zie ook hiervoor het antwoord op de tweede onderzoeksvraag). GNSS


61 / 138

heeft daarnaast ook een relatie met thema 7 Bereikbaarheid. De vraagarticulatie van VenW op het vlak van satellietplaatsbepaling en mobiliteit kan in de toekomst mede richting geven aan de kennisprogrammering binnen deze thema’s. -

Er is de mogelijkheid om aan te sluiten op de Europese onderzoeks-programma’s die rond het thema Space zijn ingericht. Op dit moment is VenW als behoeftestellend departement goed aangesloten op het ESA-project ARMAS (Advanced Road Management Assisted by Satellite). Programmatische aansturing gebeurt vanuit het KP7 Programma Comite voor Transportonderzoek en het Technical Committee van de Galileo Supervisory Authority. Op dit moment is er betrekkelijk weinig aandacht voor gebruikerstoepassingen van Galileodiensten. De vraagarticulatie en bijgestelde kennisagenda kan een bijdrage leveren aan de inrichting van deze thema’s binnen het Europese KP7 programma.

Als innovator kan VenW tevens het proces van innovatie rondom GNSS-toepassingen in Nederland sturen en beïnvloeden. Het Innovatieberaad Mobiliteit en Water en daaromheen de “bloembladen” (sectoren) Verkeer, Logistiek en Luchtvaart is de juiste plaats om dit te agenderen. In de SKIA zijn vele innovatieactiviteiten geformuleerd waarin naar het oordeel van TNO satellietplaatsbepaling een rol kan spelen. Indien we ABvM buiten beschouwing laten, dan zijn twaalf innovatiethema’s geïdentificeerd waarin GNSS een rol kan spelen. Daarnaast heeft VenW een innovatieprogramma rond logistieke processen (Innovatie in beweging) en zijn er ook enkele programma’s van enkele jaren geleden (Innovatie in Mobiliteit) waarin duidelijke aanknopingspunten zijn te vinden. VenW kan deze programma’s gebruiken om innovaties rond GNSS-applicaties uit te lokken (en om de Nederlandse kennisinfrastructuur rond GNSS-applicaties beter te organiseren). VenW wordt aanbevolen na te gaan in welke van deze programma’s satellietplaatsbepaling een specifieke plaats dient te krijgen. VenW kan – in het verlengde van de aangegeven rollen van VenW – nagaan waar inbreng van satellietplaatsbepaling de grootste meerwaarde heeft in de innovatieactieprogramma’s van VenW. Het gaat dan niet alleen om de technologische meerwaarde maar ook om de meerwaarde in proces- en systeeminnovatie. Zoals hiervoor aangegeven zien wij veel in de koppeling met procesinnovaties maar minder in de gedachte achter complete, bewust geëntameerde systeeminnovaties. Het Ministerie kan voor wat betreft innovatie te raden gaan bij buitenlandse voorbeelden zoals de regionale innovatieclusters die een sterke focus op ruimtevaarttoepassingen hebben (Braunschweig, München en Rostock in Duitsland, Toulouse in Frankrijk). Deze clusters zijn soms specifiek voor een modaliteit (Rostock richt zich bijvoorbeeld op haventoepassingen) en zijn soms generiek. 4.3.2.4

Aanvullende suggesties VenW kan overwegen te streven naar een verbreding van de taakstelling van het NSO, waarbij ook voorlichting en implementatie-trajecten tot het werkterrein gaan behoren.Nederland BreedbandLand kan als voorbeeld dienen van een vergelijkbare aanpak rond breedbandtoepassingen. Een tweede suggestie is de realisering van een Nederlandse tak van de internationale organisatie Galileo Services. Dit is een samenwerkingsverband van internationaal opererende bedrijven rond toepassingen van Galileodiensten. Een Nederlandse tak van deze organisatie zou bij kunnen dragen aan het versterken van de samenhang en betrokkenheid van het Nederlandse bedrijfsleven bij de uitdagingen waarvoor VenW


62 / 138

zich gesteld ziet. Evenals Galileo Services zou de Nederlandse tak over de gehele waardeketen van satelliettoepassingen heen moeten lopen. Een derde suggestie, in lijn met de voorgaande, is de ontwikkeling van een Galileo Competence Centre. Dit zou aan kunnen sluiten op het lopende initiatief van VenW voor de inrichting van een SpacePlaza op internet, waar vraag en aanbod elkaar kunnen treffen. 4.3.3

Slotopmerking Uit deze inventarisatie op hoofdlijnen spreekt duidelijk het proceskarakter van de suggesties. De tijd is in technologisch opzicht rijp voor concrete aanpak. Gegeven de complexiteit van het werkterrein van VenW en de gesignaleerde terughoudendheid bij de beleidsdirectoraten waar het gaat om de kansen die satellietplaatsbepaling biedt voor het realiseren van de gestelde beleidsdoelen, is een gefaseerde aanpak met veel aandacht voor de organisatie voor de beleidsomgeving waarin VenW opereert in combinatie met een rustige en doordachte benadering van de verschillende beleidssectoren te verkiezen boven een omvattende ‘all in one’ strategie die averechts uit kan werken.


5

Eindconclusies en hoofdaanbevelingen

5.1

Eindconclusies

63 / 138

De realisatie van de beleidsdoelen van VenW inzake mobiliteit hebben baat bij de toepassing van satellietplaatsbepaling en navigatie. Dit blijkt uit de casusstudies die een duidelijke link hebben met diverse thema’s uit de Strategische Kennis- en Innovatieagenda van VenW (SKIA). Dit kortlopende onderzoek heeft nog niet geresulteerd in het door VenW beoogde niveau van vraagarticulatie, maar vormt wel een belangrijke eerste stap. Met de aanbevolen vervolgstappen kan ook een belangrijke impuls worden gegeven aan verbetering van de Nederlandse kennisinfrastructuur op dit onderwerp en aan de aansluiting van VenW op de kennis-en onderzoeksprogrammering op Europees/internationaal niveau..Tevens zal het de bekendheid met de toepassingsmogelijkheden van satellietplaatsbepaling binnen het Ministerie vergroten, waar nu nog sprake is van een (terechte) afwachtende houding. In alle voor VenW relevante sectoren biedt satellietplaatsbepaling op basis van GPStechnologie nu al technisch-functionele meerwaarde. Gezien de recente beschikbaarstelling van EGNOS en de verdere ontwikkeling naar een raamwerk van GNSS-systemen, waar het Europese Galileo deel van zal uitmaken, zal door het gedifferentieerde en verbeterde aanbod van GNSS-diensten die meerwaarde verder worden versterkt. De specifieke technisch-functionele meerwaarde van Galileo is positief maar genuanceerd. Certificeerbaarheid en de differentiatie in diensten zijn belangrijke onderscheidende punten. Aangezien Galileo straks enkele jaren voorloopt op GPS, is er een window of opportunity voor de ontwikkeling van applicaties op basis van Galileo-diensten. Als Ministerie dat verantwoordelijk is voor de behandeling van het dossier Galileo in de Europese Transport Raad heeft VenW er belang bij dat de kansen voor en door Nederland optimaal worden benut. De ontwikkeling van GNSS-toepassingen zal in belangrijke mate worden bepaald door de (internationale) markt. De potentie in de markt is hoog. Voor VenW liggen er dus kansen om met een passende gedifferentieerde rolinvulling nieuwe toepassingen te creëren en te stimuleren, toepassingen die kunnen bijdragen aan een snellere, effectievere en efficiëntere invulling van beleidsdoelen inzake mobiliteit. De door VenW vraaggerichte aanpak voor GNSS waartoe nu een eerste stap is gezet bevordert een integrale kijk op de beoogde toepassingen ten aanzien van actoren, informatiebehoeften en sleuteltechnologieën. De sector wegverkeer vraagt daarbij om een wezenlijk andere benadering dan de sectoren spoor, scheepvaart en luchtvaart. In de casusstudies zijn concrete suggesties aangereikt voor acties door VenW, vanuit de verschillende rollen van het Ministerie. Nederland kan zich binnen en zelfs buiten Europa profileren op specifieke, op nationale beleidsspeerpunten geënte GNSS toepassingen. De beleids- en actieprogramma’s van VenW evenals de SKIA bieden daarvoor voldoende aanknopingspunten. Nederland kan voor die toepassingen een maatschappelijke proeftuin zijn met een duidelijke presence van VenW. Aandacht daarbij voor vraagbundeling en standaardisatie- en marktontwikkelingen binnen Europa is belangrijk.


5.2

64 / 138

Hoofdaanbevelingen VenW wordt aanbevolen de nu ingezette vraagarticulatie te continueren en verder te concretiseren, in nauwe samenwerking met de VenW beleidsdirecties over twee sporen: 1. het formuleren van één of meerdere aanvullende strategische kennisvragen rondom satellietplaatsbepaling. Dit rapport en de voorbeeldcasussen zijn daarvoor een nuttig uitgangspunt. De betrokkenheid van de VenW Kenniskamer ligt voor de hand. 2. het op systematische wijze identificeren van de toegevoegde waarde van GNSS in de bestaande Innovatieprogramma’s en Actieprogramma’s en stappen nemen die ertoe leiden dat GNSS herkenbaar aanwezig is in deze programma’s en het zichtbaar maken van de meerwaarde van GNSS-technologie voor het beleid. Betrokkenheid van het Innovatieberaad Mobiliteit en Water is van belang. VenW wordt aanbevolen om de resultaten van de vraagarticulatie onder meer aan te wenden om: 1. de nationale kennisinfrastructuur ten aanzien van GNSS te verbeteren. Binnen de door de Commissie Wijffels gedefinieerde thema’s kan met de kennispartners (TNO, GTI’s) worden gewerkt aan versterking van GNSS gerelateerd onderzoek binnen de thema’s 6 “Bereikbaarheid” en 12 “High Tech Systems and Materials” (subthema “Space”). 2. voor het onderdeel GNSS/Galileo-toepassingen de aansluiting van VenW op de Europese KP6, KP7 en ESA programma’s te verbeteren. Passend in de lopende ontwikkelingen in Nederland wordt VenW aanbevolen: 1. zich nadrukkelijk bezig te houden met de programmering van het nieuw op te richten Netherlands Space Office (NSO), op basis van haar eigen beleidsmatige belangen inzake GNSS. Voor VenW belangrijke programmapunten van het NSO zouden zijn: aandacht voor GNSS-toepassingen, kennismanagement, rol van Nederland als proeftuin. 2. samenwerking te continueren met Economische Zaken (EZ) en Onderwijs, Cultuur en Wetenschappen (OC&W) bij het onderzoek inzake de oprichting van een Innovatieprogramma Gebruik van satellietgegevens en tevens samenwerking te intensiveren met andere departmenten met een belang in GNSS-gebruik. 3. de resultaten van de vraagarticulatie, onder andere ten aanzien van gebruikerswensen, aan te wenden om in samenwerking met het Nederlandse bedrijfsleven de ontwikkeling van innovatieve en op VenW-beleid gerichte toepassingen te stimuleren. Passend in de lopende ontwikkelingen op Europees/internationaal niveau wordt aanbevolen dat VenW in samenwerking met relevante departementen en partners: 1. aan tafel zit als in Europees verband standaarden worden afgesproken voor GNSS/Galileo-toepassingen; 2. de lobby op Europees niveau inzake de vestiging van de GSA in Nederland voortzet, zodat VenW kan profiteren van de uitstralingseffecten voor Nederland;


65 / 138

3. zich goed op de hoogte stelt van de onderzoeks- en innovatieagenda’s, en van diverse (regionale) gebruiksinitiatieven in andere Europese landen. Deze inzichten faciliteren de eigen nationale prioriteitsstelling en geven praktisch inzicht in vraag- en aanbod ontwikkelingen buiten Nederland; 4. een lobby initieert voor de vestiging in Nederland van een Galileo Competence center of een gespecialiseerd onderdeel daarvan.


66 / 138


6

67 / 138

Referenties [1] Commisie van de Europese Gemeenschappen, GROENBOEK betreffende satellietnavigatietoepassingen, COM(2006) 769, 2006 [2] Minister van Verkeer en Waterstaat, Nederlandse Kabinetsreactie op het Groenboek betreffende satellietnavigatietoepassingen, bijlage 3 bij brief 593 aan de Tweede Kamer, 13 november 2007 [3] European Commission, Progressing Galileo: reprofiling the European GNSS programs, COM (2007) 534, 19 september 2007 [4] Guido Evers, De toepassing van Certificatie in overheidsbeleid [5] PACIFIC, Standardization Requirements and Roadmap, O-3500-2, February 2008 [6] TNO-rapport TNO-DV1 A043 Maatschappelijke kwetsbaarheid voor GPS, 2006 [7] Carlotta Perez, Technological Revolutions and Financial Capital, the Dynamics of Bubbles and Golden Ages, 2002. [8] Ministeries van Verkeer en Waterstaat en VROM, Nota Mobiliteit: naar een betrouwbare en voorspelbare bereikbaarheid, 20 september 2004 [9] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Beleidskader Benutten: een van de pijlers voor een betere bereikbaarheid, 4 december 2007 [10] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Eindrapportage Markt- en Capaciteitsanalyse Wegen, 19 november 2007 [11] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Eindrapportage Landelijke Markt- en Capaciteitsanalyse Spoor, 19 november 2007 [12] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Eindrapportage Landelijke Markt- en Capaciteitsanalyse Regionaal OV, 19 november 2007 [13] Commissie Van Laarhoven, Naar een vitalere supply chain door krachtige innovatie, Februari 2006 [14] Policy Research Corporation en Nea, Nota Toekomstverkenning Vrachtvervoer over de Weg, November 2007 [15] Van Kuiken et al, Ongevallen met vrachtauto’s op rijkswegen, 14 december 2006 [16] Staatssecretaris van Verkeer en Waterstaat, Beleidsbrief Varen voor een vitale economie, 12 november 2007 [17] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Benutting Binnenvaart en Vaarwegen, 21 juni 2007 [18] Policy Research Corporation, Beleidsstrategie Binnenvaart, mei 2007 [19] European Parliament and Council, Regulation (EC) 549/2004, laying down the framework for the creation of the single European Sky, March 10 , 2004 [20] European Parliament and Council, Regulation (EC) 550/2004, on the provision of air navigation services in the single European sky, March 10, 2004 [21] European Parliament and Council, Regulation (EC) 552/2004, on the interoperability of the European Air Traffic Management network [22] Minister van Verkeer en Waterstaat, Kabinetsstandpunt Schiphol, april 2006 [23] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Nieuwsbrief Schiphol nr 11, september 2007 [24] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Nieuwsbrief Schiphol nr 12, november 2007 [25] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Nieuwsbrief Schiphol nr 13, april 2008 [26] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Strategische Kennis- en Innovatie Agenda: nu denken voor morgen, maart 2008 [27] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Innovatieprogramma Mobiliteit en Water: voor een Bereikbaar, Schoon en Veilig Nederland, juni 2006 [28] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Innovatiebrief Mobiliteit en Water, 21 juni 2006


68 / 138

[29] Minister van Economische Zaken, Beleidsbrief Ruimtevaart, 14 april 2008 [30] Ministerie van Verkeer en Waterstaat/ DGML, Plan van aanpak Vraagarticulatie satellietnavigatie en mobiliteit, 10 januari 2008. [31] http://cordis.europa.eu [32] Invasat, All you need to know to do business with GNSS, Euroconsult, Helios en Bertin, 2007 [33] ftp://tycho.usno.navy.mil/pub/gps/gpstd.txt, 23-4-2008 [34] http://www.glonass-ianc.rsa.ru; bezocht 23 april 2008 [35] Russia approves CDMA signals for Glonass, persbericht 28 april 2008 [36] http://esamultimedia.esa.int/multimedia/Galileo_tour [37] Oscar Pozzobon, Chris Wullems, Kurt Kubik; Secure Tracking using Trusted GNSS Receivers and Galileo Authentication Services; Journal of Global Positioning Systems (2004) Vol. 3, No. 1-2: 200-207] [38] TNO-rapport 2007-D-R0923/C Haalbaarheidsonderzoek implementatie Meld- en Volgsysteem [39] Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Beleidsbrief Zeevaart: verantwoord varen en een vitale vloot, 4 april 2008 [40] Paul Owen, GNSS User Needs, e-NAV2 / 08 / 02]

69 / 138


7

Ondertekening Delft, 11 juli 2008

Drs S.J. Vlaar Afdelingshoofd

TNO Informatie- en Communicatietechnologie

Ir A.H. van den Ende Namens de auteurs


70 / 138


A

Beleidsdoelen VenW26

V&W beleidsagenda Personenvervoer Overall doel (Nota Mobiliteit): veiliger, vlotter, betrouwbaarder (95% vd verplaatsingen op tijd in 2020) en veel schoner Aanpak op hoofdlijnen (Beleidskader Benutten; 1 vd pijlers) • aansluiting bij voertuigsystemen (voertuigen zuiniger, schoner en stiller, voorzien van rijtaakondersteuning) • stimulering&facilitering innovatiepotentieel bedrijfsleven • van een corridor- naar een regionale netwerkbenadering (incl rol OV) • van lokale stand-alone maatregelen naar samenhangende maatregelen op netwerkniveau • ondersteunend evaluatie- en monitoring programma • programmatische aanpak via meerjaren programma Infrastructuur, Ruimte en transport

2

V&W beleidsagenda Transport & Logistiek - Integraal Hoofddoel: • Behoud van de internationale concurrentiepositie van Nederland • Veiliger, vlotter en schoner Aanpak op hoofdlijnen (Beleidsbrief Logistiek en supply chains): 1. ontwikkelen competenties tav supply chain management a. op de kaart zetten van SCM b. oprichting SCM interventieteam c. vervolg C’ie Laarhoven d. versterking samenwerking bedrijfsleven en kennisinstellingen e. verhogen klantgerichtheid douane en inspectiediensten f. versterken security als competentie g. inzet voor open grenzen en level playing field h. verdere verlichting administratieve lastendruk

3

26

Interpretatie van TNO; niet formeel door VenW geakkoordeerd.

71 / 138


V&W beleidsagenda Transport & Logistiek – Integraal (2) Hoofddoel: • Behoud van de internationale concurrentiepositie van Nederland • Veiliger, vlotter en schoner Aanpak op hoofdlijnen (Beleidsbrief Logistiek en supply chains): 2. een hoogwaardige infrastructuur in stand houden a. uitvoering en evaluatie investeringspakket Nota Mobiliteit b. voortzetting streven naar beprijzing c. afspraken over vastgestelde kwaliteitsnetten voor optimaal vervoer d. bevorderen efficiënt gebruik van alle modaliteiten (vergemakkelijken modal shift) e. stroomlijnen overheidsinterventies in de luchtvaartsector 3. compact, slim, schoon en veilig vervoer bevorderen a. bevordering energiebesparing in goederenvervoer b. voorzetting verbetering veiligheid van het goederenvervoer 4

V&W beleidsagenda Transport & Logistiek - Wegen Hoofddoelen: • Behoud van de internationale concurrentiepositie van Nederland • Veiliger, vlotter en schoner Aanpak op hoofdlijnen: • doorstroming bevorderen • goede aansluiting op andere modaliteiten • maatregelen reductie CO2 • negatieve gevolgen voor vrachtvervoer beperken

5

72 / 138


V&W beleidsagenda Transport & Logistiek - Spoor Hoofddoelen: • Behoud c.q. verbetering (internationale) concurrentiepositie • Aantrekkelijk alternatief voor wegtransport • Veiliger, vlotter en betrouwbaarder • Betere uitnutting potentiële infrastructuur capaciteit (groei, grotere • verkeersstromen) Aanpak op hoofdlijnen • goede randvoorwaarden (o.a. infrastructuur) • algehele kwaliteitsverbetering (via Kritische Prestatie Indicatoren) • wegnemen operationele/technische beperkingen grensoverschrijdend • vervoer • intensivering baangebruik

6

V&W beleidsagenda Transport & Logistiek - Scheepvaart Hoofddoelen: • Behoud c.q. verbetering (internationale) concurrentiepositie • Aantrekkelijk alternatief voor wegtransport • Vlotter, betrouwbaarder (binnenvaart) en schoner (op termijn de schoonste vervoersmodaliteit) Aanpak op hoofdlijnen (zie o.a. Varen voor een vitale economie) • verbetering van de concurrentiepositie, o.a. via innovatie • stimulerend & faciliterend jegens de sector • toekomstvast netwerk van vaarwegen en havens middels een netwerken ketenbenadering (o.a. inzet van dynamisch verkeersmanagement) • beperking energieverbruik en CO2 uitstoot • permanente verbetering van de veiligheid • oplossen specifieke knelpunten (o.a. in de internationale vaarweginfrastructuur 7

73 / 138


V&W beleidsagenda Transport & Logistiek - Luchtvaart Hoofddoelen: • Behoud c.q. verbetering (internationale) concurrentiepositie • Veilig, efficiënter en schoner • Ontwikkeling (groeruimte) Schiphol op huidige locatie tot 2030 Aanpak op hoofdlijnen • adoptie Single European Sky concept • efficiënter gebruik van het luchtruim; verbetering verkeersafhandeling • verbetering systemen voor Air Traffic Management • toepassing stillere&schonere vliegprocedures • verhoging van de verkeersafhandelingscapaciteit te Schiphol • verbetering bereikbaarheid van Schiphol via weg en spoor • verbetering logistieke en veiligheidsprocessen (schaalbaarheid)

8

74 / 138

75 / 138


B

Satellietnavigatie: principe, systemen en toepassingen Introductie plaatsbepaling en navigatie Plaatsbepaling speelt een steeds groter wordende rol in tal van mobiliteitsprocessen. In het personenvervoer en in de logistiek wordt het steeds belangrijker om: zekerheid te verkrijgen over aankomsttijden, afstemming van aanbod en vraag naar vervoer te managen, of informatie te verstrekken die de veiligheid en de doorstroming van het verkeer (weg, water, lucht en spoor) bevordert. De toepassingen van plaatsbepaling en navigatie zijn te verdelen in verdelen in vijf groepen, zoals aangegeven in figuur B.1: 1. 2. 3. 4. 5.

Plaatsbepaling: waar ben ik? Tijd: hoe laat is het hier, danwel elders? (synchronisatie); Navigatie: dynamisch bepalen hoe verder naar een doel. Lokalisatie: waar is een object of een groep van objecten? Tracking & tracing: het volgen van een object of een groep van objecten. zelf

tijd

locatie dynamisch

lokatie statisch

Actuele tijd

Navigatie

object

groep objecten

Synchronisatie

Tracking & Tracing Fleet management

Plaatsbepaling

Lokalisatie

Figuur B.1: Verschillende toepassingen van navigatie en plaatsbepaling voor mobiliteit

Navigatie en plaatsbepaling zijn niet nieuw. Al in de oudheid gebruikten mensen hulpmiddelen voor het bepalen van locaties en routes. Plaatsbepaling op het land en langs de kust kon op zicht plaatsvinden door het herkennen van bepaalde oriëntatiepunten. Op zee, zonder herkenningspunten, is het magnetisch kompas is een hulpmiddel voor het bepalen van de richting. Het log is een middel om de snelheid te meten en daarmee afgelegde weg te bepalen. Voor het gebruik van de zon en de sterren voor het bepalen van de locatie werden hulpmiddelen ontwikkeld zoals het astrolabium, de jakobsstaf, het kwadrant en de sextant. Om op basis van de stand van de sterren en zon de lengtegraad nauwkeurig te kunnen bepalen is ook een goede tijdbepaling nodig. Vandaar dat er in de zeventiende en achttiende eeuw ontwikkelingen plaatsvonden van nauwkeurige chronometers voor gebruik op zee. Na de uitvinding van de radio ontstonden er elektronische systemen als hulpmiddel voor navigatie. De eerste toepassingen bestonden uit peiling op radiobakens op bekende posities. Later, in de jaren veertig werden er voor militaire toepassing ‘hyperbolische’


76 / 138

systemen – zoals Decca en LORAN ontwikkeld met meerdere radiozenders op de langegolf. Na de Tweede Wereldoorlog werden deze ook gebruikt voor civiele toepassingen in de scheepvaart en luchtvaart. In de jaren zestig werden langegolfsystemen als het Amerikaanse OMEGA en het Russische Alpha voor militaire toepassingen ontwikkeld. Het LORAN-systeem en het Chayka-systeem zijn momenteel nog operationeel. Een recente ontwikkeling is Enhanced LORAN (eLORAN). Het eerste satellietnavigatiesysteem was TRANSIT. Dit systeem in de jaren 60 in de Verenigde Staten ontwikkeld voor gebruik door de Amerikaanse marine. Tot het begin van de jaren 90 is het systeem ook gebruik voor onder meer civiele scheepvaarttoepassingen. In 1978 werd de eerste satelliet van het door de Amerikaanse defensie ontwikkelde NAVSTAR GPS systeem gelanceerd. GPS en andere Global Navigation Satellite Systems (GNSS) worden beschreven in paragraaf 0. Naast satellietnavigatiesystemen zijn er ook andere elektronische hulpmiddelen voor navigatie en plaatsbepaling, waaronder radar, traagheidsnavigatie, locatiebepaling op basis van mobiele (GSM, UMTS, etc.) en draadloze (WiFi, etc.) communicatienetwerken en op basis van bakens of ‘tags’ (RFID, Bluetooth, etc.) (zie paragraaf 2.2.2),

Satellietnavigatiesystemen B.1.1

Principe van satellietnavigatie Een satellietnavigatiesysteem is in te delen in drie segmenten: • Ruimtesegment: een constellatie van satellieten in banen rond de aarde; • Grondsegment: enkele grondstations voor het beheer van de satellieten; • Gebruikersapparatuur: satellietnavigatie-ontvangers voor toepassing door de gebruikers. De werking van satellietnavigatie berust op het principe van het vaststellen van de afstand tot bekende punten – in dit geval satellieten – op basis waarvan de locatie kan worden bepaald.

Figuur B.2: Schematische weergave van het principe van plaatsbepaling met een satellietnavigatiesysteem

Op basis van het door een satelliet uitgezonden radiosignaal dat met de gebruikersapparatuur wordt ontvangen, kan de looptijd van het signaal en daarmee de afstand tot


77 / 138

die satelliet worden bepaald. Doordat de baan van de satelliet bekend is (de satellieten kunnen de baanparameters met het radiosignaal meesturen), is in de gebruikersapparatuur te berekenen op welke positie in de ruimte de satelliet zich op dat moment bevindt. De berekende positie van de satelliet en de bepaalde afstand tot die satelliet resulteren in een mogelijke plaats op een cirkel op het aardoppervlak. Wanneer op dezelfde manier de afstand tot een tweede satelliet wordt bepaald, resulteert dit in een tweede cirkel. En met een derde satelliet in een derde cirkel, waarmee er 1 snijpunt van de cirkels ontstaat dat de bepaalde plaats aangeeft. Ontvangst van het signaal van een vierde satelliet is nodig voor tijdsynchronisatie. Satellietnavigatiesystemen bieden Positie-, Navigatie en Timing (PNT) diensten aan. Bij satellietnavigatiesystemen zoals GPS, wordt bij non-precisie metingen de afstand tot de satelliet bepaald op basis van een codereeks (Pseudo Random Noise sequence) die de satelliet uitzendt (zogenaamde codemeting). Iedere satelliet heeft een eigen codereeks. In de gebruikersapparatuur zijn dezelfde codereeksen aanwezig. Door een in de ontvanger aanwezige codereeks te selecteren en deze als het ware langs het van de satelliet ontvangen signaal te schuiven, kan de ontvanger vaststellen of de geselecteerde satelliet kan worden ontvangen en kan worden bepaald hoe lang het signaal onderweg is van satelliet naar ontvanger. Uit deze looptijd kan de afstand tot de satelliet worden berekend. Deze werkwijze vergt echter de aanwezigheid van een klok in de ontvanger die exact is gesynchroniseerd met die van de satellieten. Dit is geen realistische eis, en daarom moet naast de 3-dimensionale positie ook de precieze tijd als vierde variabele worden bepaald. Door een looptijdmeting naar vier satellieten uit te voeren beschikt de ontvanger over vier vergelijkingen waaruit de vier variabelen wiskundig kunnen worden opgelost. Er zijn diverse factoren die de nauwkeurigheid van de positiebepaling reduceren: • onnauwkeurigheden in de tijdreferentie aan boord van de satellieten; • imperfecties in de satellietbanen (ephimeris); • ionosferische en troposferische effecten; • verstoringen van het satellietsignaal in de nabijheid van de ontvanger, met name reflectie-effecten; • de geometrie van de satellietconstellatie ten opzichte van de ontvanger. De fout door ionosferische effecten is het grootst (typisch circa 5 meter) maar is vrij goed te voorspellen en te verdisconteren, mits de gebruikersapparatuur over deze mogelijkheid beschikt. Het gebruik van een ontvanger die het GPS-signaal ook op de tweede frequentie kan ontvangen is zeer effectief om deze fout te minimaliseren. De troposferische fout is kleiner, maar in geval van een natte trofosfeer moeilijker te corrigeren. De twee laatste foutbronnen zijn met name aan de orde in stedelijk gebied met bebouwing. Moderne ontvangers die in staat zijn om een groot aantal satellieten simultaan te volgen kunnen op die wijze steeds de meest optimale satellietconstellatie selecteren voor een positieberekening. Bij hoge bebouwing kan de horizontale nauwkeurigheid echter behoorlijk zijn verslechterd. In geval van GPS sturen de satellieten ephimeris-informatie mee waarmee de ontvanger kan corrigeren voor baanafwijkingen. Volledige uitlezing, aan te bevelen bij een “koude” start, is met 10-20 seconden echter tijdrovend. Deze acquisitietijd is een fundamenteel zwak punt in het huidige GPS. Naast de besproken codemeting is er een tweede veel nauwkeuriger meetmethode en dat is fasemeting (Real Time Kinematic). In relatie tot mobiliteit is in feite alleen de


78 / 138

codemeting relevant. Beide methoden kennen weer hun eigen varianten met elk een bepaald nauwkeurigheidsinterval dat in praktische omstandigheden kan worden gehaald. Vanwege deze pluriformiteit is er bij niet-gespecialiseerde gebruikers verwarring over de interpretatie van nauwkeurigheidsspecificaties in de literatuur en in brochures, zeker als er niet bij aangegeven is op welke methode de specificatie is gebaseerd. Ter illustratie is hieronder voor GPS de ligging van de intervallen voor de horizontale nauwkeurigheid weergegeven voor de verschillende meetmethoden. Het verdient aanbeveling eerst de GPS-paragraaf te lezen en dan deze figuur te bestuderen om de begrippen beter te kunnen plaatsen. Gezien het feit Galileo dan ook nog meerdere diensten en signaalvormen kent, is het beeld voor Galileo nog weer complexer.

Figuur B.3: Mmeetmethoden en de ligging van de nauwkeurigheidsintervallen (horizontaal).

Uiteindelijk bestaat de gebruikersapparatuur uit een kastje waarin met een zekere nauwkeurigheid de locatie op aarde (lengtegraad, breedtegraad en hoogte) en de tijd bekend zijn op basis van het van verschillende satellieten ontvangen signaal. Door deze locatiegegevens en/of tijdgegevens te gebruiken (in de apparatuur bij de gebruiker of elders door ze door te geven) ontstaan uiteindelijk een groot aantal satellietnavigatie toepassingen. Voor een overzicht van verschillende typen sattelietnavigatietoepassingen wordt verwezen naar het Groenboek satellietnavigatie-toepassingen zoals uitgegeven door de Europese Commissie in 2006 [1], en uit de Kabinetsreactie op het Groenboek [2]. B.1.2

Operationele Global Navigation Satellite Systems (GNSS) Er zijn momenteel twee wereldwijde satellietnavigatiesystemen operationeel: • NAVSTAR GPS (Verenigde Staten); • GLONASS (Russische Federatie). NAVSTAR GPS NAVSTAR GPS, of kortweg GPS is momenteel het enige systeem dat volledig operationeel is. GPS is ontwikkeld door het United States Department of Defense en wordt beheerd door de United States Air Force. De eerste satelliet werd in 1978 gelanceerd en het systeem is in 1995 volledig operationeel verklaard. Het ruimtesegment van GPS bestaat uit 24 satellieten. Naast deze satellieten is nog een aantal reservesatellieten in de lucht (totaal aantal satellieten is momenteel 32) [33]. De satellieten bevinden zich in een Medium Earth Orbit (MEO) op een hoogte van ongeveer 20.200 km boven het aardoppervlak. De banen van de satellieten zijn verdeeld


79 / 138

in 6 vlakken met elk minimaal 4 satellieten. Het grondsegment bestaat uit vijf controlestations. GPS biedt twee typen PNT-diensten aan: • Standaard: vrij beschikbaar signaal voor civiele toepassingen; • Militair: signaal alleen beschikbaar voor militair gebruik. GPS-satellieten zenden signalen uit in twee frequentiebanden, L1 en L2. Voor civiele toepassingen is de C/A code vrij beschikbaar op L1. Voor militaire toepassingen worden L1 en L2 gebruikt met C/A en P-code. De nauwkeurigheid die men met de standaard dienst kan bereiken bedraagt circa 15 meter. Het aantal signalen voor civiele toepassingen wordt uitgebreid (zie hieronder). In nieuwere satellieten is reeds een tweede signaal voor civiele toepassingen (L2C) toegevoegd. Dit signaal wordt echter pas bruikbaar als een substantieel deel van de constellatie met deze uitbreiding is uitgerust. GPS heeft de laatste jaren, mede door de zeer gunstige ontwikkeling van de prijs/prestatieverhouding van ontvangers en de vergaande mate van miniaturisering in zeer veel maatschappelijke sectoren toepassing gevonden. Ontvangers zijn inmiddels beschikbaar in diverse vormen voor professioneel en recreatief gebruik. Tegenwoordig worden mobiele telefoons voorzien van een ontvangerchip. Het huidige GPS verdient echter op een aantal punten verbetering: • GPS kent geen eigen continue integriteitsbewaking. De almanak die wordt meegezonden bevat wel informatie over de status van de satellieten maar deze informatie wordt niet continu ververst. Het gevolg is dat ontvangers niet worden gewaarschuwd voor niet betrouwbare satellietsignalen; • Het op aarde ontvangen signaalvermogen van GPS-satellieten is zwak, en dat heeft twee nadelen. Ten eerste is afscherming snel een probleem (gebouwen, vegetatie) voor de signaalontvangst. Ten tweede kan de ontvangst met uiterst eenvoudige elektronica worden gestoord. Dit maakt GPS-ontvangst kwetsbaar. • Het GPS-signaal is voor civiele toepassingen op één draaggolffrequentie beschikbaar, waardoor compensatie van de onnauwkeurigheid ten gevolge van de ionosfeer door een vergelijkende meting op een tweede draaggolffrequentie niet mogelijk is. Dit beperkt de nauwkeurigheid van de positiebepaling. • GPS biedt niet overal ter wereld dekking. • De wachttijd tot de eerste positiebepaling na activering van een gebruikersapparaat (‘acquisitietijd’) is van diverse factoren afhankelijk maar bedraagt onder normale omstandigheden al snel tientallen seconden. Bij ongunstige condities qua signaalontvangst kan dit nog oplopen. Voor bepaalde toepassingen is dit een nadeel. Momenteel biedt GPS nog uitsluitend een Full Operating Capability van de conventionele GPS-diensten op basis van 1 signaal. De GPS-satellieten worden echter eens in de gemiddeld ca 10 jaar vernieuwd. Nieuwe series of generaties bieden de mogelijkheid om ook innovaties in de signaalstructuur door te voeren. Voor civiele toepassingen is het plan om in stappen extra signalen toe te voegen, waardoor de nauwkeurigheid, robuustheid en interoperabiliteit wordt verhoogd. Voor het civiele signaal van GPS zijn de volgende stappen voorzien: • Tweede civiele signaal (L2C): voor een hogere nauwkeurigheid (door ionosferische correctie) en een sterker signaal en verbeterde datastructuur, waardoor signaal acquisitie sneller kan, ontvangers verder kunnen worden geminiaturiseerd en


•

•

80 / 138

mogelijk binnenshuis gebruik: IOC27 voor het L2C signaal zal op basis van het huidige lanceringsschema in 2009 zijn bereikt; de FOC28 in 2015 (L2C toegevoegd vanaf Block IIR-M satellieten in september 2005); Derde civiele signaal (L5): voor Safety-of-life toepassingen door gebruik van een signaal in de beschermde Aeronautical Radio Navigation Service (ARNS) frequentieband; de IOC wordt verwacht voor 2014; de FOC voor 2018 (toegevoegd vanaf Block IIF satellieten in 2008); Vierde civiele signaal (L1C): voor verhoogde nauwkeurigheid en integriteit wordt met internationale partners ontworpen om GNSS-operabiliteit mogelijk te maken: FOC wordt verwacht rond 2021 (toegevoegd vanaf Block III satellieten rond 2013).

GPS wordt dus in een geleidelijk tempo verder gemoderniseerd. Het tempo wordt bepaald door de oplevering van steeds een nieuwe generatie satellieten en door het lanceringsschema. Innovaties in satellieten ten aanzien van de signaalstructuur worden pas nuttig voor de GPS-gebruiker zodra een substantieel deel van de constellatie is gemoderniseerd. Als we de geschatte FOC data nemen als uitgangspunt voor de vergelijking met Galileo dan zijn 2015, 2018 en 2021 belangrijke mijlpalen in de GPS roadmap. GLONASS GLONASS is ontwikkeld door de Sovjet Unie en wordt nu beheerd door de Russische Luchtmacht. De eerste satelliet werd in 1982 gelanceerd en het systeem is in 1993 volledig operationeel verklaard. Met het uiteenvallen van de Sovjet Unie is GLONASS echter in verval geraakt. Vanaf begin 2001 is een plan in gang gezet om GLONASS weer te verbeteren tot een volledig systeem met 24 satellieten (waarvan 3 reserve) in 2011. Momenteel bestaat het ruimtesegment van GLONASS uit 16 satellieten [34]. Daardoor is plaatsbepaling momenteel minder nauwkeurig dan met GPS. De satellieten bevinden zich in een Medium Earth Orbit (MEO) op een hoogte van ongeveer 19.100 km boven het aardoppervlak. De banen van de satellieten zijn verdeeld in 3 vlakken met elk minimaal 7 satellieten. Het grondsegment bestaat uit een aantal controlestations op het grondgebied van de voormalige Sovjet Unie. GLONASS biedt evenals GPS twee typen PNT-diensten aan: • Standaard precisie: voor civiele toepassingen; • Hoge precisie: versluierd signaal voor overheid- en militaire toepassingen. GLONASS-satellieten zenden signalen uit in twee frequentiebanden: L1 en L2. Elke zendt op een eigen centrale frequentie in beide banden. Voor civiele toepassingen is het FDMA-signaal vrij beschikbaar op L1. Voor militaire toepassingen wordt tevens een FDMA-signaal gebruikt op L2. Wat betreft randapparatuur voorziet de markt op dit moment gecombineerde GPS en GLONASS ontvangers, waarmee door een combinatie van GPS en GLONASS signalen een nauwkeuriger positiebepaling mogelijk is. Deze ontvangers zijn wel duurder. Vanaf begin 2001 is een plan in gang gezet om GLONASS weer te verbeteren tot een volledig systeem met 24 satellieten in 2011. Mogelijk wordt ook de L2-frequentieband in gebruik genomen voor civiele toepassingen. In april 2008 heeft Rusland de plannen met GLONASS tot 2012 verder toegelicht [35]. Men wil de huidige achterstand van 7 27 28

IOC: Initial Operating Capability, op basis van 12 gunstig gepositioneerde satellieten FOC: Full Operational Capability, op basis van een volledige constellatie van 24 satellieten


81 / 138

jaar op GPS inlopen, om in 2012 op een met GPS vergelijkbaar performanceniveau te arriveren. Een belangrijke stap daarbij wordt genoemd is de adoptie van CDMAtechnologie (naast huidige FDMA) dat ook in GPS en Galileo wordt toegepast. Men hoopt daarmee de ontwikkeling van geïntegreerde GLONASS/GPS/Galileo-ontvangers dichterbij te brengen. De satellieten met de vernieuwde signaalstructuur worden vanaf 2010 gelanceerd. Er worden tevens augmentatiesystemen ontwikkeld voor GLONASS ten behoeve van precisienavigatie. B.1.3

Experimentele en voorgestelde systemen wereldwijd Naast de twee bestaande wereldwijde satellietnavigatiesystemen GPS en GLONASS zijn er experimentele en voorgestelde systemen: • Galileo (Europese Unie); • Compass/Beidou (China). Galileo Galileo is een initiatief van de Europese Commissie en de European Space Agency (ESA). De eerste experimentele satelliet werd in 2005 gelanceerd. De tweede satelliet is op 27 april 2008 gelanceerd. Het plan is dat het systeem rond 2013 volledig operationeel is. Het ruimtesegment van Galileo zal bestaan uit 30 satellieten, waarvan 3 reserve. De satellieten bevinden zich in een Medium Earth Orbit (MEO) op een hoogte van ongeveer 23.200 km. De banen van de satellieten zijn verdeeld in 3 vlakken met elk 10 satellieten (9 voor operationeel gebruik en 1 reserve). Het grondsegment zal bestaan uit een aantal controlestations. Een belangrijk verschil tussen Galileo enerzijds en GPS en Glonass anderzijds is dat Galileo volledig onder civiel beheer is ontwikkeld en zal worden geexploiteerd, op basis van zware eisen ten aanzien van systeemtransparantie en naspeurbaarheid van gebeurtenissen en storingen. Galileo-diensten kunnen hiermee volledig certificeerbaar worden. Galileo zal vier typen PNT-diensten aanbieden: 1. Open Service (OS): vrij beschikbare PNT-dienst voor massamarkt toepassingen. Deze navigatiedienst is in zijn basisvorm (OS Single Frequency, L1-band) vergelijkbaar met die van GPS en GLONASS. Galileo specificeert de nauwkeurigheid van deze dienst op 15 meter (horizontaal, 95%, wereldwijd). OS Double Frequency (E5, L1) biedt een hogere nauwkeurigheid namelijk 4 meter (horizontaal, 95%, wereldwijd). Er is ook een OS Improved Accuracy gedefinieerd op basis van een derde signaal met een waarschijnlijk nog hogere maar niet gespecificeerde nauwkeurigheid; 2. Commercial Service (CS): commercieel aangeboden PNT-diensten (conditonal access, betaaldienst). Er zijn twee varianten gedefinieerd: de CS Value Added met nominaal twee beschikbare satellietsignalen (L1, E6) en de CS Multi Carrier met een extra signaal E5. Basale nauwkeurigheid (per signaal) is gelijk aan die van de Open Service. Er zijn twee datacommunicatielinks: één datalink is beschikbaar voor commerciële datadiensten (500 bit/s), over een tweede datalink wordt correctieinformatie verstuurd waarmee de PNT-diensten aanmerkelijk qua nauwkeurigheid worden verbeterd. Voor de CS-diensten is verder een service“garantie” voorzien, dat wil zeggen in contractueel-juridische zin. Men verwacht

82 / 138


dat toepassingen met een hoge toegevoegde waarde deze dienst zullen gebruiken (high end professional markets); 3. Safety-of-life Service (SOL): PNT-dienst met twee beschikbare signalen (E1, E5), en uitgerust met integriteitinformatie voor zeer kritische transporten vervoerstoepassingen, zoals in de luchtvaart. De nauwkeurigheid (per signaal) is gelijk aan die van de Open Service. Indien een satellietsignaal (tijdelijk) niet meer aan de specificaties voldoet, wordt er binnen 6 seconden een alarmsignaal meegezonden, waarop ontvangers kunnen reageren. Men spreekt bij SOL eveneens over een servicegarantie; 4. Public Regulated Services (PRS): robuuste en beveiligde PNT-dienst met twee beschikbare signalen (L1, E6). PRS is bedoeld voor specifieke overheidstoepassingen voornamelijk in de sfeer van maatschappelijke veiligheid (politie, brandweer, ambulance, grenscontrole). De nauwkeurigheid is iets minder ten opzichte van die van de Open Service. De alarmeringstijd bedraagt hier 10 seconden. Ook bij PRS is sprake van een service-garantie. Naast bovenstaande satellietnavigatiediensten is de Search and Rescue Service voorzien. Galileo-satellieten ontvangen de signalen van noodbakens en zenden deze door. Dit ten behoeve van opsporing- en reddingoperaties in combinatie met het bestaande Cospas-Sarsat systeem. Daarnaast bevat deze dienst een return link signaal naar de noodbakens toe. Deze return link is een unieke feature van Galielo ten opzichte van de bestaande systemen. Daarnaast kan SAR-data worden meegezonden in het datakanaal van het signaal van de Open Service in frequentieband L1. Tabel B.1:

Overzicht van belangrijkste Galileo service specificaties Open

Commercial

Coverage

Safety of Life Global

Hoz. Accuracy

Single freq: Dual freq:

15m 4m

Dual freq:

4m

Vert. Accuracy

Single freq: Dual freq:

35m 8m

Dual freq:

8m

Timing Accuracy Integrity

None

Single f: Dual f:

15m 6.5m 35m 12m

None

- Time to alert

Service Guarantees

Single f: Dual f:

30 ns

- Alert Limit

Access

Public Regulated

12m H, 20m V 6 sec

20m H, 35m V 10 sec

Free Open Access

Controlled access

Controlled access

Controlled access

None

Guarantees Possible

Guaranteed Service

Guaranteed Service

Galileo-satellieten zullen signalen uitzenden in de drie voornoemde frequentiebanden L1, E6, E5b/L3, en E5a/L5 (zie figuur B.4). In totaal zijn er in deze frequentiebanden 10 signalen voorzien. Voor de Open Service en de Safety-of-life Service worden signalen in een of meer van de frequentiebanden L1, E5a en E5b voorzien. Voor de Commercial Service worden daarnaast twee niet vrij beschikbare29 signalen in frequentieband E6 voorzien. Signalen30 voor de Public Regulated Services zijn voorzien aan de randen van frequentiebanden L1 en E6. De down link van de Search and Rescue Service is gepland in de frequentieband L6. 29 30

Deze signalen zijn vercijferd en tegen betaling beschikbaar aan de gebruiker. Deze signalen zijn vercijferd en alleen beschikbaar voor overheidstoepassingen.


83 / 138

Figuur B.4: Positionering van Galileo diensten en signalen in het spectrum

Compass/Beidou-2 Compass/Beidou is een initiatief van China. Compass/Beidou-2 is een vervolg op het huidige uit vier geostationaire satellieten bestaande experimentele Beidou-1 satellietnavigatiesysteem, waarvan de eerste satelliet is gelanceerd in 2000. De eerste Compass/Beidou-2 satelliet is gelanceerd in 2007. Het ruimtesegment van Compass/Beidou-2 zal bestaan uit 30 satellieten. De satellieten bevinden zich in een Medium Earth Orbit (MEO) ) op een hoogte van ongeveer 21.500 km. Daarnaast bevat het systeem 5 satellieten in een geostationaire (GEO) baan. Compass/Beidou-2 zal de volgende diensten aanbieden: • Open Service: ontworpen voor plaatsbepaling binnen 10 meter nauwkeurig; • Authorized Service: veiligere dienst met integriteitinformatie voor geautoriseerde gebruikers. Compass/Beidou-2 satellieten zullen signalen uitzenden in vier verschillende frequentiebanden. B.1.4

Experimentele en voorgestelde systemen regionaal Naast de hierboven genoemd satellietnavigatiesystemen met wereldwijde dekking zijn er experimentele en voorgestelde satellietnavigatiesystemen met regionale dekking: • Beidou-1 (China): 4 geostationaire (GEO) satellieten; • Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) (Japan): 3 satellieten in een hoog elliptische baan (Highly Elliptical Orbit: HEO); • Indian Regional Navigational Satellite System (IRNSS) (India): 3 satellieten in een geostationaire baan (GEO) en 4 satellieten in een Highly Inclined Orbit (HIO).

84 / 138


Samenvattend overzicht satellietnavigatiesystemen Tabel B.2

Overzicht GNSS-systemen GPS

GLONASS

Galileo

Compass

Land

Verenigde Staten (Department of Defense)

Sovjet Unie > Russische Federatie

Europese Unie

China

Lancering eerste satelliet

1978

1982

2005

2007

Jaar operationeel

1995

1993/1995

2013

2012?

2011 31

Aantal satellieten

24

21 (16)

27 (2)

30 + 5

Aantal 7 reservesatellieten

8

3 (0)

3 (0)

?

Baan satellieten

MEO, 6 vlakken met 4 satellieten



MEO

Hoogte satellieten

~20.200 km

~19.100 km

~23.200 km

~21.500 km

Frequentiebanden

L1, L2, wordt uitgebreid met L5

L1, L2

L1, E5, E6, L6

E2, E6, E5b

Toegangsmethode

CDMA

FDMA

CDMA

Aantal signalen voor civiel gebruik

1, wordt uitgebreid naar 4

1, wordt uitgebreid naar 2

10

Diensten

Standaard Militair

Standaard

Open Service

Open Service

precisie

Commercial Service

Authorized Service

Hoge precisie

Safety-of-life Service Public regulated Service Search and Rescue Service

Nauwkeurigheid

32

10-15 m (“stand alone”)

Momenteel in de orde van 30 m

4 m (Open Service en Safety-of-life Service, 2 frequenties)

10 m (Open Service)

6,5 m (Public regulated Service, 2 frequenties)

GNSS-augmentatie De nauwkeurigheid, beschikbaarheid en betrouwbaarheid van een satellietnavigatiesysteem kan worden verhoogd door aanvullende signalen naar de gebruikersapparatuur te verzenden in aanvulling op het signaal dat door de satellieten van het systeem zelf 31 32

Tussen haakjes is het huidige aantal satellieten vermeld, indien afwijkend van het nominale aantal. Indicatie van nauwkeurigheid in het horizontale vlak. De nauwkeurigheid is sterk situatie afhankelijk.


85 / 138

wordt verzonden. Deze aanvullende informatie kan bestaan uit correcties voor de berekening van de plaatsbepaling of uit informatie over de beschikbaarheid van satellietsignalen. Doorgaans is deze informatie afkomstig van een of meerdere referentiestations op de grond waarvan de locaties exact zijn ingemeten en die de signalen van de satellieten monitoren. Het station bepaalt de correctiefactor door de berekende eigen GPS-positie te vergelijken met de exacte referentiepositie. Deze correctiefactor wordt door het referentiestation uitgezonden en kan worden gebruikt door mobiele GPS ontvangers in het gebied rondom het referentiestation. Dichtbij het referentiestation is de correctie het nauwkeurigst. Verder weg neemt de nauwkeurigheid af.

Figuur B.5: Principe van GNSS-augmentatie

Er zijn twee typen GNSS augmentatiesystemen, te weten systemen waarbij het correctiesignaal wordt verzonden via een (geostationaire) satelliet (SBAS) en systemen waarbij het correctiesignaal wordt verzonden via een aardse zender. Beide zijn gebaseerd op het hiervoor beschreven principe. Augmentatie biedt een belangrijke vergroting van de nauwkeurigheid en beschikbaarheid maar kan extra kosten met zich meenbrengen. Voor iedere dienst/toepassing zal men moeten vaststellen of augmentatie uberhaupt noodzakelijk en zinvol is en zo ja, welk augmentatiesysteem dan de beste keuze is. Dit hangt van verschillende factoren af. In de eerste plaats van de gestelde eisen aan nauwkeurigheid en beschikbaarheid (ook van de datalink), maar ook van de extra eisen aan de gebruikersapparatuur. Vragen die men daarbij moet stellen zijn: is het haalbaar de augmentatie als commerciële dienst af te nemen of moet deze in eigen beheer worden gerealiseerd en gebruikt en wat zijn de (meer-)kosten van deze opties? B.1.5

Satellite Based Augmentation Systems (SBAS) Er is momenteel een groot aantal satelliet gebaseerde Augmentation systemen voor het verbeteren van de plaatsbepaling met behulp van GPS op wide/regional area schaal.


86 / 138

Voorbeelden zijn: • • • • •

Wide Area Augmentation System (WAAS): Verenigde Staten; Canada-Wide DGPS Correction Service (CDGPS): Canada; European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS): Europese Unie/Noord-Afrika; Multi-functional Satellite Augmentation System (MSAS): Japan; GPS and GEO Augmented Navigation System (GAGAN): India, gepland systeem.

Figuur B.6: SBAS-systemen wereldwijd. EGNOS verzorgt Europa en deel van Noord-Afrika (Bron: Inv€sat).

Tevens zijn er wereldwijde systemen zoals het NASA Global Differential GPS System. We zullen in dit kader stil staan bij EGNOS33 dat in Europa/Noord-Afrika34 fungeert als augmentatiesysteem voor GPS. EGNOS is zoals de naam al weergeeft een overlay-dienst en biedt zogenaamde wide area GPS-informatie. Het biedt een extra functionele laag aan GPS-ontvangers die daartoe zijn uitgerust. Het primaire belang van EGNOS is de verstrekking van GPSintegriteitsinformatie, een belangrijke eis in de luchtvaart aan het gebruik van satellietnavigatie. EGNOS is dus primair ontworpen voor voor safety-of-life toepassingen in de luchtvaart en maritieme sector, maar heeft ook nut in grondgebonden navigatietoepassingen waarin een grotere nauwkeurigheid is vereist en/of integriteitsinformatie. De werking van EGNOS is als volgt. Het ruimtesegment van EGNOS omvat een drietal geostationaire satellieten (GEO’s) die zich als quasi GPS-satellieten gedragen en door EGNOS/GPS ontvangers ook als zodanig worden herkend. Aan het signaal is correctieen integriteitsinformatie toegevoegd welke is berekend uit meetgegevens afkomstig van 34 in Europa verspreide EGNOS referentiestations (DGPS-principe). De correctieinformatie betreft ionosfeertabellen, baancorrectiegegevens en integriteits-informatie. EGNOS-dekking beperkt zich tot Europa. In Nederland staan de satellieten ten behoeve van de EGNOS dienst relatief laag aan de hemel waardoor EGNOS-ontvangst voor 33 34

EGNOS wordt wel aangeduid met GNSS-1. Galileo behoort dan tot de volgende generatie, GNSS-2. Dit is de zogenaamde ECAC (European Civil Aviation Conference) service area.

87 / 138


grondgebonden (mobiele) ontvangers beperkt kan zijn; afhankelijk van de lokale horizon. Er zullen nog aanpassingen worden gedaan in de satellietconstellatie voor EGNOS en het is onduidelijk of en zo ja in welke mate dit nadeel wordt gereduceerd voor het Nederlandse grondgebied. Wanneer men op de grond de EGNOS-signalen wel ontvangt, kan de single frequency GPS-ontvanger ionosfeercorrecties toepassen, hetgeen resulteert in een belangrijke verbetering van de positienauwkeurigheid. De niet onvoorwaardelijke beschikbaarheid van EGNOS in Nederland voor landmobiele en binnenvaarttoepassingen is dus een nadeel. De plannen zijn om EGNOS in de toekomst verder te moderniseren (EGNOS evolution program). Aandachtspunten hierbij zijn vergroting van het huidige dekkingsgebied, uitbreiding van de aangeboden diensten en verbetering van systeemprestaties. B.1.6

Terrestrial Augmentation Systems (GBAS) Er zijn ook diverse augmentatiesystemen op basis van aardse zenders. Die hebben tot doel om de nauwkeurigheid lokaal te verhogen. Terrestrische (lokale) augmentatiesystemen werken volgens het hiervoor beschreven principe, met dit verschil dat het correctiesignaal wordt uitgezonden door aardse zenders, met een veelal lokaal verzorgingsgebied. Het voordeel is dat een grote precisie kan worden bereikt, maar naarmate de nauwkeurigheidseis zwaarder wordt moet men zich dichter bij het referentiestation bevinden. Als deze precisie in een groot gebied of op veel plaatsen is gewenst, moeten dus meerdere referentiestations worden gebruikt. In het verleden werd deze techniek in het algemeen aangeduid met DGPS (Differential GPS). Later zijn er ten gevolge van specialisatie meerdere begrippen geïntroduceerd, maar die op hetzelfde principe neerkomen. Hierna noemen we beknopt de systemen die men vaak tegenkomt: •

DGPS:

•

LAAS:

•

RTK:

Differentiële GPS-meting en uitzending van het correctiesignaal, gebaseerd op correcties in codemetingen. 2-3 referentiestations zijn voldoende voor geheel Nederland; Amerikaanse invulling van op GPS gebaseerd lokaal augmentatiesysteem voor precisienavigatie bij nadering en landing bij luchthavens. Real Time Kinematic: nauwkeurige en snelle plaatsbepaling (subdecimeter niveau) op basis van de fase van het ontvangen GNSSsignaal (fasemeting). De herhalingsafstand voor individuele referentiestations bedraagt maximaal 25 km. Zijn deze stations onderling gekoppeld in een landelijk netwerk is een herhalingsafstand van maximaal 75 km haalbaar (www.kadaster.nl inzake NETPOS).

In Nederland zijn ook commerciële aanbieders35 die via GPRS en UMTS correctiesignalen verzenden voor Real Time Kinematic (RTK) GPS en DGPS. Het Kadaster in Nederland beschikt over NETPOS (NETherlands Positioning Service), een GPS-RTK netwerk. Gebruik is beperkt tot het Kadaster, tot bedrijven die werken in opdracht van het Kadaster, en tot VenW (gelicenseerd gebruiker). Maatschappelijk nut van NETPOS zou verder kunnen worden vergroot indien overheid en bedrijfsleven zich

35

Zoals: 06-GPS en LNR Globalcom.


88 / 138

hierop zouden kunnen abonneren, zoals ook bij AGRS (Actief GPS Referentiesysteem) het geval is.

Meerwaarde van Galileo Op basis van de voorgaande uiteenzetting van de diverse GNSS-opties inclusief augmentatiesystemen wordt in deze paragraaf ingegaan op de vraag wat de meerwaarde van Galileo is ten opzichte van de huidige GNSS-systemen. B.1.7

Politieke en economische meerwaarde Galileo Een belangrijke meerwaarde van Galileo is dat het een Europees systeem is, waardoor Europa niet afhankelijk is van satellietnavigatiesystemen die worden beheerd door andere economische machtsblokken. Daarnaast is de ontwikkeling van Galileo gedreven vanuit civiele toepassingen, waar de eerste ontwikkelingen van GPS en GLONASS voornamelijk gedreven waren vanuit militaire toepassingen. • •

•

“De belangrijkste bestaansreden van Galileo is het behoud van de Europese onafhankelijkheid”[36] “Galileo is een vlaggeschip van het Europese ruimtevaartbeleid. De doelstellingen ervan zijn onder meer inspelen op de behoeften van de burger, dienstig zijn voor andere EU-beleidslijnen, concentreren op ruimtevaarttoepassingen en verbeteren van het Europese concurrentievermogen. Galileo is het perfecte instrument om deze doelen te bereiken” [1]. “Galileo moet ook worden gezien in de bredere context van de Commissieagenda voor het bevorderen van innovatie en van de Lissabon-strategie, waarbij de acties van de publieke sector cruciaal kunnen zijn om de ontwikkeling van mondiaal concurrerende ondernemingen te bevorderen. Het is een goed voorbeeld van een leidende markt” [1].

De ontwikkeling van Galileo is dus aangezet vanuit politieke en economische overwegingen. B.1.8

Technisch-functionele meerwaarde Galileo Naast de politieke en economische meerwaarde van Galileo als Europees systeem zal het een aantal extra functionaliteiten bieden ten opzichte van de huidige systemen (op basis van FOC). Volledig certificeerbare diensten De door Galileo aangeboden diensten zijn in tegenstelling tot die van GPS en GLONASS volledig certificeerbaar. Differentiatie in diensten Galileo zal ten opzichte van het momenteel enige volledig operationele GNSS, namelijk GPS, eerder een groter aantal navigatiediensten gaan bieden, wat mogelijk wordt gemaakt door een groter palet van signalen in verschillende frequentiebanden en daarop geënte navigatiediensten. De navigatiediensten verschillen onderling in termen van positienauwkeurigheid, stoorbestendigheid, beveiliging en datacommunicatiemogelijkheden. Voor een gegeven applicatie kan in beginsel worden bepaald welke van de gedefinieerde Galileo-services daar het beste bij past en dat zal de GNSSmeerwaarde voor die applicatie ten goede komen. Daarmee vergeleken is GPS (op basis


89 / 138

van FOC) langere tijd nog een ‘one fits all’ oplossing. We zien dat GPS vanaf 2015 respectievelijk 2018 een uitgebreider scala van PNT-diensten volledig operationeel zal hebben. Dat is 3-5 jaar na de geplande FOC van Galileo. De specificaties van de Galileo-signalen wijken op diverse punten af van GPS. In combinatie met de specifiek uitgekozen mapping van signalen op de navigatiediensten heeft iedere dienst een geheel eigen profiel of vaker meerdere profielopties. In de toekomstige praktijk kunnen die profielopties nog verder worden uitgebreid doordat in gebruikersapparatuur ook combinaties van verschillende (toegankelijke) signalen kunnen worden gebruikt om tot een locatiebepaling te komen. Ook de combinatie GPSGalileo is daarbij mogelijk en zelfs waarschijnlijk. Men mag verwachten dat toekomstige GNSS-ontvangers, veel meer dan nu met GPS-ontvangers het geval is, makkelijker kunnen worden geoptimaliseerd voor de toepassing waarin ze worden gebruikt. De hele markt voor ontvangers met Galileo capabilities moet echter nog tot ontwikkeling komen. Het is daarom niet mogelijk om voor de verschillende typen navigatiediensten nu al heldere uitspraken te doen over technisch-functionele verschillen ten opzichte van zuivere GPS-ontvangers van dat moment, noch over de haalbare positie- en navigatie-nauwkeurigheid omdat deze van zoveel scenario-, ontvanger- en dienst-specifieke factoren afhankelijk is. Er is wel een aantal opmerkingen te maken: •

•

•

Galileo specificeert voor de OS, CS en PRS-navigatiediensten een vergelijkbare of betere nauwkeurigheid dan standaard GPS. De door Galileo opgegeven nauwkeurigheidsspecificaties zijn gebaseerd op wereldwijde schaal. De opgegeven waarden van de onderliggende profielen liggen tussen de 24 en 4 meter (horizontaal, 95% van de samples). Het gebruik van single of dual frequency ontvangers zal ook bij Galileo veel verschil uitmaken omdat de ionosfeercorrectie respectievelijk niet of wel kan worden toegepast. De vraag is of dual frequency de norm wordt in de markt, ook voor low cost gebruikersapparatuur. Omdat ontvangertechnologie instrinsiek goedkoper wordt en voor een massamarkt wordt geproduceerd, is dit niet onwaarschijnlijk. De mate van stoorbestendigheid loopt uiteen voor de verschillende navigatiediensten. De PRS-dienst biedt de beste protectie tegen (moedwillige) storing.

Het fenomeen opwarmtijd (acquisitietijd bij koude start) blijft bestaan, de duur zal afhangen van de navigatiedienst en het type ontvanger (complexiteit). Het signaal van Galileo is wel zodanig ontworpen dat een ontvanger een snelle ‘acquisitie’ kan doen. Bovendien is de signaalsterkte iets groter dan de huidige GPS-signaalsterkte zal zijn. Andere satellietconstellatie Door de satellietconstellatie bestaande uit meer satellieten in iets andere banen dan GPS en de iets grotere signaalsterkte, zal de dekkingsgraad groter zijn. Dit is van belang voor de polaire gebieden (zoals Scandinavië) en gebieden waar GPS-ontvangst nu slechter is, zoals in dichte bossen en in steden. Gemiddeld zal er 1 satelliet meer te ontvangen zijn dan in een vergelijkbare situatie met GPS.


90 / 138

Integriteit van het signaal Voor Galileo is voorzien van ‘real time’ (binnen maximaal 6 of 10 seconden) informatie over de integriteit van het signaal, waardoor het geschikt wordt voor safetyof-life toepassingen. Authenticatie van het signaal In Galileo is het plan om voor de Commercial Service, de Safety-of-life Service en de Public Regulated Services - net als het militaire signaal van GPS – te voorzien in een mogelijkheid voor authenticatie. Een concept om dat de doen is door de Navigation Messages (berichten met parameters van de satellietbaan en klokgegevens) met een elektronisch certificaat naar de gebruikersapparatuur te verzenden. In gecertificeerde gebruikersapparatuur - met een crypto algoritme om het certificaat te kunnen valideren kan hiermee worden bepaald of het signaal daadwerkelijk van Galileo afkomstig is en niet van een moedwillig gemanipuleerd signaal. Dit biedt de mogelijkheid een garantiecontract aan te bieden (zie volgende paragraaf). Niet-gecertificeerde gebruikersapparatuur kan met deze methode de berichten wel ontvangen, maar de validatie niet uitvoeren. Er zijn verschillende concepten mogelijk voor de authenticatie van Galileo-signalen [37]. Search and Rescue Iets waar andere GNSS momenteel niet in voorzien is de return link voor opsporing- en reddingsoperaties (SAR). Commerciële datadienst Galileo biedt met de Commercial Service de mogelijkheid om data over te sturen met lage datasnelheid (500 bit/s). Dit kan worden gebruikt voor het versturen van (commerciële) informatie naar de gebruikersapparatuur. Public Regulated Service (PRS) Het Galileo PRS-signaal biedt specifiek geautoriseerde gebruikers binnen Europa een beveiligd satellietsignaal dat veel beter bestand is tegen diverse sabotageacties van electromagnetische aard (ruis, storing, spoofing) die de andere Galileo-signalen onbruikbaar maken. Het is qua type dienst en beoogde gebruikswijze vergelijkbaar met de P-code bij GPS, die alleen ter beschikking staat tot geautoriseerde militaire gebruikers aangewezen door het Amerikaanse Ministerie van Defensie. Belangrijk verschil is dat in geval van Galileo Europa c.q. de Europese naties de toegang tot PRS beheren en niet de VS zoals bij GPS het geval is. PRS zou dus een rol kunnen vervullen in relatie tot borging van maatschappelijke veiligheid binnen geheel Europa. Momenteel speelt in Europa nog de discussie wie de PRS-dienst gaat gebruiken en waarvoor (zie par 2.4.2). Garantiecontract Voor de Commercial Service en de Safety-of-life Service is voorzien dat op deze diensten een garantiecontract wordt geboden aan de gebruikers die voor deze dienst betalen. N.b. dit is geen eigenschap van de techniek, maar een commerciële optie. B.1.9

Positie ten opzichte van andere GNSS systemen Voor GPS en GLONASS zijn upgrades voorzien, waardoor de uiteindelijke technische verschillen ten opzichte van Galileo vanuit gebruikersoogpunt mogelijk niet groot zijn. Zo wordt het aantal signalen van GPS voor civiele toepassingen nu al uitgebreid, waardoor de nauwkeurigheid en interoperabiliteit wordt verhoogd. Verder zijn er plannen de informatie over de integriteit van GPS uit te breiden. Ook voor toepassingen


91 / 138

voor opsporing- en reddingsoperaties zijn er plannen de GPS te voorzien van een Distress Alerting Satellite System (DASS). Voor GLONASS is er een plan het aantal civiele signalen uit te breiden naar drie. Conclusie is dan ook dat Galileo in technischfunctioneel opzicht uiteindelijk niet veel zal verschillen met GPS III, tenminste als alle aangekondigde plannen doorgang vinden. Indien men de huidige planning voor Galileo weet te handhaven, zal Galileo mogelijk qua extra functionaliteit enkele jaren voor lopen op GPS III en is daarvoor sprake van concurrentie met GPS op onderdelen. B.1.10

Meerwaarde ten opzichte van cellulaire systemen (wide area/local area) Ook terrestrische cellulaire communicatienetwerken bieden de mogelijkheid tot plaatsbepaling. Cellulaire netwerken zijn opgebouwd uit geografisch verspreide basisstations met elk een eigen lokale radiodekking. In een goed gepland gebiedsdekkend netwerk zijn voldoende basisstations opgesteld met onderling enige overlap in radiodekking. Er bestaan diverse technieken voor plaatsbepaling van mobiele terminals in deze netwerken (onder andere Cell ID- tijdmeting en tijdverschilmeting, triangulatie). Nauwkeurigheden tot enkele tientallen meters zijn haalbaar. Een en ander hangt af van netwerktechnologie en configuratie in het gebied waar de mobiele terminal zich bevindt, en van het niveau van dienstverlening van de operator. Met name in bepaalde delen van stedelijk gebied kan de geboden nauwkeurigheid hoog zijn in verband met de hoge dichtheid van basisstations. Een enigszins vergelijkbare situatie is aan de orde langs snelwegen. Ook op die trajecten bieden mobiele communicatiesystemen een goed alternatief voor GNSS. In open gebieden buiten steden is de capaciteitsvraag aanmerkelijk lager, zijn de cellen in het netwerk dus groter en is de nauwkeurigheid van plaatsbepaling beduidend slechter ten opzichte van GPS. Mobiele communicatienetwerken bieden naast positie-informatie ook een nauwkeurige en direct beschikbare tijdsmeting. Voor veel toepassingen zal deze toereikend zijn en de extra beschikbaarheid van een GPS-meting overbodig maken. De directe beschikbaarheid van tijd in een mobiel communicatienetwerk biedt juist meerwaarde aan GNSS, namelijk verkorting van de signaalacquisitietijd

B.1.11

Binnenshuisplaatsbepaling en -navigatie Binnenshuisplaatsbepaling en -navigatie is van belang met name voor OOV-diensten36 en voor logistieke processen. Van GPS is bekend dat indoor gebruik problematisch is door (1) de zwakke nominale signaalsterkte van GSP satellietsignalen, (2) de penetratieverliezen door gebouwstructuren en -materialen en (3) het fenomeen van sterke reflecties en daarmee gepaard gaande signaaluitsmering. Daar komt bij dat de gewenste nauwkeurigheid binnen gebouwen meestal juist groter is dan erbuiten, gezien de orde van dimensionering van structuren binnen gebouwen (kamers, zalen, gangen, etc). Van Galileo is bekend dat de signalen ca 3-5 dB sterker zijn en de signaalstructuur iets betere eigenschappen heeft voor een omgeving met veel reflecties. Galileo zal in dit opzicht naar verwachting iets beter presteren dan GPS, maar het zou veel te ver gaan om de kwestie daarmee voor de toekomst als afgedaan te beschouwen. Er zijn enkele alternatieve en complementaire oplossingen: Complementair (t.o.v. huidige GPS): • Ontvanger-gebaseerde oplossingen, zoals verbeterde signaalprocessing, gevoeliger ontvangers;

36

OOV: Openbare Orde en Veiligheid.


92 / 138

•

Toepassing van GPS-pseudolieten, radiozenders geinstalleerd op diverse plaatsen verspreid binnen een gebouw die het GPS-signaal nabootsen (danwel vertragen en versterken). • Gebruik van gedetailleerde gebouwinformatie, indien beschikbaar. Alternatief: • Toepassing van WLAN, RFID, pico- en femtocellen, magnetische lussen. Het is te verwachten dat ook na de komst van Galileo onderzoek naar en ontwikkeling van oplossingen voor binnenshuisplaatsbepaling zal continueren. Het INDOOR-project (FP6) verricht onderzoek naar oplossingen voor binnenshuistoepassingen. B.1.12

Meerwaarde door combineren van systemen Een belangrijke meerwaarde voor de gebruiker zal zijn dat er meerdere systemen tegelijkertijd beschikbaar zijn. Door ontvangen signalen van meerdere systemen te combineren is het mogelijk de plaatsbepaling nauwkeuriger en betrouwbaarder te doen dan met een enkel systeem. Er is meer redundantie en er zijn meer satellieten ‘zichtbaar’ waardoor betere signalen zijn te selecteren voor ontvangst. Er zullen ontvanger op de markt komen die de combinatie maken tussen GPS en Galileo. Momenteel kan dat al met gecombineerde GPS-GLONASS ontvangers, maar die zijn relatief kostbaar (high-end/professionele) toepassingen. Nadeel is wel dat naar verwachting de randapparatuur duurder zal worden, hoewel veel zal afhangen van de wijze waarop de vraag zich gaat ontwikkelen en hoe de internationale industrie dit oppakt qua R&D en productontwikkeling (maatwerk tegenover confectie). Daarnaast bestaat het risico in radiotechnisch opzicht dat het ruisniveau toeneemt door de verschillende signalen. Om dat laatste (deels) te voorkomen zijn er nu al afspraken gemaakt tussen GPS en Galileo om signalen te harmoniseren. Dit komt tevens te goede aan de reductie van de complexiteit van ontvangers. Voor alle satellietnavigatiesystemen geldt dat de nauwkeurigheid, beschikbaarheid en betrouwbaarheid kan worden verhoogd door gebruik van GNSS-augmentatie (zie paragraaf 0). Het satelliet-gebaseerde GNSS-augmentatie systeem van de Europese Unie, EGNOS, is momenteel al operationeel voor het verbeteren van de plaatsbepaling met behulp van GPS en GLONASS. Wanneer Galileo operationeel is kan EGNOS mogelijk ook gebruikt worden voor het verbeteren van de plaatsbepaling met behulp van Galileo. De nauwkeurigheid en beschikbaarheid van GPS-gebaseerde plaatsbepaling in stedelijk gebied is een blijvend aandachtspunt. Een antwoord daarop is Assisted GPS (A-GPS), een reeds commercieel beschikbare techniek, waarbij de locatiebepalingsfunctionaliteit van GPS en van een mobiel communicatienetwerk worden gecombineerd. Een aparte server neemt een stuk informatieverwerking op zich, wat de processing op het mobieltje vereenvoudigt en het batterijgebruik bespaart. Met A-GPS weet men de nauwkeurigheid en de beschikbaarheid (qua snelheid en qua dekking) van locatiebepaling, vooral in dicht bebouwd gebied substantieel te vergroten. Door de combinatie met EGNOS claimt men nauwkeurigheden tot circa 5 meter. In het AGILE (FP6, zie www.galileo-inlbs.com) zijn op basis van dit principe demonstrators ontwikkeld in het kader van de ontwikkeling van Location Based Services via open interfaces. Het eGPS concept (Bron: CSR) moet worden gezien als innovatie op A-GPS, met verbeterde specificaties door verdergaand gebruik van beschikbare gedetailleerde netwerkinformatie. Bij het wegvallen van GPS- satellietsignalen biedt eGPS een fall-back nauwkeurigheid van 100 meter, 60 meter is reeds gedemonstreerd.


93 / 138

Een andere ‘assistance’ techniek die zowel opgaat voor verstedelijkt gebied als voor binnenshuisplaatsbepaling is van cartografische aard, en is bekend onder de term map matching of lane matching en wordt toegepast in TomTom-achtige GIS-toepassingen. De positieinformatie van het object wordt gecorrigeerd door of gesubstitueerd met gegevens van de kaart. Als de GPS-positie geprojecteerd op de kaart niet kan kloppen volgens de kaart, dan vindt correctie plaats. Voor binnenshuisplaatsbepaling denkt men aan een vergelijkbaar concept, door middel van 3D-informatie over het gebouw. Het project SARHA37 (FP6) houdt zich bezig met het gebruik van GNSS in verstedelijkt gebied en binnen gebouwen en werkt aan navigatie-applicaties gebaseerd op het gebruik van GNSS in combinatie met een suite van onafhankelijke nauwkeurige sensorsystemen. Gezien de ontwikkelingen in GNSS, in mobiele communicatiesystemen en diensten, in sensortechnologie en in GIS-toepassingen mag men aannemen dat deze succesvolle symbiosen van blijvende aard zijn, en zullen leiden tot zeer nauwkeurige plaatsbepaling en navigatie ook in ongunstige omstandigheden zoals in verstedelijkt gebied en in gebouwen, tunnels en dergelijke. De bottleneck is de complexiteit en derhalve de kosten van dergelijke concepten. In vergelijking tot GPS heeft Galileo heeft door zijn verbeterde eigenschappen een gunstige invloed op deze complexiteit.

37 SARHA: Sensor augmented EGNOS/Galileo Receiver for handheld applications in urban and indoor environments. www.sarha-project.info.


94 / 138


C

95 / 138

Vraagarticulatie satellietnavigatie: Casussen

Casus 1: Verkeersveiligheid Auto’s worden in toenemende mate veiliger als gevolg van de toepassingen van nieuwe technologieën in voertuigen. Met de zogenaamde Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) kunnen bestuurders geholpen worden bij het uitvoeren van hun rijtaken. Zo kunnen bijvoorbeeld bestuurders geïnformeerd worden over gevaarlijke situaties (warning and assistance), kunnen bepaalde verrichtingen of manoeuvres niet meer/moeilijker worden uitgevoerd (lane keeping, safe distance) of worden systemen in de auto anders ingesteld (rear pre-crash safety).

Een belangrijk deel van deze systemen is gebaseerd op sensoren en gegevens die in het voertuig aanwezig zijn zoals bewegingsensoren, radar en plaatsbepaling via de satelliet. Door toevoeging van communicatie, met andere voertuigen of met centrales of wegkant- systemen kan de effectiviteit van ADAS-systemen verder worden vergroot. Het gaat in dat geval om “coöperatieve”ADAS-systemen. De EU onderkent het potentieel van coöperatieve systemen. In het EU verkeersveiligheidsbeleid zoals vormgegeven in het Intelligent Car Initiative (als onderdeel van i2010) wordt een reductie van 50% van het aantal verkeersdoden en zwaar gewonden nagestreefd. Onderzoek naar deze systemen vindt plaats in diverse onderzoekslijnen van het Kader Programma van de EU. Belangrijke lopende projecten die hier op inspelen zijn SAFESPOT, CVIS en Coopers, alsmede kleinere projecten als COMeSafety en eIMPACT. In deze projecten worden verschillende functies (applicaties) van ADAS systemen ontworpen, getest en geëvalueerd. In een aantal van deze functies is de locatie een cruciaal gegeven: de locatie van het voertuig zelf, locaties van voertuigen in de omgeving of nauwkeurige locatiegegevens van statische of semi-statische objecten (wegcontouren, obstakels, etc.). In het


96 / 138

geïntegreerde systeem dat in het kader van Safespot ontwikkeld wordt, wordt al deze informatie op een zogeheten Local Dynamic Map (LDM) gebruikt; dit is een heel nauwkeurige kaart van de directe omgeving die via sensoren in de auto of vanuit de infrastructuur of wegkant gevoed wordt. Een scenario analyser rekent vervolgens de situaties door en genereert de waarschuwingen. Het kaartbeeld kan vervolgens (deels) worden doorgegeven aan andere voertuigen of aan een centrale. De functies waarbij het hier om gaat zijn onder andere speed alert, safe intersection warning, collision prevention, road departure warning en lane change manoeuvring. In Zweden lopen pilots met een systeem dat zorgt dat de snelheid automatisch aangepast wordt bij scherpe bochten / steile hellingen, met name voor vrachtwagens. Beleidsdoelen en publieke taken • Sneller, schoner en veiliger van deur tot deur (uit de Nota Mobiliteit); • Permanente verbetering verkeersveiligheid (met partners); • Vlotte doorstroming hoofdwegennet; • Verbeteren milieu. In de beleidsnotitie (Beleidskader Benutten, 4 december 2007) wordt als een van de hoofdlijnen aangegeven het stimuleren en faciliteren van slimme voertuigen en coöperatieve systemen. In Europese studies als SEiSS, eIMPACT, is specifiek de effectiviteit van in-car systemen onderzocht. In-car systemen hebben vaak zowel een positief effect op de doorstroming als op de veiligheid. Andere effecten zijn de betere diensten aan de weggebruikers (comfort en tevredenheid) en de toegenomen beschikbaarheid van verkeersgegevens voor zowel informatievoorziening als verkeersmanagement. Door het stimuleren en faciliteren van slimme voertuigen kunnen bestuurders sneller gebruik maken van (markt)innovaties. Een van de applicaties is Speed Alert, waarbij de bestuurder een waarschuwing krijgt als hij te hard rijdt (boven de snelheidslimiet). Dit kan op verschillende manieren, slechts met een waarschuwing (bijvoorbeeld een lampje dat gaat branden) of via een gaspedaal dat tegendruk geeft als de bestuurder gas wil geven en boven de limiet dreigt te gaan. Voor de verdere uitwerking van de beleidsmatige verankering van deze casus zoomen we in op Speed Alert. Speed Alert kan als afzonderlijke functie gerealiseerd worden, echter in Safespot gaat het om een geïntegreerd systeem dat meerdere functies bevat, die elk hun specifieke impact op het beleid hebben. In het Europese project eIMPACT38 is een studie gedaan naar de impact van in-car veiligheidssystemen. Voor Speed Alert is voor 2010 een penetratiegraad aangenomen van circa 3% en voor 2020 25% – 39% (auto’s) en 31% – 46% (vrachtwagens). Er is uitgegaan van een haptisch gaspedaal. Door Speed Alert zijn er minder overschrijdingen van de snelheidslimiet, een daling van 12% (in de stad) tot 43% (snelweg) voor 2020. In 2020 zijn er 4% – 5% minder dodelijke verkeersslachtoffers en 3% – 4% minder gewonden. Bij een penetratie van Speed Alert van 100% zijn er 9% minder dodelijke verkeersslachtoffers.

38

eIMPACT, Deliverable D4, 15 april 2008. Binnenkort beschikbaar op www.eimpact.eu.


97 / 138

De kosten van vermeden files zijn bij de genoemde penetratiegraden voor 2010 6 tot 9 miljoen euro, voor 2020 66 tot 94 miljoen euro. De maatschappelijke kosten van fileleed in 2007 worden voor Nederland geschat op meer dan 1 miljard euro39. Invoering van Speed Alert zou deze maatschappelijke kosten dus substantieel kunnen verlagen. Een andere uitkomst van eIMPACT is dat de effecten van Speed Alert op de doorstroming verwaarloosbaar zijn; van andere systemen zoals Lane Change Manoeuvring en Road Departure zijn wel meer effecten te verwachten. Uit experimenten met (vrijwillig) 90 km/uur rijden (op de A13) blijkt wel dat tijdig aanpassen van het snelheidsprofiel de doorstroming bevordert en zorgt dat het ontstaan van files wordt uitgesteld. Functies De invoering van deze systemen staat nog in de kinderschoenen. Belangrijke keuzes t.a.v. de technologie moeten nog gemaakt worden. Zolang de consequenties hiervan nog niet helder zijn, zal ook de rolverdeling tussen de verschillende actoren nog in discussie blijven. Dit heeft consequenties voor de rolverdeling tussen overheid en private partijen. Er zijn een aantal functies die kunnen worden uitgevoerd door overheid en bedrijfsleven: • Pilots / experimenten: er is een proef gedaan met Speed Alert in Noord-Brabant, ISI in de schoolomgeving (Tilburg) loopt nog; deelname aan de EC-projecten CVIS en Safespot en andere pilots voor nationale en regionale overheden. Ook zijn diverse partijen bezig met de inrichting van een Nederlandse testsite voor coöperatieve voertuigwegsystemen. Andere pilots / proeven op dit terrein: PROSPER, Lane Departure Warning Project (inclusief deelproject Field Operational Test) en SUMMITS. • Bestuurlijke afstemming: er vindt op verschillende niveaus bestuurlijk overleg plaats. Voor Speed Alert vindt in NL overleg met provincie en andere wegbeheerders en handhavers plaats, in het kader van de pilots. ADAS staat op de agenda van het sectoroverleg (DGP), en in het kader van het overlegplatform Connekt; vragen die hierbij spelen zijn, open-gesloten platform, over hoe aanbieders van navigatiesystemen en dataproviders omgaan met de afwikkeling van verkeer over woonerven. Actoren • Wegbeheerders; • Serviceproviders; • Beleidsmakers/politiek; • Handhavers (verkeersinspectie, politie); • Belangengroeperingen (ANWB, veiligheidsorganisaties); • Auto industrie; • Vlootbeheerders en verzekeraars; • Providers van digitaal kaartmateriaal of andere weginformatie; • Toeleveranciers: − Dataproviders; − Telecomproviders; − Equipmentproviders (makers van kastjes in de auto).

39

VerkeersInformatieDienst, 1 januari 2008


98 / 138

Informatiebehoeften Voor het systeem Speed Alert zijn in elk geval continu de tijd en plaats nodig; hier kan de snelheid uit worden afgeleid (er zijn ook systemen die rechtstreeks de snelheid kunnen meten). Voor elk systeem geldt dat de locatie bekend moet zijn, plaatsinformatie is nodig om toepassingen te kunnen laten draaien. In de Local Dynamic Map moet (afhankelijk van de applicatie) informatie bekend zijn over bijvoorbeeld de wegstructuur, snelheidslimieten en werk in uitvoering. De nauwkeurigheid van deze informatie hangt af van de betreffende functie: voor Speed Alert is een minder grote nauwkeurigheid in locatie nodig dan voor Lane Change Manoeuvring of Collision Prevention. Dit geldt ook voor beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de informatie en actualiteit van de positie. Actoren zoals wegbeheerders, zullen de informatie die verzonden wordt willen gebruiken voor bijvoorbeeld verkeersmanagement. Concepten en informatiesystemen Er wordt nu op diverse manieren in de informatiebehoefte van de actoren voorzien, zowel met in-car systemen als via de infrastructuur. Voorbeelden van het laatste zijn auto’s met een dynamisch paneel die stroomopwaarts van een ongeluk staan en voor het ongeluk waarschuwen, en borden langs de weg die voor een scherpe bocht waarschuwen. Voorbeelden van in-car systemen zijn Speed Alert informatie die tegenwoordig mogelijk is op een TomTom en demonstratievoertuigen die over verschillende ADAS beschikken. In Japan grijpt Toyota de groei van navigatiesystemen aan om veiligheidsapplicaties te presenteren aan de gebruiker. Zie de plaatjes hieronder voor enkele voorbeelden.


99 / 138

Voor- en nadelen satellietsystemen Op het moment zijn er drie systemen voor plaatsbepaling: • Beschrijvend (bijvoorbeeld door middel van hectometeraanduidingen); • Mobiele netwerken; • GNSS. Het beschrijvende systeem is geschikt om zeer globale informatie door te geven (bijvoorbeeld verkeersinformatie op de radio zoals flitsers), maar voor veiligheidsapplicaties – waarvoor (real-time) dynamische lokalisatie nodig is – is het niet geschikt. Het gebruik van mobiele netwerken voor plaatsbepaling is te onnauwkeurig voor veiligheidstoepassingen: met de huidige technieken die nu op de markt zijn is de fout gemiddeld 500 meter tot een kilometer. Door een combinatie van waarnemingen (welke cellen, signaal-ruisverhouding) wordt gestreefd naar een hogere resolutie, maar deze fout zal nog steeds relatief groot zijn (zeg 100 meter). Bovendien moet de techniek zich nog bewijzen in de praktijk. Voor ADAS die gericht zijn op veiligheid is GNSS het meest geschikte systeem voor plaatsbepaling. De verwachte voordelen van Galileo ten opzichte van GPS zijn: een hogere nauwkeurigheid; een hogere beschikbaarheid in bijvoorbeeld dichte bossen en steden door een robuuster signaal. Bovendien kan door het combineren van signalen van Galileo en GPS in Galileo/GPS-ontvangers de nauwkeurigheid en beschikbaarheid nog verder worden verbeterd door een groter aanbod van satellietsignalen. Vanwege het veiligheidsaspect in deze en hiermee vergelijkbare casussen is betrouwbaarheid van de positiebepaling een eerste vereiste. Dit vraagt om een GNSS-service waar integriteitsinformatie wordt meegegeven (Galileo CS, SOL). Toepassing van Galileo Open Service (goedkopere optie) vergt een GNSS onafhankelijk systeem waarmee de betrouwbaarheid van de snelheidsberekening kan worden geschat. In auto’s is een betrouwbaar secundair systeem voor snelheidsmeting standaard aanwezig. Een secundair systeem is eveneens van belang in die situaties dat er geen GNSSdekking is, zoals in tunnels, garages en overdekte (bus) stations. Bij het wegvallen van GNSS dient wel een indicatie te worden afgegeven dat de betrouwbaarheid van de snelheidsmeting is gedegradeerd. Bij bovenstaande beschrijving is belangrijk op te merken dat plaatsbepaling niet de grootste bottleneck is voor de ontwikkeling van ADAS; juist de rolverdeling tussen overheid en private partijen en de bijbehorende verantwoordelijkheid voor de investeringen in de infrastructuur vormt op dit moment een grotere barrière voor invoering. Echter er zijn grote raakvlakken met de ontwikkelingen in het kader van ‘betaald rijden’ vanwege de overlap in de technische componenten van verkeersveiligheidsystemen en systemen voor betaald rijden. Rol ministerie VenW Er zijn een aantal mogelijke rollen voor VenW: • Bestuurder: periodiek overleg met de GNSS-sector; kan de sector helpen met nieuwe bijdragen zoals routeoptimalisatie, melden van ongelukken, etc en hoe kunnen negatieve gevolgen van autonavigatie zoals oneigenlijk gebruik van routes door wijken en woonerven, worden vermeden. Overleg met de sector breed trekken: iedereen bij overleg krijgen, informatie bij wegbeheerder beschikbaar. • Bestuurder/weten regelgever: beleid ontwikkelen omtrent business modellen


− − − −

• • • • •

•

100 / 138

Wie beheert de infrastructuren (operators)? Wie zorgt voor data aggregatie / distributie van data? Hoe ga je om met security? Hoe ga je om met Multi service providers op de OBU en de waarborgen van privacy? − VenW zou eventueel certificering van OBU’s verplicht kunnen stellen. Wet- en regelgever: regelgeving: vindt VenW de systemen zo belangrijk dat ze verplicht moeten worden? Hier moet VenW over nadenken. Ook: wie is aansprakelijk voor de gevolgen van verkeerde informatie? Launching customer: eerste implementatie in eigen wagenpark. Aanbesteder/financier: implementeren van de randvoorwaarden voor GNSStoepassingen (weginfrastructuur, opleiding en examens, standaarden, keuringen, overgangsperiode, financiering). Facilitator experimenten/kennismakelaar/kennisregisseur: ervaring opdoen met technologie en rolverdeling tussen partijen door (meewerken aan) lokale/regionale pilots, field operational tests (CVIS, Safespot). Kennisregisseur/kennismakelaar: opstellen en bijhouden van een Roadmap voor applicaties m.b.t. verkeersveiligheid die gebruik maken van GNSS (EU markt). Speed Alert voelt voor VenW als een gemiste kans, omdat Tomtom hier al zover mee is en het ministerie er nog niets mee doet. Het is dus voor VenW belangrijk om op tijd bij ontwikkelingen te zijn en de sector te stimuleren. Kennisregisseur/kennismakelaar: stimuleren en sturen van R&D door deelname aan NL/EC-projecten.


101 / 138

Casus 2: eCall/bCall In deze casus worden twee in-car systemen beschouwd die als doel hebben de bestuurder bij pech of een ongeluk zo snel en zo doelgericht mogelijk te helpen. De systemen werken op ongeveer dezelfde manier, eCall (emergency call) richt zich op ongelukken en bCall (breakdown call) op voertuigen met pech. eCall stuurt, als het betreffende voertuig bij een ongeluk betrokken raakt, een bericht naar de 112-centrale. In dit bericht staan de exacte positie van het voertuig, het tijdstip van het ongeluk en gegevens van het voertuig (waaronder hoe het systeem getriggerd is). Door deze nauwkeurige en snelle informatievoorziening kunnen hulpdiensten (ambulance, brandweer, politie) snel en gericht in actie komen. Er zijn twee versies van dit systeem: automatische initiatie (met behulp van sensoren in de auto detecteert het systeem of het voertuig een ongeluk heeft gehad en stuurt een bericht) of handmatige initiatie (het systeem moet getriggerd worden door een druk op een emergency knop). Een optie is om ook informatie over de lading (bijvoorbeeld gevaarlijke stoffen) mee te sturen in het bericht. bCall is een service waar men zich op kan abonneren bij een alarmdienst of garage. Bij pech drukt de bestuurder op een knop en wordt er een bericht gestuurd naar de betreffende dienst, bijvoorbeeld een sleep-, takelwagen of hulpdienst voor auto’s met pech. Bij beide systemen speelt plaatsbepaling een cruciale rol; hierbij gaat het alleen om de locatie van het voertuig zelf. Nu wordt dit met GPS gedaan en in de toekomst zal dit met een verbeterd GNSS-systeem kunnen. Beleidsdoelen en publieke taken De beleidsdoelen waaraan door eCall en/of bCall wordt bijgedragen zijn de volgende: • Verbetering verkeersveiligheid (eCall); • Vermindering aantal dodelijke verkeersslachtoffers (eCall); • Vlotte doorstroming (hoofd)wegennet (eCall en bCall); • Verbetering milieu (doordat informatie over de lading direct bekend is, kunnen adequate acties ondernomen worden. De inspecteur hoeft niet eerst de vrachtwagen in om de ladingsbrief te lezen). eCall kan worden ingezet ten behoeve van het verminderen van dodelijke ongevallen (door het sneller ter plaatse zijn van hulpdiensten) en zowel eCall als bCall kunnen zorgen voor een snellere afwikkeling van incidenten en pech. eCall en bCall hebben dus een positief effect op de verkeersveiligheid en doorstroming. De invoering van eCall wordt door de EU als voorbeeldproject gebruikt om te laten zien hoe ICT de veiligheid van de burger kan verbeteren. Op nationaal niveau wordt aan de invoering van eCall gewerkt. Hierbij heeft BZK (KLPD) het voortouw. Een van de hoofdlijnen van het beleidskader Benutten (4 december 2007) is gericht op het stimuleren en faciliteren van slimme voertuigen en coöperatieve systemen. Naar de effectiviteit van in-car systemen zijn enkele Europese studies verricht (zie onder voor resultaten van eCall in eIMPACT). In-car systemen hebben vaak zowel een positief effect op de doorstroming als op de verkeersveiligheid. Andere effecten zijn de betere diensten aan de weggebruikers (comfort en tevredenheid) en de toegenomen beschikbaarheid van verkeersgegevens voor zowel informatievoorziening als


102 / 138

verkeersmanagement. Door het stimuleren en faciliteren van slimme voertuigen kunnen bestuurders sneller gebruik maken van (markt)innovaties. In het Europese project eIMPACT40 is een studie gedaan naar de impact van in-car veiligheidssystemen, waaronder eCall (met automatische oproep). Bij een penetratiegraad van 35% tot 50% (schatting voor 2020) daalt het aantal dodelijke slachtoffers met 2,6% tot 3,5%. Het aantal gewonden stijgt licht. Bij een penetratiegraad van 100% zijn er bijna 6% minder dodelijke slachtoffers. De kosten van vermeden files zijn bij penetratiegraad 35% – 50% 5 tot 7 miljoen euro. De maatschappelijke kosten van fileleed in 2007 worden voor Nederland geschat op meer dan 1 miljard euro41. De invoering van eCall zal de maatschappelijke kosten enigszins verlagen, maar vooral een effect hebben op het redden van levens. bCall heeft geen direct effect op het redden van levens, maar wel economische effecten door het licht verlagen van de maatschappelijke kosten van files. Functies eCall en bCall grijpen in op twee belangrijke taken van de wegbeheerder, te weten Incident Management en Verkeersmanagement. Het snel aanwezig zijn van hulpdiensten bij ongelukken draagt bij aan de Incident Management doelen: de impact van een ongeluk minimaliseren en het zo snel mogelijk herstellen van de normale situatie op de weg. Omdat de locatiegegevens en details van een incident eerder beschikbaar zijn, kan de wegbeheerder sneller de juiste maatregelen nemen, zoals bijvoorbeeld het afkruisen van een strook of omleidingen instellen. eCall en bCall hebben dus een positieve impact op Verkeersmanagement en Incident Management. Functies met betrekking tot eCall en bCall van de overheid zijn: • Het bevorderen van invoering door proeven / pilots / experimenteren met systemen: ondermeer door deelname aan de EC-projecten CVIS en Safespot , maar ook nationale pilots in samenwerking met overheden en de industrie. • Het bevorderen van de kennisontwikkeling en -uitwisseling m.b.t. locatiediensten • Bestuurlijke afstemming: overleg op verschillende ambtelijke niveaus (BZK, regio’s, met de hulpdiensten, sleepdiensten. Actoren • Beleidsmakers/politiek; • Handhavers en hulpdiensten, alarmcentrales; • Wegbeheerders; • Belangengroeperingen; • Zorgverzekeraars; • Toeleveranciers: − Auto industrie; − Garages / dealers; − Telecomproviders; − Equipmentproviders; − Dataproviders.

40 41

eIMPACT, Deliverable D4, 15 april 2008. Binnenkort beschikbaar op www.eimpact.eu. VerkeersInformatieDienst, 1 januari 2008


103 / 138

Informatiebehoeften Informatie die de systemen eCall en bCall doorgeven aan de alarmcentrale en/of hulpdiensten, zijn: • • •

Tijd; Plaats; Gegevens van het voertuig (hoe uitgebreid dit is hangt af van het systeem, vaak zijn verschillende opties mogelijk). eCall kan met handmatige initiatie of automatische initiatie geïmplementeerd worden. In het laatste geval gebeurt dit met behulp van crash sensoren in het voertuig. Tijd en plaats kunnen met behulp van satellietnavigatie worden bepaald. De plaatsbepaling moet zo nauwkeurig zijn dat de hulpdiensten het voertuig direct kunnen vinden, dit wil zeggen dat er nauwkeurigheid op rijbaanniveau moet zijn (rijrichting). eCall en bCall stellen wegbeheerders in staat sneller informatie te krijgen die nodig is om maatregelen te nemen. Concepten en informatiesystemen In de behoefte van de bestuurder ten aanzien van dienstverlening bij ongelukken en pech wordt nu op verschillende manieren voorzien. Zo kan bij pech de wegenwacht gebeld worden (via een paal langs de weg of met de mobiele telefoon). Ook kunnen de palen langs de weg en mobiele telefoons gebruikt worden om een ongeluk door te geven. Bij deze methoden zal het langer duren voor de hulpdiensten aanwezig zijn dan bij eCall en bCall. In Nederland verwacht men de invoering van eCall in 2009. Technisch werkt het systeem al, er wordt nu vooral gewerkt aan een goede organisatie van de opvolging van een noodoproep. Connekt organiseert een aantal kennis- en netwerkactiviteiten rond dit onderwerp en is betrokken bij de internationale afstemming in het eSafetyprogramma42. De Europese autofabrikanten organisatie (ACEA) en de Europese Commissie zijn momenteel in onderhandeling over op welke wijze eCall in een overeenkomst komt: als verplichting of als verplichte optie voor nieuwe voertuigen. Nederland moet hierover een standpunt innemen.

42

http://ec.europa.eu/information_society/activities/esafety/index_en.htm


104 / 138

Voor- en nadelen satellietsystemen Op het moment zijn er drie systemen voor plaatsbepaling: • Beschrijvend; • Mobiele netwerken; • GNSS. Het beschrijvende systeem is geen optie voor eCall en bCall omdat dit te onnauwkeurig is; er zitten veel fouten in de mondelinge beschrijving van een plaats, zeker als mensen in paniek zijn. Het gebruik van mobiele netwerken voor plaatsbepaling is al snel te onnauwkeurig voor eCall en bCall: met de huidige technieken die nu op de markt zijn kan de fout gemakkelijk 500 meter tot een kilometer bedragen. GNSS is dus het meest geschikte systeem voor plaatsbepaling bij eCall en bCall. Het huidige GPS voldoet vrij redelijk, maar Galileo biedt een betere nauwkeurigheid en beschikbaarheid en geeft derhalve betere garanties voor een professionele betrouwbare invulling van eCall/bCall service. Informatie over de juiste rijbaan is met stand-alone GPS niet betrouwbaar te bepalen. Met de komst van Galileo/GPS-ontvangers zal dit waarschijnlijk wel kunnen, een en ander afhankelijk van de dimensionering van de autoweg (2-baans provinciale weg of 6-baans rijksweg?). Galileo Open Service lijkt toereikend voor deze casus, maar Galileo Commercial Service is een interessante (maar kostprijs verhogende) optie vanwege de beduidend grotere nauwkeurigheid die kan worden geboden en de beschikbaarheid van integriteitsinformatie (i.v.m. voorkoming misbruik). Rol ministerie VenW Invoering van eCall valt onder het Ministerie van BZK; zij zijn verantwoordelijk voor de politie en de 112-centrale. Invoering van bCall kan hierop meeliften; dit systeem heeft ook een impact op incident management en zorgt voor een snellere afwikkeling van incidenten. Mogelijke rollen van VenW bij eCall en bCall zijn de volgende: • Bestuurder: coördinatie politie en wegbeheerders in relatie tot Incident Management. Bestuurlijk overleg met andere wegbeheerders en actoren zoals sleepdiensten. • Bestuurder: overleg met de sector (via Connekt), hoe komen eCall en bCall zo snel mogelijk in het voertuig. • Bestuurder: Draagvlak verbreden voor invoering bij professionele partijen (stakeholders). Publiekscampagne om de voordelen van eCall in kaart te brengen voor het grote publiek. • Wet- en regelgever: VenW moet nadenken over (aanvullende) wetgeving, bijvoorbeeld op het gebied van aansprakelijkheid. • Facilitator experimenten: zelf ervaring opdoen met technologie en de nieuwe organisatie bij de centrale en hulpdiensten van ongelukken door pilots, field operational tests (CVIS, Safespot). • Facilitator experimenten: faciliteren van de implementatie van eCall en bCall. • Launching customer: eigen wagenpark voorzien van eCall systemen. • Kennisregisseur/kennismakelaar: stimuleren en sturen van R&D door deelname aan EC-projecten. Deze R&D kan zich richten op het gebied van bijvoorbeeld automatisch gegenereerde berichten, filteren onterechte berichten (boetes), automatische koppeling van sensoren op de airbag met het eCall systeem.


105 / 138

Casus 3: Reductie zoekverkeer/distributie optimaliseren Zoekverkeer in de stad is een groot probleem, het veroorzaakt opstoppingen en zorgt voor veel uitstoot. In deze casus gaan we in op zowel het goederenvervoer aspect als het personenvervoer aspect van dit probleem. Oplossingen voor goederenvervoer dragen bij aan het verminderen van de stedelijke distributieproblematiek. Voor personenvervoer zit de tijdwinst in het korter zoeken naar parkeerplaatsen. Op hoofdlijnen vertonen deze twee voorbeelden grote gelijkenis. Optimaliseren stedelijke distributie: Het goederenvervoer in een stad kan vanuit de vervoerder en vanuit de gemeente bekeken worden. De vervoerder wil zijn distributieproces optimaliseren en is daarbij vooral geïnteresseerd in distributiekosten. Problemen die de vervoerder tegenkomt zijn verschillende regels in verschillende steden, opgelegde beperkingen (in tijd of voor de gebruikte wagen) en stedelijke problemen (nauwe straten, geen laad- en losplaats). Ook de gemeente probeert de distributie te optimaliseren, maar dan vanuit ‘sociale kosten’ van een stad, denkt hierbij aan het verlagen van de uitstoot, zoekverkeer reduceren, verminderen van de overlast door vrachtwagens en het handhaven van regelgeving om deze doelen te verwezenlijken. Hiervoor hanteren gemeenten laad- en losplaatsen, venstertijden en regulering als gevolg van milieueisen, zoals milieuzones. Vervoerders moeten hier rekening mee houden in hun rit- en routeplanning. Satellietnavigatie kan een belangrijke rol spelen bij het navigeren van voertuigen naar laad- en losplaatsen, al dan niet via een speciale infrastructuur geschikt en bestemd voor vrachtverkeer (vrachtroutes) en bij de handhaving. Toewijzen parkeerplaatsen: Net als goederenvervoer bepaalde laad- en losplaatsen toegewezen krijgt, kunnen aan personenvervoer parkeerplaatsen worden toegewezen. De beheerder van parkeerplaatsen (gemeente, parkeerexploitant) moet weten (door middel van bijvoorbeeld sensoren of camera’s) welke plaatsen vrij zijn, vervolgens kan hij iemand die de stad binnenrijdt en aangeeft (met mobiele telefoon) op zoek te zijn naar een parkeerplaats een plek toewijzen. Dit lijkt in technische zin op een uitbreiding van een parkeerservice zoals Park-line. Ook hier kan een financieel systeem (betalen, reclame, bonuspunten, groene auto’s) aan gekoppeld worden en kan gewerkt worden met reserveringen. Op dezelfde manier waarop bestuurders naar een toegewezen parkeerplaats rijden kunnen zij ook naar een Point of Interest (PoI) rijden en zo minder zoekverkeer veroorzaken. Voor het toewijzen van parkeerplaatsen geldt dat op een of andere manier de plaats moet worden vrijgehouden voor de bestuurder aan wie de plek is toegewezen. Beleidsdoelen en publieke taken De beleidsdoelen waar het reduceren van zoekverkeer in de stad en het optimaliseren van stedelijke distributie aan bijdragen zijn de volgende: • Verbetering verkeersveiligheid; • Vlotte doorstroming; • Verbetering luchtkwaliteit en leefbaarheid in steden; • Verminderen van de overlast; • Minimaliseren impact grote wagens op de infrastructuur. Het reduceren van zoekverkeer in een stad verbetert de doorstroming en de luchtkwaliteit (bijvoorbeeld fijnstof), het vermindert de CO2 uitstoot en kan ervoor zorgen dat er minder kleine aanrijdingen zijn (vooral met voetgangers en fietsers); een


106 / 138

verbetering van de verkeersveiligheid dus. Ook het instellen van milieuzones verbetert de luchtkwaliteit (lokale emissies, zoals fijnstof en NOx) in stedelijke centra. Op economisch gebied wordt door het toewijzen van parkeerplaatsen de bezettingsgraad van de parkeerexploitant geoptimaliseerd (benutten schaarse ruimte) en kan het aangeven van PoI zorgen voor meer business voor de betreffende bedrijven. Functies De (lokale) overheden spelen in deze casus een rol door middel van verkeersmanagement. Met het instellen van venstertijden en het sturen van voertuigen naar parkeerplaatsen via bepaalde routes, kan de wegbeheerder zorgen voor betere doorstroming. Een taak van private partijen in deze casus is parkeermanagement. Voor het bedrijfsleven (transportbedrijven) zijn vlootmanagement en rit- en routeplanning van belang. Specifieke functies die de overheid kan uitvoeren zijn: • Proeven / pilots / experimenteren met het systeem; • Bestuurlijke afstemming op verschillende niveaus; • Kennis uitwisseling mbt effecten en oplossingsrichtingen; • Stimuleren van invoering toewijzen parkeerplaatsen; • Stimuleren bedrijven en gemeentes om stedelijke distributie (voor beide partijen) te optimaliseren. Actoren Toewijzen parkeerplaatsen: • Parkeerorganisaties; • Beleidsmakers/politiek; • Serviceproviders; • Wegbeheerders; • Toeleveranciers: − Auto industrie; − Dataproviders; − Telecomproviders; − Equipmentproviders.

Optimaliseren stedelijke distributie: • Handhavers; • Transportbedrijven; • Beleidsmakers/politiek; • Wegbeheerders; • Serviceproviders; • Toeleveranciers: − Auto industrie; − Dataproviders; − Telecomproviders; − Equipmentproviders.

Informatiebehoeften Optimaliseren stedelijke distributie: Om de stedelijke distributie te optimaliseren moeten transportbedrijven weten waar de verschillende laad- en losplaatsen zijn, wat de bijbehorende venstertijden zijn en wat de regels zijn met betrekking tot de milieuzones. Deze informatie hebben ze nodig om hun voertuigen in te plannen. Een vrachtwagen chauffeur zou al voordat hij een stad binnenrijdt gewaarschuwd kunnen worden als hij bijvoorbeeld te laat is om de venstertijd nog te halen en hij kan dan naar een parkeerplaats geleid worden. (Bijv. niet laden en lossen vlak bij een school als het net “wegbreng of ophaaltijd” is). Het gebruik van navigatiesystemen zou kunnen bijdragen aan een op bedrijven afgestemde regelgeving, bijvoorbeeld een specifieke venstertijd voor vers-leveringen. De huidige regelgeving, die per stad verschilt, draagt bij aan een aanzienlijke toename van negatieve effecten van stedelijke distributie. De handhavers kunnen, bij bedrijfsspecifieke afstemming, aan voertuigen/bedrijven persoonlijke ‘slots’ toewijzen, zodat de distributiekosten minimaal zijn en ook de overlast in stedelijke gebieden.


107 / 138

Bovendien zijn deze persoonlijke slots dan makkelijk te controleren. Dit is echter alleen zinvol als meerdere gemeenten eenzelfde systeem gebruiken, hier zou een rol kunnen liggen voor VenW. De gemeente/wegbeheerder heeft als uiteindelijke doelstelling het verbeteren van de luchtkwaliteit. Om te weten of deze doelstelling wordt gehaald, is het nodig dat er informatie wordt vastgelegd ten behoeve van evaluatie. Er moet bijvoorbeeld worden nagegaan of de milieuzone moet worden bijgesteld en of er laad- en losplaatsen of tijden moeten worden aangepast. Toewijzen parkeerplaatsen: De informatie die de parkeerorganisatie nodig heeft om een bestuurder een parkeerplaats te kunnen toewijzen is: • Locatie voertuig; • Locatie vrije parkeerplaatsen; • Bijzondere kenmerken voertuig. De bestuurder wil weten hoe hij zo snel mogelijk bij de vrije parkeerplaats of PoI komt. Dit is simpelweg routegeleiding naar een bepaald doel: de locatie van het voertuig en de locatie van het doel moeten hiervoor bekend zijn. Naast betrouwbare informatie over de status (beschikbaarheid) van de parkeerplaatsen heeft de mobilist ook nauwkeurige plaatsbepalinginformatie nodig. Het huidige GPS heeft last van zgn. ‘canyon’-effecten in de binnenstad. Concepten en informatiesystemen Als er nu verwijzingen naar parkeerplaatsen zijn, zijn die zeer divers. Voor ‘losse’ parkeerplaatsen in de stad bestaat momenteel vaak geen enkel systeem. Grotere parkeerterreinen in de stad hebben meestal wel verwijzingen in de vorm van statische borden. Parkeergarages hebben – afhankelijk van hun grootte – statische of dynamische routeaanduiding in de stad, en dynamische borden waarop aangegeven staat of ze vol zijn of niet, eventueel met het aantal vrije plaatsen er bij vermeld. Daarentegen worden bij parkeerterreinen bij evenementen (pretparken, popconcerten) plaatsen toegewezen door verkeersregelaars. Momenteel is op initiatief van een aantal grote gemeentes een systeem in ontwikkeling, het Clearing House systeem43, dat automobilisten via een navigatiesysteem of een mobieltje direct naar een vrije parkeerplaats kan leiden. Ook kan dit systeem geparkeerde auto’s met een camera herkennen, waardoor bijvoorbeeld vervuilende auto's automatisch een hoger parkeertarief betalen. Verder moet de automobilist met zijn mobiele telefoon direct kunnen afrekenen, zodat parkeerautomaten niet langer dagelijks leeggehaald hoeven te worden. Elektronisch betalen zorgt voor meer gemak, efficiency en het voorkomt criminaliteit en fraude bij het leeghalen van automaten. Dit systeem zou over ongeveer twee jaar klaar moeten zijn.

43

Bron: diverse nieuwssites, zoals Het Financieele Dagblad en Parkeernieuws.


108 / 138

Voor- en nadelen satellietsystemen Op het moment zijn er drie systemen voor plaatsbepaling: • Beschrijvend; • Mobiele netwerken; • GNSS. In stedelijk gebied zou men voor een betrouwbaar service concept zich niet uitsluitend moeten beperken tot stand alone GNSS. Galileo zal beter presteren dan het huidige GPS en het verdient aanbeveling om op het moment dat Galileo operationeel is bestaande GPS-ontvangers te vervangen door gecombineerde GPS/Galileo-ontvangers. Deze nieuwe generatie GNSS-ontvangers zullen ook te maken hebben van degradatie qua nauwkeurigheid en beschikbaarheid door bebouwing, vooral hoge gebouwen. Trials moeten nog uitwijzen welke prestaties mogen worden verwacht van Galileo in verschillende typen stedelijk gebied. Het verdient echter aanbeveling een vorm van Assisted GNSS toe te passen, dwz de combinatie van GNSS met plaatsbepaling via mobiele communicatienetwerken. Dit is zeker van belang voro professionele toepassingen (logistiek). Tevens zijn GIS-databases daarbij belangrijk als extra informatiebron. Met deze gecombineerde concepten worden juist in stedelijk gebied grote successen geboekt. Bij bovenstaande beschrijving is belangrijk op te merken dat plaatsbepaling niet de grootste uitdaging is voor de ontwikkeling van het toewijzen van parkeerplaatsen met behulp van satellietnavigatie. De bottleneck daarbij is vooralsnog de beschikbaarheid van actuele data over vrije parkeerplaatsen. Rol ministerie VenW Advies- en ingenieursbureau DHV onderzoekt momenteel voor EZ en VenW of de markt een kans laat liggen voor een betere doorstroming in de binnensteden. Mogelijke rollen die VenW kan spelen bij het reduceren van zoekverkeer in de stad door toewijzen parkeerplaatsen en optimaliseren stedelijke distributie zijn: • Bestuurder: overleg met steden met betrekking tot stedelijke distributie; • Wet- en regelgever/bestuurder: faciliteren handhaving en afstemming tussen gemeenten – voorkomen lappendeken aan regelgeving;


• • • •

109 / 138

Facilitator experimenten: ervaring opdoen met technologie en parkeerorganisaties door pilots; Kennisregisseur/kennismakelaar: implementeren van de randvoorwaarden (route optimalisatie, indoor standaarden, standaard data vrije parkeerplaatsen, effectmetingen, financieel systeem, veiligheid, keuringen); Kennisregisseur/kennismakelaar: zorgen dat er standaardisatie komt (reserveren, loodsen naar parkeerplaatsen, vrachtroutes). Kennisregisseur/kennismakelaar: stimuleren en sturen van de technologie, R&D.


110 / 138

Casus 4: Incident management Het vervoeren van mensen en goederen is in Europa aan strenge regels gebonden. Aan transporteurs die gevaarlijke stoffen vervoeren worden nog een aantal aanvullende technische en administratieve eisen gesteld44. Vanwege de veiligheidsrisico's van dergelijke transporten voor de omgeving is het belangrijk dat de weten regelgeving mee gaat met de technologie om op een constructieve manier de sector te helpen het risico van dergelijke transporten verder te beperken. Hierbij kan gedacht worden aan de beschikbaarheid van ladinginformatie maar ook aan plaatsbepaling van auto’s geladen met gevaarlijke stoffen. GNSS is bij uitstek de technologie om informatie in te winnen ten aanzien van de actuele locatie en kan eveneens helpen bij de uitvoering van eventuele noodmaatregelen45 . Hierbij kan de vergelijking worden gemaakt met de tracking & tracing systemen zoals deze gebruikt worden in de luchtvaart. Met de huidige informatiesystemen voor het transport van gevaarlijke stoffen kan pas ter plekke een risico-inschatting gemaakt worden mits, de chauffeur nog aanspreekbaar is de Kemlerborden zichtbaar zijn of de vrachtbrief binnen handbereik ligt. Met behulp van een op GNSS gebaseerd tracking & tracing systeem is het mogelijk om op afstand te beschikken over alle relevante ladingen voertuigkenmerken, zodat in geval van een incident niet alleen de exacte positie bekend is, maar ook alle relevante gegevens beschikbaar zijn om het voertuig en de lading snel te kunnen bergen en gevolgschade te beperken. Deze casus is gericht op het verbeteren van de informatievoorziening ten behoeve van de hulpverlening bij wegvervoersongevallen met gevaarlijke stoffen. Kortom, een vergelijkbaar systeem zoals dat gemeengoed is in de luchtvaart kan ook voor het wegtransport een waardevolle aanvulling zijn. Beleidsdoelen en publieke taken Het beleidsdoel waar deze casus aan bijdraagt is het verbeteren van de veiligheid. Nederland is een distributieland; transport is belangrijk voor de Nederlandse economie. Daarvan is het vervoer van gevaarlijke stoffen in omvang niet groot maar wel noodzakelijk voor een groot aantal bedrijven. Voor hun bedrijfsproces zijn deze stoffen nodig. De onderstaande figuur geeft een overzicht van het vervoer van gevaarlijke stoffen in Nederland. De verwachting is dat het vervoer van gevaarlijke stoffen in de toekomst zal toenemen evenals de drukte op de weg, waarmee de kans op een incident met een auto geladen met gevaarlijke stoffen groter zal worden. De overheid vindt het belangrijk dat dit vervoer op een veilige manier kan blijven plaatsvinden zonder dat dit ten koste gaat van de concurrentiepositie.

44

Europese Overeenkomst betreffende het internationale vervoer van gevaarlijke goederen over de weg (ADR), Europese Overeenkomst betreffende het internationale vervoer van gevaarlijke goederen langs de Rijn (ADNR), Europese Overeenkomst betreffende het internationale vervoer van gevaarlijke goederen langs de binnenwateren (AND), Internationale Code voor het vervoer van gevaarlijke stoffen over zee (IMDG), RID, enz. 45 GROENBOEK betreffende satellietnavigatietoepassingen, EC.

111 / 138


Vervoer gevaarlijke stoffen over de weg in 2005 naar ADRklasse door Nederlandse ondernemingen [x mln; %]

149; 8% 108; 5% 126; 6% 9; 0%

4; 0% 186; 10%

46; 2% 11; 1% 38; 2% 6; 0% 47; 2% 54; 3%

1 Ontplofbare stoffen en voorwerpen 2 Samengeperste/vloeibaar gem. gassen 3 Brandbare vloeistoffen 4.1 Brandbare vaste stoffen 4.2 Voor zelfontbranding vatbare stoffen 4.3 Stof die met water brandb. gas ontw. 5.1 Oxiderende stoffen 5.2 Organische peroxiden 6.1 Giftige stoffen 7 Radioactieve stoffen 8 Bijtende stoffen 9 Diverse gevaarlijke stoffen 99 Klasse onbekend, niet in te delen

1198; 61%

Voor het vervoer van gevaarlijke stoffen wordt vanuit de overheid een afweging gemaakt tussen de verschillende belangen op het gebied van vervoer, veiligheid en ruimtelijke ordening. Dit is vastgelegd in de Nota ‘Vervoer gevaarlijke stoffen’. Dit is een afweging die in de toekomst steeds moeilijker te maken is omdat enerzijds het transport zal toenemen en anderzijds de vraag naar bouwgrond ook niet zal afnemen. Functies De rol van de (rijks)overheid ten opzichte van mede-overheden en de markt verandert. Meer en meer zaken worden decentraal geregeld: ‘decentraal wat kan, centraal wat moet’. Ook wil de overheid meer door de markt laten oppakken binnen de kaders die het Rijk stelt. De Nota Ruimte en de Nota Mobiliteit hebben als uitgangspunt: ‘markt waar mogelijk, overheid waar nodig’. Het kabinet wil na overleg met bedrijfsleven, infrastructuurbeheerders, provincies en gemeenten een Basisnet voor het vervoer van gevaarlijke stoffen vaststellen. Daarbij wordt een afweging gemaakt tussen ruimtelijke, vervoers- en veiligheidsbelangen. Het Basisnet omvat de infrastructuur die hoort bij het vervoer over spoor, weg en water46. Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat heeft in bovengenoemd kader het initiatief genomen om de haalbaarheid van een Meld- en Volgsysteem Gevaarlijke Stoffen (MVS) te bepalen. Oorspronkelijke opzet van dit MVS is in gezamenlijkheid met de overheid en het bedrijfsleven een methodiek te ontwikkelen waarmee een beter beeld van het vervoer van gevaarlijke stoffen verkregen wordt, de beschikbare gebruiksruimte gereguleerd kan worden én waarmee in het geval van een incident relevante partijen snel kunnen beschikken over gewenste, c.q. noodzakelijke ladinginformatie [38]. Nu de haalbaarheidsstudie is afgerond, beraden de betrokken departementen (VenW, BZK en VROM) zich op de verdere stappen.

46

Nota Vervoer gevaarlijke stoffen.


112 / 138

Actoren • Overheden (landelijk, provinciaal en gemeentelijk); • Hulpverleningsdiensten; • Wegbeheerders; • Transport en logistiek sector (vervoerders, verladers, brancheorganisaties). Informatiebehoeften navigatie Voor de overheid en voor de hulpverleningdiensten is het vanuit de eerder genoemde beleidsdoelen en publieke taken in het geval van een incident van belang te weten op welke locaties transporten met gevaarlijke stoffen zich bevinden en welke stoffen het betreft. Hier speelt een delicate balans tussen beschikbaarheid van informatie door de overheid en de weerstand van vervoerders om alle informatie (zoals bijvoorbeeld real time volgen van transporten) aan derden beschikbaar te stellen. Het is met name gewenst dat bij een incident de locatiegegevens en informatie over het transport op dat moment voor de hulpverleners beschikbaar worden gemaakt. De beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de informatie over de lading, het voertuig en locatie in geval van een incident dienen hoog te zijn. Concepten en informatiesystemen VenW heeft een haalbaarheidsonderzoek laten uitvoeren naar een viertal varianten van een melden volgsysteem (MVS) voor het wegvervoer van gevaarlijke stoffen47. Met een MVS kan worden gekozen voor het beschikbaar maken van verschillende soorten informatie. Dit kan beperkt zijn tot het centraal opslaan en online opvraagbaar maken van gegevens over lading, voertuig en stofeigenschappen, maar kan zich ook uitstrekken tot dynamische informatie over locatie en informatie over de technische staat van het voertuig (temperatuur, druk). In de keten is op diverse manieren al veel informatie beschikbaar. Het probleem van het huidige informatiesysteem is echter dat de beschikbare informatie slechts toegankelijk is voor specifieke actoren en maar zeer beperkt voor anderen, zoals in een noodgeval de hulpdiensten. Als het mogelijk is om de reeds aanwezige informatie te bundelen zullen alle actoren binnen de keten hiervan profiteren. In 2012 wordt het automatische incidentmeldingssysteem eCall ingevoerd. Het is mogelijk om in eCall de basisgegevens aan te vullen met beschikbare informatie over lading en voertuig. Hiernaast bieden fleet management systemen en andere systemen voor tracking & tracing van goederen van vervoerders inzicht in de locatie, status en soort van ladingen. In voertuigen van hulpdiensten worden steeds vaker systemen aangebracht, die de hulpverleners voorzien van bijvoorbeeld informatie over incidentlocatie, route erheen, gedetailleerd kaartmateriaal met o.a. kwetsbare objecten en benodigde gegevens voor de hulpverlening. Al deze systemen kunnen bijdragen aan het permanent verbeteren van de veiligheid. Daarom lijkt een MVS dat (in ieder geval gedeeltelijk) bestaat uit (een combinatie van) technische hulpmiddelen die in gebruik zijn of op korte termijn in gebruik zullen zijn, een haalbare kaart. MVS kan zowel worden ingezet voor het voorkomen van incidenten als voor het beperken en bestrijden van de gevolgen ervan. Tevens is het mogelijk om achteraf te achterhalen hoe alles gelopen is (evaluatie / nazorg / maatregelen ter verbetering).

47

Zie ook: Ir. P.L.C. Eijkelenbergh en Ir. Ing. B.J. van der Moolen; Haalbaarheidsonderzoek implementatie Meld- en Volgsysteem - Scenario’s Meld- en Volgsysteem; TNO-rapport 2007-D-R0923/C; 10 november 2007.


113 / 138

Voor- en nadelen satellietsystemen Het gebruik van GNSS voor plaatsbepaling in een MVS heeft als voordeel dat transporten met gevaarlijke stoffen op de weg en op het water door het gehele land – indien gewenst real time - kunnen worden gevolgd. De combinatie van Galileo en GPS zal een behoorlijke mate van redundantie bieden. Op het moment dat Galileo operationeel is, kunnen bestaande GPS-ontvanger binnen systemen worden vervangen door gecombineerde GPS/Galileo-ontvangers. Een bepaalde kwetsbaarheid blijft niettemin bestaan omdat beide systemen op hetzelfde concept zijn gebaseerd. Er zijn technisch gesproken twee alternatieven. Ofwel men past de Galileo PRS service toe dat een aanmerkelijk robuuster signaal biedt (in geval van problemen van radiotechnische aard) of men kiest naast GNSS voor een ander onafhankelijk concept als fall back optie, zoals bijvoorbeeld locatiebepaling op basis van mobiele netwerken of d.m.v. eLORAN. Daarbij moet men wel rekening houden met plaatsafhankelijke nauwkeurigheid. PRS is technisch gesproken een zinvolle optie (is ook een van de use cases voor PRS), maar de uitgifte van PRS-licenties zal naar verwachting zeer restrictief geschieden zodat PRS geen reële optie lijkt voor commerciële transportbedijven. Rol ministerie van VenW Mogelijke rollen van VenW zijn: • Bestuurder: Onderzoek laten uitvoeren naar welke gegevens hulpdiensten precies nodig hebben voor een snelle en doeltreffende hulpverlening, en hoe deze zijn toe te voegen aan de eCall informatie. • Bestuurder: Zorgdragen dat bovenstaand punt wordt geïmplementeerd via de eCall projectorganisatie bij het ministerie van BZK. • Bestuurder: Afhankelijk van de invulling van een MVS kan een rol zijn het (laten) opzetten van een onafhankelijke afdeling om de database te beheren, om op die manier de privacy te kunnen waarborgen (wie heeft toegang tot wat) evenals het doel waar deze informatie uitsluitend voor gebruikt mag worden. • Kennisregisseur/kennismakelaar: Afstemmen van internationale standaarden in internationaal overleg. • Kennisregisseur/kennismakelaar: Stimuleren van de ontwikkeling van speciale diensten in het voordeel van de sector. Bijvoorbeeld het gebruiken van tracking & tracing om de doorstroming van transporten van gevaarlijke stoffen soepel te laten verlopen cq oponthoud zoveel mogelijk te voorkomen.


114 / 138

Casus 5: Kwaliteitsimpuls persoonlijke mobiliteit Kwaliteitsimpuls persoonlijke mobiliteit appelleert aan de beleidsdoelstelling om bij Personenvervoer de reiziger snel, comfortabel en veilig van deur tot deur te brengen, en daarbij diverse vormen van vervoer te hanteren48. De essentie van deze casus is het centraal stellen van de reiziger bij mobiliteit. OV is daarbij belangrijk als alternatief voor automobiliteit. De strategie is het onder andere het aanbieden aan de reiziger van actuele geïntegreerde (gepersonaliseerde) reizigersinformatie: elke reiziger moet op ieder moment geïnformeerd kunnen worden over meerdere relevante alternatieven voor hoe hij zijn einddoel kan bereiken (end-to-end), bijvoorbeeld via de mobiele telefoon. Waar dit aan de orde is dient de reiziger zich te kunnen informeren over actuele wachttijden op de plaats waar hij zich bevindt en consequenties van vertragingen met suggesties voor reisalternatieven. Optimalisatie van Personenvervoer in Nederland vergt de participatie en onderlinge samenwerking van een groot aantal stakeholders (organisatorische uitdaging). De technische uitdaging ligt hier vooral op het gebied van vergaring en distributie van live informatie en het gebruik van standaarden. Satellietnavigatie is een belangrijke enabler en is in bepaalde situaties een knelpunt (o.a. binnen in voertuigen en in gebouwen), maar vormt in deze casus niet het grootste knelpunt. De belangrijkste toegevoegde waarde van satellietnavigatie is een betrouwbare wachttijdvoorspelling, het kunnen automatiseren van locatiegebonden reizigersinformatie en het bieden van locatiegebondeninformatie aan de reiziger (zoals overstap punten). Beleidsdoelen en publieke taken Publieke taken met betrekking tot personenvervoer zijn gedifferentieerd en bevinden zich op verschillende niveaus (landelijk, provincies en gemeenten). Gegeven de trend dat ook de publieke vervoerstaak in toenemende mate door bedrijven wordt verricht, heeft de overheid meer en meer voornamelijk faciliterende en inspecterende taken, Het eigenlijke vervoer is in handen van vervoersmaatschappijen of van de particulier zelf. Het relevante beleidsdoel is de reiziger snel, betrouwbaar (qua tijd), comfortabel, met respect voor pricacy, betaalbaar en veilig van deur tot deur te brengen. In beginsel zijn alle vervoersmodaliteiten daarbij van belang (fiets, auto, taxi, bus, tram, trein, metro, waterbus). Verwezenlijking van beleidsdoelen die er op gericht zijn het personenvervoer in Nederland te optimaliseren vergt derhalve veel overleg met stakeholders. Functies De primaire functie is de eigenlijke vervoersfunctie. Bij het OV komt hierbij de planning van vervoer en het bijhouden van roostermutaties. Dit zijn taken die bij de vervoersmaatschappij liggen. Een andere functie is informatievergaring en verstrekking over de toestand van de weg/infrastructuur (nieuwe wegen, omleidingsroutes, aanpassing verkeersregels, informatie over files en actuele reistijden). De wegbeheerder (gemeente, provincie, RWS) heeft hier een taak. Er is tevens een informatiebundeling, -verwerking, -opslag en –verspreidingsfunctie. Dit is een dienstverlenende taak met een intermediair karakter (tussen wegbeheerder, vervoersmaatschappijen en reiziger).

48

Nota Mobiliteit


115 / 138

Actoren • Beleidsmakers/politiek; • Vervoersbedrijven (NS, Connexxion, RET, taxibedrijven, etc.); • Wegbeheerders; • Belangengroeperingen (Rover, College bescherming persoonsgegevens, etc.); • Dataproviders (vaak Vervoersbedrijven en Wegbeheerders); • Serviceproviders (inclusief commerciële GNSS providers); • Telecomproviders; • Equipmentproviders. Informatiebehoeften Er is een keten vervoersaanbieder (Æ serviceprovider) Æ reiziger). De vervoersaanbieder moet van zijn voertuig(en) weten waar deze zich op een bepaald moment bevind(t)(en). De informatiebehoefte is dus plaats. Er is tevens behoefte aan informatie over de verwachte reistijd op (deel-)trajecten teneinde aankomsttijden bij haltes, transferpunten etc. te kunnen schatten. Deze informatie is nu al van wezenlijk belang voor de bedrijfsvoering van de vervoersaanbieder zelf (met name OV), maar deze is soms afhankelijk van andere informatiebronnen (de NS kent de locatie van iedere trein op ieder moment, een aumobilist kent alleen z’n eigen locatie). De service provider (als die aanwezig is) vormt de brug van vervoersaanbieder naar de reiziger. Hij moet zowel informatie krijgen over de plaats van voertuigen, verwachte aankomsttijden voor een opgegeven aankomstpositie, en hij moet weten waar de reiziger op dat moment is. De pure reisinformatiebehoefte van de reiziger is breed. De reiziger is niet geïnteresseerd in de lokatie van vervoerseenheden, maar in alternatieve vervoersopties en per optie de voorwaarden ten aanzien van beschikbaarheid. Bijvoorbeeld een betrouwbare predictie van de aankomsttijd van de tram/bus/metro/taxi/car pooler, informatie over de aansluiting, informatie bij vertraging, alternatieve routes, enz. Hiernaast heeft een reiziger nog andere informatiebehoeftes: ‘Points of Interest’ zoals hotels, restaurants, parkeergarages, tankstations en hun actuele beschikbaarheid en prijzen), routekaarten (voor fietsers, of voor het laatste stukje lopen vanaf een halte of parkeergarage), locaties van beschikbare zitplaatsen in het OV, beschikbaarheid van trein-taxi of OV-taxi inclusief manier van tijdig reserveren, en sociale informatie (waar zijn andere bevriende reizigers). Zie in dit verband ook de derde casus. Concepten en informatiesystemen Er zijn al vele commercieel verkrijgbare oplossingen om de automobilist actueel en integraal te begeleiden en te informeren (TomTom, etc.). Er zijn reeds initiatieven om de OV reiziger actueel en integraal te begeleiden en te informeren. Individuele vervoersmaatschappijen voeren verbeteringen door (met borden bij stations die aangeven hoe laat de volgende trein/metro/tram/bus aankomt). Er zijn samenwerkingsverbanden tussen vervoersmaatschappijen om de overstap tussen verschillende modaliteiten te vergemakkelijken. Ook zijn er verschillende initiatieven op het gebied van het aanbieden van persoonlijke reisinformatie. In Nederland is er inmiddels al het een en ander mogelijk, voor geheel Europa is dit nog toekomstmuziek. Bijvoorbeeld NS SMS, PRIO (Persoonlijke Reisinformatie Onderweg). In België komt in de tweede helft van het jaar een proef met persoonlijke reisinformatie van de


116 / 138

Belgische spoorwegen. Een goed voorbeeld van integrale informatievoorziening is de dienstverlening van de Reisinformatiegroep (private onderneming) die met 9292 de reiziger met een 0900 nummer of via (mobiel) internet eventueel in combinatie met SMS een portaal aanbiedt waarop actuele OV-informatie en reisadvies wordt verstrekt. Het volgen van voertuigen kan al op verschillende manieren, bijvoorbeeld via een Web applicatie waar op moet worden ingelogd, SMS-jes, GPS in het voertuig. Het volgen van dure auto’s van VIP’s met GPS-info bestaat ook al als dienst. In 2005 is het project IRIS Syntus O&O uitgevoerd (gepersonaliseerde en actuele reisinformatie voor het OV in de Achterhoek). Momenteel is TNO betrokken in het ECproject i-Travel. Andere voorbeelden van grote onderzoeksprojecten zijn Multitrac en PITA (Personal Intelligent Travel Assistant). Belangrijk aspect in deze casus is beschikbaarstelling van informatie conform afgesproken standaarden. NS heeft TomTom benaderd (2007) voor integratie van de trein-dienstregeling in TomTom’s, maar TomTom had geen interesse. Aan de andere kant wil de NS voorlopig nog geen live informatie over de treinenloop verstrekken aan derden. Hier ligt mogelijk een faciliterende/wetgevende rol voor de overheid. NS (personenvervoer) heeft OVR de wacht aangezegd en moet in 2011 op eigen benen staan; dat heeft grote impact op (geïntegreerde) reisinformatie. Voor- en nadelen satellietsystemen Ten aanzien van nauwkeurigheid biedt satellietplaatsbepaling de beste mogelijkheden. De positienauwkeurigheid alsmede de beschikbaarheid van het huidige GPS behoeft echter verbetering. Met name in verstedelijkt gebied en daar waar sprake is van overkapping van de weg (tunnels, etc) of in voertuigen als treinen, bussen, metro’s, kampt GPS met beschikbaarheidstekortkomingen. In die gevallen waarbij de reiziger zich bevindt in een publieke ruimte (stationsgebouw) of voertuig waarin GPS-ontvangst niet haalbaar is, kan de vervoerder deze dienst electronisch aan de reiziger aanbieden (indoor alternatieven voor GPS) zodat actuele positieinformatie beschikbaar is in zijn/haar persoonlijke eigen reisplanner toepassing. Galileo biedt duidelijk meerwaarde t.o.v. het huidige GPS omdat Galileo op zichzelf en de combinatie met GPS de nauwkeurigheid en beschikbaarheid van de actuele plaatsbepaling juist ook in bebouwd gebied vergroot (beter bestand tegen afscherming, reflecties en meer kans op gunstige satelliet geometrie). Overigens kan niet worden verwacht dat Galileo/GPS-ontvangers geen service degradatie meer vertonen in verstedelijkt gebied. Derhalve is Assisted GNSS in een dergelijke omgeving een zinvolle aanvulling. Galileo Open Service zou voor deze use casus volstaan. Rol ministerie VenW Er zijn een aantal mogelijke rollen van VenW: • Bestuurder: Stimuleren van electronische beschikbaarstelling door vervoersmaatschappijen van live informatie over de loop van treinen, bussen, etc. • Bestuurder: Overleg met gebruikersfora, vervoersmaatschappijen en service providers om tot nationale en internationale standaarden (iconen, berichten, etc) van OV-info te komen. • Facilitator experimenten: (Blijvend) ervaring opdoen (met betrokken stakeholders) in de vorm van proeven / pilots / experimenteren met systemen, zowel op Nederlands als Europees gebied.


117 / 138

Casus 6: Nood-, spoed-, en reddingsoperaties op het water (SAR) Bij maritieme hulpverlening, opsporing en redding kan satellietplaatsbepaling worden ingezet ten behoeve van het lokaliseren en identificeren van schepen en personen in nood, het sneller en veiliger maken van de SAR-operaties. Momenteel is GNSS reeds een belangrijk ondersteunend systeem voor het wereldwijde Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS). Deze casus gaat in op de toepassing van GNSS bij nood-, spoed- en reddingsoperaties op het water. Beleidsdoelen en publieke taken De overheid heeft een taak, voortvloeiend uit internationale (IMO) verdragen en regelgeving, gericht op een doeltreffende uitvoering van maatregelen gericht op de redding van mensenlevens op zee en de beperking van schade voor het mariene milieu en de kust. Hiervoor is nationaal regelgeving ontwikkeld zoals bv. de wet Bestrijding Ongevallen Noordzee. Ook zijn rampenplannen en noodprocedures opgesteld. Voor de uitvoering van de operationele taken is de Kustwacht verantwoordelijk. De Kustwacht is hiervoor ondergebracht bij het ministerie van Defensie, Koninklijke Marine. De beleidsmatige verantwoordelijkheid bij de respons bij ongevallen en incidenten op zee is primair een verantwoordelijkheid van het ministerie van Verkeer en Waterstaat. Aansturing van de Kustwacht namens de beleidskern DGLM vindt plaats door Rijkswaterstaat, directie Noordzee [39]. Functies Eén van de taken van de Kustwacht is het redden van mensenlevens op zee (Search and Rescue). Actoren • Ministerie van Verkeer en Waterstaat; • Ministerie van Defensie; • Kustwacht; • Scheepvaartsector (de scheepvaart zelf); • Reddingsorganisaties zoals de KNRM; • Nautische dienstverleners (zoals sleep- en hulpdiensten). Informatiebehoeften navigatie De informatiebehoefte bij nood-, spoed- en reddingsoperaties op het water bestaat uit het ter beschikking hebben van de locatie van mensen en schepen in nood en informatie over de situatie en het schip. Tevens is informatie van belang over de locaties van hulpverleners (schepen, vliegtuigen, helikopters) en schepen in de omgeving en die hulp kunnen verlenen. Concepten en informatiesystemen Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) is door de International Maritime Organisation (IMO) opgezet als een geïntegreerd communicatiendetwerk dat van satellieten terrestrische radiocommunicatie (HF, MF en VHF) gebruik maakt om ervoor te zorgen dat hulp uitgestuurd wordt naar elke plaats waar een schip met een noodsituatie zou kunnen worden geconfronteerd [1]. Cospas-Sarsat is een internationaal zoeken reddingssysteem ontwikkeld door de Sovjet Unie, de Verenigde Staten, Canada en Frankrijk dat werkt met vier geostationaire satellieten en een aantal (momenteel 5) satellieten in een lage baan


118 / 138

(LEO). Dit systeem ontvangt de signalen van noodradiobakens en geeft de locatie en identificatie door. Nieuwere noodradiobakens beschikken over een GPS-ontvanger, waardoor een nauwkeurige locatiebepaling kan worden doorgegeven. Er zijn plannen om dit systeem verder te verbeteren door ook satellieten in een Medium Earth Orbit (MEO), i.c. GPS en Galileo toe te voegen. Hiermee kan het noodsignaal sneller worden opgevangen en doorgegeven en de locatie nauwkeuriger en betrouwbaarder worden bepaald. Tevens kan een signaal worden teruggestuurd naar de noodradiobakens. De invoering van Galileo kan ook voor de pleziervaart, het meest betrokken bij reddingsoperaties verstrekkende gevolgen hebben. Een nauwkeurig middel voor positie en routering kan van levensbelang zijn bijvoorbeeld bij het inkomen van de havennaderingsgebieden naar de grote zeehavens, in de kustwateren en voor de oversteek van de Noordzee of tijdens passage van het Engels Kanaal. Een GNSS begeleide veilige route (optimalisering van het totale verkeersbeeld) en de inzet bij calamiteiten zijn nieuwe opties voor het beleid en uitvoering door betrokken overheids- en commerciële partijen. Deze toepassingen hoeven en zullen zich niet uitsluitend te beperken tot de hulpverlening aan de maritieme sector. Vergelijkbare resultaten zullen kunnen worden behaald tijdens noodgevallen aan land, bv. in afgelegen of onherbergzame gebieden. Hiervoor zijn echter andere ministeries (bv. Binnenlandse zaken) verantwoordelijk en zijn andere organisaties met de hulpverlening belast. Voor- en nadelen satellietsystemen De voorziene Search and Rescue Service van Galileo en uitbreiding van GPS maken het mogelijk de signalen van noodbakens over de gehele aarde vrijwel direct te ontvangen en een nauwkeurige positie door te geven. Het in de Search and Rescue Service van Galileo voorziene return link signaal maakt het tevens mogelijk contact te leggen met mensen in nood. Hierdoor zullen operaties gemakkelijker worden en naar verwachting het aantal valse alarmeringen verminderen, waardoor meer mensenlevens zullen worden gered [1]. Rol ministerie VenW Er is een aantal mogelijke rollen die kunnen worden uitgevoerd door de overheid/VenW: • Wet- en regelgever: adoptie internationale regelgeving in Nederlandse weten regelgeving en ontwikkeling van eigen beleid • Bestuurder: bestuurlijke afstemming; internationaal en nationaal • Facilitator experimenten: conceptontwikkeling Veiligheidsregelgeving voor de zeevaart komt met name in IMO en Europees verband tot stand [39]. De voorbereiding van toepassingen en applicaties wordt mede in IALA ontwikkeld. De rol van de Nederlandse overheid met betrekking tot het ontwikkelen van regelgeving en concepten zal dan ook gekoppeld zijn aan deze ontwikkelingen in internationaal verband. Naar verwachting zal de ontwikkeling van e-Navigation (binnen IMO en IALA) een impact kunnen hebben op de uitrustingseisen in het kader van het GMDSS. Dit zal uiteindelijk kunnen leiden tot modificatie van instrumenten en applicaties die in het kader van SAR momenteel worden benut. Voor wat betreft bestuurlijke afstemming geldt deze rol met name richting de partijen die betrokken zijn bij de Kustwacht die de operationele taken op dit gebied uitvoeren en


119 / 138

van daaruit functionele eisen en wensen hebben voor toepassing van GNSS bij nood-, spoed-, en reddingsoperaties op het water.


120 / 138

Casus 7: Navigatie schepen in havens, sluizen en geulen De open zee en binnenwateren worden wereldwijd het meest gebruikt voor het vervoer van goederen. De efficiëntie, veiligheid en optimalisering van het zeevervoer zijn essentiële kwesties waartoe GNSS kan bijdragen. De International Maritime Organisation (IMO) stelt ten behoeve van een wereldwijd radionavigatiesysteem voor de diverse fasen van de navigatie de eisen inzake positiebepalingsapparatuur49 vast voor wat betreft nauwkeurigheid, integriteit, continuïteit, beschikbaarheid en dekking [1]. Deze casus richt zich op navigatie van schepen bij benadering van havens, sluizen en vaargeulen, en het manoeuvreren daarin. In 2001 zijn tijdens het GALILEO voorbereidende Research & Development project SAGA de wensen, behoeften en gebruikerseisen voor toepassingen en applicaties (in lijn met IMO) vastgelegd. Beleidsdoelen en publieke taken Beleidsdoelen gerelateerd aan precisienavigatie van schepen in havens, sluizen en vaargeulen zijn: • Vlotter, betrouwbaarder (binnenvaart) en schoner (binnenvaart en zeevaart); • potentiële infrastructuur capaciteit (groei); • Betere benutting van de beschikbare vaarwegen (inclusief kleinere vaarwegen); • Oplossen specifieke knelpunten; • Verbetering verkeersbegeleiding • Optimalisering verkeersordening door verbeterd individueel vaargedrag; • Verbetering navigatie; • Stimulering ontwikkeling en gebruik van informatiediensten en -systemen. Functies Gerelateerd aan bovenstaande beleidsdoelen vervult de overheid verschillende functies. Deze hebben te maken met zowel de zeevaart als de binnenvaart als ook de economische rol die de havens spelen en inspectie en controle van transport over water. De aanwezigheid van de mainports en de goede prestaties van Nederland op het gebied van transport en logistiek zijn bepalende factoren in de aantrekkelijkheid van Nederland als vestigingsplaats [39], maar vanwege de geografische ligging en omstandigheden tevens als een transito vaargebied bij uitstek. Mede hierdoor is ook het beheer van de rijksvaarwegen één van de kerntaken van de Nederlandse overheid. Een specifieke functie van de overheid voor deze casus is het bieden van integraal verkeersmanagement (VTM - Vessel Traffic Management), met als specifieke interactieve instrumenten verkeersbegeleiding (VTS = Vessel Traffic Services) en beloodsing. De eerste functie speelt zowel voor de zeevaart als voor de binnenvaart. Specifieke aan navigatie gerelateerde functies van het bedrijfsleven zijn aan de ene kant toepassingen van navigatiesystemen en aan de andere kant de ontwikkeling en het aanbieden van dergelijke systemen.

49

Resolutie A.953(23) betreffende een wereldwijd radionavigatiesysteem en Resolutie A.915(22) betreffende maritiem beleid en eisen voor een toekomstig mondiaal navigatiesatellietsysteem.


121 / 138

Actoren • Regelgevers; • De maritieme/nautische gebruikers (scheepvaart); • Toeleveranciers; • Serviceproviders; • Vaarwegbeheerders; • Beleidsmakers/politiek; • Handhavers (verkeersinspectie, politie); • Dataproviders; • Equipment providers. Informatiebehoeften navigatie Voor navigatie in havens, sluizen en vaargeulen bestaat de informatiebehoefte uit een nauwkeurige positie (en koers, snelheid, routeplanning en afstanden en hoeken). Deze informatie kan worden weergegeven op een elektronische presentatiescherm (Electronic Chart Display and Information System: ECDIS50); hierop wordt een elektronische vaarkaart gepresenteerd (Electronic Nautical Chart – ENC - en voor de binnenvaart: Inland ECDIS), waarup-to-date kaartinformatie kan worden geïntegreerd en gepresenteerd. In IMO Resolution A.915(22), Revised Maritime Policy and Requirements for a future GNSS, 29 November 2001 zijn eisen opgenomen over de nauwkeurigheid en integriteit van plaatsbepaling [40]. Tabel C.7.1: Eisen vanuit de IMO en de VS aan nauwkeurigheid en integriteit voor navigatie.

Voor toepassingen in de binnenvaart zijn vereisten aan de nauwkeurigheid opgenomen voor verschillende toepassingen51.

50 51

De specificaties voor ECDIS zijn vastgelegd door de IMO. VERORDENING (EG) nr. 415/2007 VAN DE COMMISSIE van 13 maart 2007.


122 / 138

Tabel C.7.2: Overzicht van de vereiste nauwkeurigheid van dynamische gegevens (binnenvaart)52 .

Concepten en informatiesystemen Ten behoeve van de ondersteuning van de navigatie van schepen met een grote diepgang, is in 1998 in de aanloopgeulen van de grotere zeehavens een Differentieel Global Positioning System (DGPS) aanwezig. Dit systeem heeft een hoge positienauwkeurigheid53,54. Op de Noordzee is DGPS beschikbaar in de vorm van IALA-bakens. Daarnaast bestaan goede commerciële systemen zoals Omnistar (van Fugro). Op de elektronische vaarkaart kan informatie worden geprojecteerd, afkomstig van andere sensoren zoals radar en het Automatic Identification System (AIS). AIS is door de International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) van de International Maritime Organization (IMO) verplicht gesteld voor zeeschepen met een gross tonnage van meer dan 300 ton en voor alle passagierszeeschepen. Ook voor de binnenvaart wordt AIS beschouwd als een adequaat instrument voor automatische 52

VERORDENING (EG) nr. 415/2007 VAN DE COMMISSIE van 13 maart 2007. Afhankelijk van de situatie en ontvanger in de orde van 1 m of beter. 54 Zeevaartbeleid 1996 – 2007 - Een evaluatie van overheidsbeleid. 53


123 / 138

identificatie en voor de tracking and tracing van binnenvaartschepen. Ook in de binnenvaart zal de verplichte uitrusting met AIS naar verwachting niet lang meer op zich laten wachten. Een nauwkeurige GNSS-positie gekoppeld aan AIS kan schepen op een elektronische kaart een goed beeld geven van de verkeerssituatie en het vaargedrag van omliggende schepen. Ook de identiteit van deze schepen is bekend en daardoor zijn ze ook aanspreekbaar55. Tevens wordt dit concept gebruikt voor o.a. verkeersbegeleiding vanaf de wal (Vessel Traffic Services), zoals bijvoorbeeld de dynamische havenkaart van het Havenbedrijf Rotterdam. Sluiswachters kunnen baat hebben bij een eigen soort “fleetmanagement” applicatie bij de sluis. Sluiswachters geven nu aan welk schip naar welke sluis moet gaan, maar missen een overzichtskaart waarop de aanwezige schepen en hun vaarbewegingen staan. Ze kunnen dus niet controleren of hun orders worden opgevolgd. Voor de Europese River Information Services (RIS) in de binnenvaart kan gebruik worden gemaakt van AIS-informatie. RIS beoogt de doorstroming, flexibiliteit en snelheid van de binnenvaart te verbeteren door informatie beschikbaar te stellen over bijvoorbeeld waterstanden, sluisplanning en verkeersinformatie. Nauwkeurige plaatsbepaling kan ook worden gebruikt als onderdeel van een automatische piloot (in combinatie met een gyro-bochtenmeter) om bijvoorbeeld bochten stroomopwaarts te nemen zodanig dat het brandstofverbruik en de emissie minimaal zijn. Het koppelen met een slimme motor is eveneens een optie. Zo kan op basis van een routenavigatiesysteem op basis van een reistijdvoorspeller een advies worden afgegeven over de snelheid en het brandstofverbruik. De nabijheid van andere schepen en mogelijke obstructies zijn daarin belangrijke variabelen. Voor- en nadelen satellietsystemen Op basis van de eisen die IMO aan de nauwkeurigheid stelt, moet het in de toekomst voor havenbenadering in principe mogelijk zijn dit te doen met GNSS zonder augmentatiesignaal. Voor navigatie in de haven en bijvoorbeeld bij sluisbediening en brugbediening zal een augmentatiesysteem nodig zijn. Vandaag kunnen de operationele satellietnavigatiesystemen alleen niet aan de eisen voldoen (al hebben proeven gedurende de laatste jaren uitgewezen dat bijv. GPS na de uitschakeling van het Selective Availability signaal een positienauwkeurigheid van ca. 2-5 meter haalt), zodat er voor sommige toepassingen nog steeds augmentatiesystemen56 nodig zijn om de GNSS-prestatie te verbeteren, hoewel deze prestatiewensen formeel nog niet zijn erkend [1]. Op het moment dat Galileo operationeel is, biedt dit in combinatie met de andere GNSS, zoals GPS, Glonass en COMPASS een hogere integriteit, beschikbaarheid, betrouwbaarheid en nauwkeurigheid, omdat meerdere systemen en satellieten beschikbaar en compatibel zijn. In combinatie met aardse (bv. e-Loran) of satelliet augmentatiesystemen (bv. EGNOS) kan een hoge nauwkeurigheid voor precisienavigatie worden bereikt. Voor dit soort toepassingen kan de OS of CS van Galileo worden gebruikt, wellicht kan Galileo deze hoge nauwkeurigheid zelf leveren.

55

AIS komt eraan! Wat gaan we ermee doen?; ing. W.F.M. van der Heijden; TNO-FEL. Zoals WAAS en EGNOS (in de ruimte gestationeerde systemen voor het verbeteren van de GPSpositiebepaling in respectievelijk de VS en Europa) of de differentiële GPS-infrastructuur van IALA. 56


124 / 138

Rol ministerie VenW Er zijn een aantal mogelijke rollen van VenW: • Wet- en regelgever: adoptie internationale regelgeving in Nederlandse weten regelgeving en ontwikkeling van eigen beleid; • Bestuurder: bestuurlijke afstemming; internationaal en nationaal • Facilitator experimenten: conceptontwikkeling rond dynamisch verkeersmanagement en informatiemanagement (RIS, e-Navigation) Naast de operationele rollen van de overheid op het gebied van het op een verantwoord niveau houden van een veilige en vlotte doorstroming van het scheepvaartverkeer en het stimuleren van de mainports vanuit economisch perspectief ligt de specifieke rol voor deze casus op het ontwikkelen van regelgeving in internationaal verband, de ontwikkeling van integrale verkeersmanagement concepten, instrumenten en diensten in internationaal verband, alsmede het bijdragen aan innovatie in systemen en applicaties voor navigatie. Vanuit het verleden heeft de Nederlandse overheid bijvoorbeeld een rol gespeeld bij de ontwikkeling van AIS en RIS. Aansluitend op internationale kaders als IMO regelgeving, richtlijnen en aanbeveling van IALA (International Association of Marine Aids and Lighthouse Authorities) worden momenteel nieuwe impulsen gegeven aan de ontwikkeling van een wereldwijd VTM concept, waarvan e-Navigation als een integraal concept voor de ondersteunende instrumenten, processen en systemen een belangrijk ondersteunend onderdeel vormt. Nederland speelt hierin in internationaal verband een vooraanstaande rol en draagt actief bij aan de ontwikkeling van het concept e-Navigation, waarbij integratie en harmonisatie van navigatie-, communicatie- en informatiesystemen aan boord en aan de wal centraal staat [39]. Hierop aansluitend vormen regionale (EU) ontwikkelingen als SafeSeaNet en RIS (River Information Services) mede de basis voor de verdere ontwikkeling in Nederland van het concept voor verkeersmanagement, met aansluiting op havens en binnenwateren, en te voorzien in o.a. een optimaal informatiemanagement t.b.v. strategische, tactische en operationele besluitvorming Ook steunt Nederland initiatieven van de Europese Commissie (herziening van de Monitorrichtlijn t.b.v. een integraal verkeersbegeleidings- en monitoringysteem voor de zeevaart in Europa, verbetering van het SafeSeaNet ten behoeve van informatie-uitwisseling met havens en vaart op de binnenwateren). Tevens levert Nederland een bijdrage aan de ontwikkeling binnen het Europese Research & Development project MarNIS uit het 6de kaderprogramma) [39].


125 / 138

Casus 8: Vergroting verkeerscapaciteit Nederland (Schiphol & regionale vliegvelden) Deze casus betreft de behoefte tot vergroting van de verkeerscapaciteit van de verkeerscapaciteit in de lucht, mede in het licht van de ambities van de Nederlandse overheid met betrekking tot Mainport Schiphol, de maatschappelijk verantwoorde verwezenlijking daarvan en de betekenis en meerwaarde van satellietnavigatie daarbij. Beleidsdoelen en publieke taken Hoofddoelstellingen van de Nederlandse overheid inzake luchtvaart zijn: • Behoud c.q. verbetering internationale concurrentiepositie van Nederland; • Veilig, efficiënter en schoner (CO2 en geluid); • Ontwikkeling Schiphol op huidige locatie tot 2030; • Ontwikkeling van regionale luchthavens (zaken, toerisme, recreatie). De publieke taak van de overheid inzake luchtvaart betreft: • plannen luchtverkeer en –verkeersinfrastructuur; • begeleiding van het luchtverkeer (civiel en militair) dat zich binnen het Nederlandse luchtruim bevindt, ten behoeve van de veiligheid; • verkeersafhandeling op Nederlandse vliegvelden, in het bijzonder Schiphol; • toezicht op handhaving van de weten regelgeving ten aanzien van alle activiteiten binnen deze sector in Nederland. Wet- en regelgeving wordt in deze sector zeer sterk beïnvloed door internationale verdragen en afspraken, wat een remmend effect heeft op (technologische) innovaties. Het Nederlandse luchtvaartbeleid is in hoge mate gericht op Mainport Schiphol dat als 4e luchthaven in de ranglijst van Europa een voor Nederland belangrijke economische functie vervult (1-1.5% BNP). De uitdaging waar de Nederlandse overheid zich voor gesteld ziet is accommodering van de verder verwachte groei in het internationale luchtvaartverkeer en wel zodanig dat Schiphol op de huidige locatie daarin mee kan groeien (3% groei in passagiersvolume per jaar verwacht rond 2020) en zijn sterke positie als Main Port kan behouden of zelfs verbeteren, zeker tot het jaar 2030. Het Nederlandse luchtruim wordt drukker door de groei van het zakelijk en recreatief vliegverkeer en de opkomst van charters van kleine luchthavens. Het knelpunt hierbij is de beperkte capaciteit van de luchtcorridors door het kleine dichtbevolkte Nederland en in het bijzonder de geografische ligging van Schiphol aan de rand van metropool Amsterdam. Gegeven de steeds scherper wordende randvoorwaarden ten aanzien van ruimtelijke ordening, milieu en geluid, kan de verwachte groei beter opgevangen worden door een efficiënter en flexibeler gebruik van het luchtruim (dichter op elkaar, landings- en stijgingsnavigatie, betere planning, uitwijk vliegvelden). De voor de Nederlandse overheid leidende visie op de vereiste transformatie in de luchtverkeersleiding op Europese schaal is het Single European Sky (SES) framework57. De JAS 2020 studie58 geeft aan dat toepassing van de SES-doelstellingen op Schiphol resulteren in een verdrievoudiging van het aantal vliegbewegingen, een vertienvoudiging van de veiligheid, een 10% reductie in milieu-effecten en een kostenreductie van 50%.

57 58

Brief VenW aan TWK/5022208. JAS2020; perspective on future Ducth ATM system, september 2007.


126 / 138

Functies De overheid heeft in de luchtvaart een belangrijke uitvoerende taak namelijk verkeersbegeleiding, uitgevoerd door Luchtverkeersleiding Nederland (LVNL). LVNL draagt zorg voor een veilige en vlotte afhandeling van het luchtverkeer, in het bijzonder van en naar Schiphol. De belangrijkste kernwaarden daarbij zijn de veiligheid, de economie (in de vorm van capaciteit en punctualiteit), het milieu en het kostenniveau voor de gebruikers. De luchtverkeersleidingsfunctie van LVNL in relatie tot Luchthaven Schiphol bestaat uit Schiphol Approach (begeleiding in de regio Amsterdam) en Schiphol Tower (begeleiding plaatselijk te Schiphol). Begeleiding houdt in het coördineren van het inkomende en uitgaande vliegverkeer, het verstrekken van informatie, procedures en permissies aan piloten tijdens alle fasen van de vlucht in het betreffende gebied. Jegens de piloot heeft LVNL dus een dienstverlenende functie: de piloot, in dienst van een commerciele luchtvaartmaatschappij en gezagvoerder op een lijn- of chartervlucht, is eindverantwoordelijk voor de feitelijke vliegtuigmanoeuvres en de daarvoor noodzakelijke navigatiehandelingen (navigatierol is tegenhanger van verkeersbegeleidingsrol). Een belangrijke faciliterende functie van de luchthaven Schiphol/Amsterdam Airport is het aanbieden van een fysieke en electronische infrastructuur om op veilige en efficiente wijze starts, landingen en taxibewegingen van luchtvaartuigen mogelijk te maken. Actoren • Vliegtuigindustrie; • Avionica-industre; • Vliegtuigmaatschappijen; • Piloten; • Luchtverkeersleiding; • Luchtvaartinspectie; • Luchthaven Schiphol; • Regionale luchthavens. Informatiebehoeften De informatiebehoefte ligt eerst en vooral bij de piloot die zijn vluchtplan en de navigatie (al dan niet geautomatiseerd) dusdanig dient uit te voeren dat zijn vliegbewegingen onder alle omstandigheden veilig worden uitgevoerd en normaliter conform de door de verkeersleiding aangegeven voorschriften. De verkeersbegeleider heeft eveneens behoefte aan toestandsinformatie van alle toestellen (feedback), maar dat is in deze casus van secundair belang zoals later wordt verduidelijkt. De informatiebehoefte betreft in hoofdzaak een voldoende nauwkeurige, frequente en betrouwbare bepaling van positie (3D) en richtingsvector van het toestel. Wat “voldoende” is, is in enge zin afhankelijk van de fase waarin de vlucht zich bevindt en daarbij geldende voorschriften en in ruime zin afhankelijk van het toegepaste ATMconcept59. In het toekomstig ATM-concept dat men in SES voor ogen heeft en dus ook voor Nederland aan de orde is, wil men toe naar een technologieneutraal, op Navigation Performance gebaseerd verkeersmanagement concept60 dat belangrijke voordelen moet bieden qua flexibiliteit, efficiëntie en betrouwbaarheid, zowel voor de verkeersleiding als voor de vliegtuigen c.q. piloten, en waarmee een significante capaciteitsvergroting wordt bereikt onder voorwaarde van aangescherpte milieu- en geluidsnormen. Drie 59

ATM: Air Traffic Management. Het zogenaamde Performance Based Navigation, waarin met uitsluitend nog Required Navigation Performance (RNP) eisen specificeert. 60


127 / 138

belangrijke kenmerken die juist aangrijpen op de verkeersafhandeling in het gebied rondom de luchthaven (terminal area) zijn (1) de verkleining van de minimale separatieafstanden tussen vliegtuigen en (2) een grotere flexibiliteit ten aanzien van het vluchtprofiel. De technologie neutraal gestelde navigatiesysteemeisen voor de naderings- en landingsfasen zijn logischerwijs het meest stringent, rekening houdend met slecht-weer / slecht- zichtcondities. Een Categorie I (limited visibility) precisie nadering kent bijvoorbeeld een nauwkeurigheidseis van 16 meter horizontaal (95% nauwkeurig) en 8 meter verticaal (idem 95%). Categorie III kent de zwaarste navigatieeisen (zero visibility). Internationaal is op dit moment sprake van een grote diversiteit aan op legacy systemen gebaseerde navigatieprocedures. Voor de terminal areas (rondom luchthavens) werkt men voor het operationele luchtverkeer aan de adoptie van één radionavigatie standaard procedure, P-RNAV. Dit is een belangrijk maar eveneens moeizaam transitieproces, voornamelijk i.v.m. issues van regelgevings-technische en economische aard. Het is echter een tussenstap naar het uiteindelijk beoogde op Navigation Performance gerichte ATM-model. In KDC61-verband worden ism met universiteiten en kennisinstellingen, in lijn met deze roadmap, korte- en middentermijn oplossingen onderzocht en beproefd. In Europees verband wordt onderzoek gestart voor de toepassing van Galileo voor grote en regionale luchthavens. SESAR –Single European Sky Air Traffic Management (ATM) Research Binnen het Galileo KP7 onderzoek is nu extra aandacht voor de toepassing van de wereldwijde Galileo positioning and timing infrastructure voor de kleine luchtvaart. Concepten en informatiesystemen In de uitvoering van navigatieprocedures wordt de piloot ondersteund door radionavigatie. Daar zijn diverse typen systemen voor in gebruik gebaseerd op metingen aan radiosignalen die (m.u.v. GPS) door grondgebonden infrastructuren worden uitgezonden. Voorbeelden van deze systemen zijn VOR, DME, ILS, GPS. Grotere vlieguigen beschikken over een Flight Management Systeem waarop de verschillende (deels redundante) radionavigatiefuncties als sensoren zijn aangesloten en informatie aanleveren voor de navigatiecomputer. Voor- en nadelen satellietsystemen De internationale roadmap voor satellietnavigatie systemen met Galileo en GPS moet ertoe leiden dat satellietnavigatie het dominante navigatieconcept wordt voor de luchtvaart. Het GNSS framework dient overal op aarde te kunnen worden gebruikt (uniformiteit) en moet voldoen (in combinatie met bepaalde augmentatie-systemen) aan de zwaarste eisen ten aanzien van nauwkeurigheid, beschikbaarheid, en betrouwbaarheid. Certificatie is dus noodzakelijk, dit is nieuw voor de satelliet industrie. Dit leidt tot vereenvoudiging van grondinfrastructuren en tot vereenvoudiging van het navigatie- instrumentarium in vliegtuigen. Zo zou op langere termijn het kostbare ILS (Instrument Landing System) kunnen worden vervangen. Bepaalde aanvullende en back-up voorzieningen zullen nodig blijven, maar dat doet niet of weinig af aan de mogelijke uniformering en vereenvoudiging.

61 KDC: Knowledge Development Centre: Kennisconsortium tbv Mainport Schiphol. Deelnemers: KLM, Luchthaven Schiphol, LVNL.


128 / 138

Momenteel is sprake van een transitieperiode waarin GPS een rol speelt als add-on in een combinatie van navigatiefuncties. Een aantal beperkingen van het huidige GPS in de luchtvaart kunnen in Europa al voor een belangrijk deel worden weggenomen c.q. gereduceerd met EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) Safety of Life (SOL) Service dat waarschijnlijk vanaf 2008 gecertificeerd is en dus operationeel kan worden gebruikt. Er zijn inmiddels in Europa diverse testen gedaan met EGNOS dat specifiek is ontwikkeld ten behoeve van naderingsprocedures en het benadert de eisen voor de eerder genoemde Cat I nadering. Een vrij recent voorbeeld betreft een landingsexperiment in februari 2008 in Spanje in het kader van het FP6 project GIANT met EGNOS. Benutting van de EGNOS service vergt een EGNOS geschikte ontvanger aan boord van het vliegtuig. ESA claimt een verbetering van de nauwkeurigheid van de positiebepaling van 15-20 meter naar minder dan 2 meter. De piloot krijgt horizontale en verticale stuurinformatie en informatie over de betrouwbaarheid van de positiebepaling. Als de resultaten met GPS/EGNOS bij diverse testen succesvol zijn (dat lijkt het geval) dan hoeft men niet op Galileo te wachten om bepaalde procedures door te voeren die tot doel hebben de verkeerscapaciteit te vergroten. Met op termijn de verwachte coëxistentie van GPS/EGNOS en Galileo zal door de gecombineerde GPS/Galileo satellieconstellatie en de intrinsiek grotere nauwkeurigheid van Galileo, de nauwkeurigheid van de positiebepaling nog verder kunnen worden verbeterd. Om aan de eisen voor de zwaarste nadering- en landingsprocedures (Cat II en Cat III) te voldoen lijkt echter een grondgebonden augmentatiesysteem onontbeerlijk. Tevens biedt de coexistentie van beide concepten een belangrijk redundantie voordeel. De constellaties zijn onderling verschillend en integriteitsbewaking en doorgifte vindt geheel onafhankelijk van elkaar plaats. Een belangrijk nadeel van satellietnavigatie blijft het risico dat de ontvanger aan boord van het vliegtuig (moedwillig) kan worden gestoord. Het is tevens niet uitgesloten dat satellieten te maken krijgen met degradatie of uitval van functies ten gevolge van terroristische / militaire acties, maar dit zal hoogstens individuele satellieten betreffen. Back-up voorzieningen blijven noodzakelijk. Rol ministerie VenW Er zijn een aantal mogelijke rollen voor VenW: • Bestuurder: Nederland kan zich jegens de nieuwe landen binnen de Unie actief opstellen met betrekking tot overdracht van lessons learned teneinde in die landen het tempo van innovatie in ATM te stimuleren en daarmee het draagvlak binnen de EU voor SES te helpen vergroten. • Bestuurder/Kennisregisseur/kennismakelaar: VenW kan zich nog actiever bezighouden met de implementatie van het Europese SESAR-programma in de komende jaren in Nederland en daarbij de sector maximaal betrekken. Gegeven de unieke situatie in het dichtbevolkte Nederland en de soepele overlegstructuur heeft Nederland goede kansen om zich in Europa in de koppositie te begeven. De steun van KLM voor tempo in de implementatie van SESAR en de daarmee gemoeide modernisering van navigatieinstrumentatie aan boord van oudere typen vliegtuigen is vrij essentieel. Een heikel punt voor KLM en andere luchtvaartmaatschappijen zijn de kosten van migratie (retrofitkosten voor oudere typen vliegtuigen). VenW zou innovatie kunnen stimuleren door bijvoorbeeld luchtvaartmaatschappijen financieel tegemoet te komen (reductie landingsrechten Schiphol zoals ook is


•

• •

• • •

129 / 138

toegepast voor maatregelen geluidshinder) indien zij met EGNOS zijn uitgerust. Vooral KLM zal daar van profiteren. Wet- en regelgever/bestuurder: Het is van belang dat in Nederland het proces van bescherming en bewaking van GNSS-signalen is geborgd. Dit is van belang voor alle safety-of-life toepassingen in Nederland. VenW heeft hier een specifieke verantwoordelijkheid om er op toe te zien dat dit het geval is. De eerst aangewezen organisatie is Agentschap Telecom, maar in het licht van de spreiding van verantwoordelijkheden in Nederland ten aanzien van frequentiemanagement (Agentschap Telecom, Defensie, BZK, LVNL) en gegeven het transsectorale gebruik van EGNOS en straks Galileo verdient dit aspect bijzondere aandacht. Wet- en regelgever: Voor de luchtvaartinspectie is het van belang de GNSS ontwikkelingen zo vroeg mogelijk mee te nemen in het gehele proces van certificatie en inspectie van navigatiesystemen. Kennisregisseur/kennismakelaar: De innovatie op het gebied van ATM heeft impact op diverse deelgebieden: de planning van capaciteit en infrastructuur, de berekening van financiële modellen en van vervoersmodellen in samenhang met grondvervoer (passagiers,vracht), meetsystemen voor effecten en historische ontwikkeling, milieu modellen, veiligheidsstudies en alternatieven. Het proces van certificering en inspectie van navigatiesystemen. Het is van belang dat VenW (in het bijzonder LVNL en Luchtvaartinspectie) anticipeert op de uitstralingseffecten van deze innovatie in de komende jaren. Launching Customer: De Nederlandse overheid kan zelf het voortouw nemen door de eigen luchtvloot te moderniseren en uit te rusten met een GPS/EGNOS navigatiesysteem. VenW is in de positie dit te agenderen. Launching Customer: VenW wordt aanbevolen een strategie te ontwikkelen voor de implementatie van op GNSS gebaseerde lokale augmentatiesystemen op Schiphol Facilitator experimenten: VenW wordt aanbevolen om nationale experimenten en opleidingstrajecten met GPS/EGNOS te stimuleren, waarmee onder andere de operationele luchtverkeersleiding geleidelijk meer vertrouwd raakt met de verbeterde navigatieperformance van vliegtuigen die een herziening van de vigerende navigatieprocedures kunnen doorstaan.


130 / 138

Casus 9: Verhogen beschikbaarheid spoorinfrastructuur door verbeteringen van meetsystemen Doelstelling van de overheid is om het gebruik van het spoor te laten groeien met 5% per jaar62. Deze ambitie geeft een hogere druk op de beschikbaarheid van de spoor infrastructuur. Het intensievere gebruik van de infrastructuur leidt tot meer slijtage en kans op verstoringen, mogelijk zelfs met gevolgen voor de veiligheid van de reiziger. Ook zijn de regels voor het werken langs het spoor verscherpt. Als bij werkzaamheden en controles aan het spoor mensen worden ingezet moet per 1 januari 2008 het spoor uit bedrijf worden genomen. Dit verlaagt de beschikbaarheid van de infrastructuur. Voor beheer en onderhoud worden metingen aan de spoor infrastructuur verricht. Het efficiënt uitvoeren van metingen en monitoren van de status van de spoor infrastructuur leidt direct tot een hogere beschikbaarheid, veiligheid voor de spoorarbeiders en indirect tot vergroting van de veiligheid voor de reiziger. In deze case wordt ingegaan op het verhogen van de beschikbaarheid van de spoor infrastructuur door verbetering van meetsystemen. Een belangrijk project op EU niveau dat is gericht op het vergroten van de veiligheid op het EU spoorwegennet is ERTMS (European Rail Traffic Management System). Op ERTMS zal niet worden ingegaan in deze case, omdat plaatsbepaling geen kritische rol speelt bij de invoering van ERTMS; de invoering van ERTMS kent vooral problemen van politiek-bestuurlijke aard. Functies Locatie informatie speelt een grote rol bij het verrichten van metingen aan het spoor. Het gaat hierbij om de volgende functies, waar ter illustratie uitleg bij is gegeven. Dit zijn functies van ProRail (verderop staat uitgelegd wat de relatie tussen VenW en ProRail is). • Wisselschouw: er is wettelijk vastgelegd dat wissels elke twee weken moeten worden beoordeeld op veilige berijdbaarheid. Dit betekent voor een emplacement als bij Zwolle bijvoorbeeld dat elke twee weken tachtig wissels moeten worden bekeken. Op dit moment is hiervoor een kostbaar meetplatform gebouwd dat met digitale video de wissels van verschillende invalshoeken opneemt om later offline te beoordelen. Naast GPS is een nauwkeurige afstandmeter nodig om de plaatsnauwkeurigheid op het goede niveau te krijgen. Daarnaast is er een nabewerkingslag nodig om het werkelijk gereden traject te controleren. Met een betere plaatsbepaling kan de efficiëntie verhoogd worden. • Gladheidbestrijding: gedurende tien weken per jaar is er grote kans op gladheid op het spoor als gevolg van natheid en bladeren. Een van de oplossingen hiervoor is dat er een speciale gel op het spoor aangebracht wordt die de stroefheid vergroot. Deze gel mag absoluut niet op wisselsegmenten terecht komen in verband met de veiligheid. Het meetsysteem dat het aanbrengen van de gel aanstuurt maakt gebruik van GPS. Omdat de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van GPS op spoorniveau onvoldoende is wordt een veiligheidsmarge aangehouden die ervoor zorgt dat een soms een gedeelte van het spoor niet behandeld wordt als er zich in het nevenspoor een wissel bevindt. Juist in de nabijheid van stations waar veel wissels liggen en

62 Actieplan ‘Groei op het Spoor’, Uitwerking korte termijn kabinetsambitie, Ministerie van Verkeer en Waterstaat, 2007.


131 / 138

treinen optrekken/afremmen kan de gladheidbestrijding nog verbeterd worden door een hogere beschikbaarheid van satellietplaatsbepaling. • Rail inspectie: om vroegtijdig breuken of onregelmatigheden in spoorstaven op te sporen wordt met ultrasoon geluid de rails gecontroleerd. Om de locatie van anomalieën vast te leggen is nauwkeurige plaatsbepaling nodig (beter dan één meter). Ook hier geldt dat op dit moment naast GPS meerdere locatie meetsystemen gebruikt worden (die tegen hoge kosten geplaatst worden). Naast de hogere nauwkeurigheid en beschikbaarheid van Galileo, draagt ook redundantie bij aan het efficiënter en goedkoper opsporen van anomalieën. • Bovenleiding inspectie: vergelijkbaar met de rail inspectie geldt ook voor inspectie van de bovenleidingen dat op spoorniveau de locaties van problemen moeten worden vastgelegd (beter dan één meter) Het systeem brengt met een snelheid van 90 km/uur de bovenleiding in kaart door elke twee centimeter een opname te maken. Over deze functies kan samenvattend kan worden gesteld dat een betere beschikbaarheid en nauwkeurigheid van positiebepaling kan zorgen voor een efficiëntere en betere werking van dit soort meetsystemen. Beleidsdoelen en publieke taken VenW is verantwoordelijk voor de spoorinfrastructuur via de aansturing van ProRail. Dit verloopt via een beheerconcessie: het kader waarin jaarlijks een beheerplan met bijbehorende subsidieaanvraag tot stand komen. Hierin zijn KPI’s (kritische prestatie indicatoren) opgenomen op het gebied van betrouwbaarheid, kwaliteit en beschikbaarheid van de rail infrastructuur. VenW stuurt op deze indicatoren en bemoeit zich dus niet met de details en gaat niet over het ‘hoe’, behalve bij spoorwegveiligheid. Echter, de taken van ProRail met betrekking tot beheer en onderhoud moeten binnen bepaalde randvoorwaarden ten aanzien van veiligheid blijven met als gevolg een indirect effect op de spoorwegveiligheid. Bij de beoordeling van de jaarlijkse beheerconcessie wordt getoetst of de uitgaven verantwoord zijn, gegeven de stand van de techniek. ProRail is dus direct of indirect verantwoordelijk voor de operationele beschikbaarheid en de instandhouding van de kwaliteit van de spoor infrastructuur. Dit gebeurt deels aan de hand van het vastleggen van specificaties en (kwaliteits)criteria die vervolgens door aannemers of gespecialiseerde bedrijven worden ingevuld. De beleidsdoelen op het gebied van spoor zijn: • Gebruik van het spoor laten groeien met 5% van jaar • Reguleren op veiligheid; • Efficiënt beheer en onderhoud. De laatste twee doelen, regulering op veiligheid en efficiënt beheer en onderhoud, kunnen door innovatie verbeterd worden. Het efficiënter uitvoeren van metingen en monitoren van de status van de spoorinfrastructuur leidt tot een hogere beschikbaarheid, veiligheid voor de spoorarbeiders en indirect tot vergroting van de veiligheid voor de reiziger. Door het verhogen van de beschikbaarheid van de spoorinfrastructuur kunnen er meer treinen rijden (intensivering baangebruik). Deze efficiëntieslag kan voor een groei in het gebruik van het spoor zorgen. Actoren • Beleidsmakers / politiek


• • • • •

132 / 138

ProRail Vervoersbedrijven (NS, Syntus, goederen vervoerders) Inspectie (rail, bovenleiding) Belangengroeperingen (Rover) Transportsector

Informatiebehoeften In de keten [meten → inspecteren → acties voor beheer en onderhoud richting aannemers] is plaatsbepaling cruciaal. ProRail heeft voor de uitvoering van haar taken goede monitoring informatie nodig om optimale prestaties van de spoorinfrastructuur te kunnen borgen met zo min mogelijk treinhinder. De communicatie over beheer en onderhoudsmaatregelen met de diverse actoren verloopt op basis van locatie informatie. Bovendien is ProRail continu op zoek naar verbetering van technieken voor inwinning van gegevens waarbij het spoor niet (of in elk geval zo kort mogelijk) betreden hoeft te worden. De informatie verwerking gebeurt zoveel mogelijk offline. De monitor gegevens worden eenduidig vastgelegd op basis van locatie informatie. Concepten en informatiesystemen Voor de meetsystemen zoals eerder in deze casus beschreven wordt momenteel GPS gebruikt in combinatie met een aanvullend systeem, bijvoorbeeld een nauwkeurige afstandsmeter of een andere locatie meetsysteem. Vaak worden ook veilige marges aangehouden, zoals bij gladheidbestrijding, waarbij er geen gel op de wisselsegmenten terecht mag komen. Veel inspectiewerk van de railinfrastructuur gebeurt tot nog toe visueel door mensen. Dit is echter gevaarlijk en kan kwalitatief beter. Voor- en nadelen satellietsystemen Voor een volgende stap in de verbetering van meetsystemen is het belangrijk dat bij gelijke nauwkeurigheid en beschikbaarheid er goedkopere locatie informatie beschikbaar komt (de huidige systemen zijn erg duur). Galileo biedt hiervoor mogelijk een meerwaarde ten opzichte van GPS tegen lagere kosten: • Galileo biedt nauwkeuriger plaatsbepaling dan het huidige GPS; de huidige behoefte bij GPS aan augmentatie met “externe” systemen zal minder worden. Voor precisieplaatsbepaling (sub-com niveau) zal er behoefte blijven aan augmentatie; • Door het combineren van de signalen van Galileo en GPS is er hogere nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en beschikbaarheid en redundantie; • 10% a 25% van de spoorinfrastructuur is niet zichtbaar met GPS door bebossing, hoge bebouwing, tunnels en stationsoverkappingen. Galileo kan hier voor een verbetering zorgen. Echter, in tunnels of een overdekt station zijn aanvullende systemen nodig. Rol ministerie VenW Er zijn een aantal mogelijke rollen voor het ministerie: • Wet- en regelgever: toetsen, bijstellen en verankeren van criteria met betrekking tot operationele beschikbaarheid railinfrastructuur op basis van de mogelijkheden die moderne technologie biedt. Dit veronderstelt enige kennis van de technologie en de ontwikkelingen om een beoordeling van de criteria te kunnen maken. • Kennisregisseur:

133 / 138


o

o o

•

Stimuleren van innovatie door voldoende middelen voor nieuwe werkmethoden en systemen die gericht zijn op het waarborgen van operationele beschikbaarheid railinfrastructuur. Dit vormt een aandachtspunt gelet op omvang van de markt; Zorgen dat de kennis die elders binnen de VenW organisatie beschikbaar is (bijv bij RWS) beschikbaar is voor ProRail Zorgen dat de kennis met betrekking tot nieuwe werkmethoden en systemen beschikbaar komt voor de bedrijven die ProRail contracteert voor uitvoering van de werkzaamheden; Opstellen, afstemmen en bewaken van de onderzoeksagenda in diverse gremia voor de verschillende programma’s van EZ, ESA en Europese Kaderprogramma’s.


134 / 138

Casus 10: Toepassing onbemande vliegtuigjes voor monitoring- en inspectietaken Kleine vliegtuigen en helikopters (modelbouw afmetingen) zijn in staat om via afstandsbediening korte vluchten uit te voeren en tijdens de vlucht metingen, opnamen of registraties te doen van het aardoppervlak, van bepaalde objecten, enz. Die mogelijkheden worden bepaald door de sensoren waarmee het vliegende platform is uitgerust. Met een dergelijk concept is het in beginsel mogelijk om diverse monitoring en inspectietaken vanuit de lucht uit te voeren. Beleidsdoelen en publieke taken Monitoring, registratie en interpretatie zijn belangrijke activiteiten voor tal van operationele taken van VenW, en voor de Inspectie Verkeer en Waterstaat (IVW) in het bijzonder in het kader van handhaving van weten regelgeving waarvoor VenW beleidsverantwoordelijkheid draagt. De relatie met beleid ligt in het feit dat met verbeterde middelen voor monitoring en registratie, nieuwe maatregelen om bepaalde beleidsdoelen te realiseren, pas kans van slagen krijgen of bestaande maatregelen sneller, efficiënter of effectiever kunnen uitgevoerd. Een concreet voorbeeld van belang in de praktijk van Rijkswaterstaat is het sneller kunnen oplossen van een verkeersinfarct na een ongeluk door verbeterde methoden voor het monitoren van de lokale situatie en het nemen van de juiste verkeersbegeleidingsmaatregelen. Bij de Inspectie Verkeer en Waterstaat is het een lastige moeilijke balans om op economisch verantwoorde wijze de inspectietaak voldoende grondig te kunnen doen. De inzet van middelen die deze balans in positieve zin beïnvloeden blijft belangrijk. IVW heeft onder meer de opdracht meegekregen het toezicht doeltreffender te maken. Binnen de geldende budgettaire kaders kan dit alleen door middel van digitalisering en automatisering waar mogelijk. VenW is niet het enige departement waaronder inspectietaken van de overheid ressorteren. Die vallen voor andere terreinen bij bijvoorbeeld BZK (KLPD) en bij LNV (AID). Derhalve addresseert deze casus ook publieke taken van andere departementen dan VenW. Functies De primaire functies in deze casus betreffen monitoring, registratie en opsporing. Verder is er sprake van een exploitatie/beheersfunctie m.b.t. de vliegtuigjes.Tenslotte is analyse c.q. verwerking en interpretatie van meetgegevens aan de orde. Deze functies kunnen ofwel worden uitgevoerd door de dienst verantwoordelijk voor de inspectietaak of voor de operationele taak waarin monitoring vanuit de lucht ondersteunend is. De functies kunnen ook (deels) zijn uitbesteed aan gespecialiseerde bedrijven. Actoren • Dienst(en) verantwoordelijk voor de inspectie; • Eigenaar/exploitant van de vliegtuigjes (als dit niet de dienst zelf is); • Luchtverkeersleiding; • Luchtvaartinspectie; • Eigenaar van de grond gebruikt voor ad-hoc starts en landingen; • Industrie voor sensorsystemen;


• • • •

135 / 138

Industrie voor (modelbouw)vliegtuigen; Industrie voor command&control systemen voor onbemande vliegtuigen; Agentschap Telecom (radiografische besturing); Burgers.

Concepten en informatiesystemen Er zijn in Nederland reeds diverse trials gedaan (bron: Rijskwaterstaat) met onbemande vliegtuigjes voor waarnemingsdoeleinden. Mogelijke missies zijn: registratie verkeerssituaties, camerainspecties boven moeilijk toegankelijk gebied of van moeilijk toegankelijke delen van gebouwen en kunstwerken, dijkinspectie, etc. Het zijn kleine vliegtuigen of helicopters met een maximum gewicht van 25 kg die vallen onder de regeling modelvliegen. De systemen zijn portable, d.w.z. dat de inspecteur het vliegtuigje met instrumentarium in de auto kan meenemen naar de locatie waar de vlucht is gepland. De nominale maximale vlieghoogte voor deze categorie bedraagt 300 meter. De besturing van het vliegtuig geschiedt radiografisch, waarbij de regeling direct zich op het vliegtuig voorschrijft. Het vliegtuigje is uitgerust (de payload) met één of meerdere sensorsystemen. Er is onder andere ervaring opgedaan met camerasystemen, maar de uitrusting wordt uiteindelijk bepaald door de missie en wordt verder beperkt door het draagvermogen van het vliegtuigje. Tijdens de missie opgenomen data kan in het vliegtuig worden opgeslagen of direct via een aparte radioverbinding naar het grondstation worden gestuurd. De ruwe data dient doorgaans nog te worden verwerkt voor praktisch gebruik. Belangrijke performancecriteria bij dergelijke toepassingen zijn: • Actieradius en hoogte; • Maximale vluchttijd; • Nauwkeurigheid van de waarneming; • Reproduceerbaarheid van de missie en de waarneming; • Functionaliteit voor waarneming en registratie (type sensor, resolutie en zoom, etc.). Voor- en nadelen satellietsystemen Plaatsbepaling en navigatie zijn cruciale functionaliteiten in deze toepassing. Het is uit meettechnisch oogpunt van belang dat de positie en de stand van het vliegtuigje tijdens de vlucht zo nauwkeurig mogelijk bekend is. Op basis van way points kan het vliegtuigje op betrouwbare en reproduceerbare wijze een traject vliegen, maar dit vereist plaatsbepaling. Momenteel wordt daarvoor GPS gebruikt in combinatie met andere sensoren, wat redelijk goed functioneert. De nauwkeurigheid van de plaatsbepaling is echter beperkt en dit heeft invloed op de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van opnames. Met DGPS kan de nauwkeurigheid worden opgevoerd. Tevens is Galileo een goed alternatief voor stand-alone GPS en vergroot het de mogelijkheden. Aandachtspunt is ook hier de kwetsbaarheid voor GNSS. De huidige regelgeving verbiedt volledig op instrumenten te vliegen (direct zicht vereist). Op basis van GNSS-diensten op Galileo niveau, in combinatie met camerabesturing, is het voorstelbaar dat hiermee aan de veiligheidseisen kan worden voldaan en dat deze inperkende bepaling op termijn kan vervallen. Dit vergroot de haalbare actieradius bij een missie aanzienlijk en derhalve de toepassingsmogelijkheden, en de mogelijkheden voor opschaling.


136 / 138

Mogelijke Rollen voor Verkeer&Waterstaat Er zijn een aantal mogelijke rollen voor VenW: • Wet- en regelgever: Opstelling criteria voor certificering van deze categorie van systemen, met in bijzonder de mogelijkheid tot de uitvoering van missies volledig op instrumentnavigatie; • Wet- en regelgever: aanpassen regelgeving voor gecertificeerde platformen; • Launching customer: inzet van dit concept voor operationele taken; • Facilitator experimenten: continueren van de uitvoering van experimenten i.s.m. het bedrijfsleven.


D

137 / 138

Maatschappelijke kwetsbaarheid voor GNSS; voorbeeldscenario

Op een winterse dag maar onder relatief zachte weersomstandigheden met een stevige briesje uit westelijke windrichting, stappen heel vroeg in de morgen, rond de klok van 5 uur, in Kinderdijk vlakbij de Lekweg een paar mensen in een bootje en varen de Lek op. Eenmaal midden op de rivier gooien ze rond de klok van 5.30 enkele half open netten met plastic bolletjes overboord en varen weer snel terug naar de wal. De bolletjes verspreiden zich en worden met de stroom meegevoerd. Met de stroomsnelheid op dat moment van 1 meter per seconde in de lek/maas zouden de eerste bolletjes na ca 2,5 uur het centrum van rotterdam wel hebben bereikt. De bolletjes worden precies om 08.00 uur actief, als de ochtendspits in Rotterdam in volle gang is en veel forenzen de stad in komen om naar kantoor te gaan. In diezelfde nacht is er iemand met een vervalste ID-kaart in geslaagd in Europoort als verstekeling aan boord te komen van een tanker met een bulktransport van ammonia, bestemming Stockholm. Net nadat de tanker om 07.30 uur is uitgevaren richting de nieuwe waterweg volgt er door toedoen van de verstekeling een enorme explosie. Enorme hoeveelheden ammoniak komen vrij en het gas laat zich met de wind meevoeren richting de stad Rotterdam. Tegen 08.00 uur hebben de uitgeworpen bolletjes zich verspreid over de maas over een afstand van ruim 10 kilometer. Enkele bolletjes hebben de Willemsbrug gehaald. Precies om 08.00 uur worden de bolletjes op afstand geactiveerd. Elk bolletje is goed voor een specifiek stoorsignaal op een zorgvuldig gekozen frequentie. Na 08.00 uur zijn diverse GSM- en UMTS-frequentiekanalen gestoord evenals de GPS-frequentieband. In het hart van Rotterdam is daardoor een uur lang mobiel bellen en SMS’en problematisch en werken tal van plaatsbepalings- en navigatiesystemen niet meer naar behoren. Anna is op weg naar haar werk en rijdt over de Maasboulevard als zij om 07.30 een zware doffe dreun hoort verderop vanuit de richting waar ze heen rijdt. Ze besteedt er verder geen aandacht aan en arriveert om 07.45 op haar kantoor op het Blaak. Zij wisselt wat uit met collega’s over de klap die ze hoorde en iemand besluit Radio Rijnmond aan te zetten om te horen of er iets op het 08.00 uur nieuws wordt gemeld. Op dat moment werd op de radio inderdaad gemeld dat er in Europoort zich een explosie had voorgedaan met mogelijke gezondheidsrisico’s en dat men het beste binnen kon blijven tot nadere berichtgeving. Om 08.15 uur is er sprake van spoedoverleg tussen B&W, GHOR, GGD en de Havendienst Rotterdam over de in Europoort ontstane situatie. In hoog tempo wordt de situatie door experts geëvalueerd en wordt besloten tot evacuatie in verband met ernstige gezondheidsrisico’s door acute ammoniak-vergiftiging als de wolk na ca een uur boven de stad zou komen te hangen. Via de R/TV-rampenzender, het noodalarm en berichtgeving via SMS wordt men gealarmeerd.


138 / 138

Anna hoorde de sirene, smeed haar dossier op het bureau, pakte haar jas en maakte dat ze weg kwam, de auto in en snel naar huis of naar elders. Terwijl de naar de auto liep, belde ze haar man mobiel om hem te informeren, maar kreeg geen verbinding. Eenmaal op de weg kwam ze op Blaak heel snel vast te zitten in het verkeer. Ze raadpleegde zoals altijd haar navigatiesysteem, maar deze gaf regelmatig aan geen GPS-service te ontvangen, waardoor geen zinvolle aanwijzingen kreeg naar de nieuw opgegeven bestemming. Velen zitten in dezelfde situatie als Anna en raken geleidelijk in paniek. De hulpdiensten zijn sinds 08.30 volop in touw, onder leiding van de Brandweer. De politie heeft o.a. tot taak op diverse plaatsen in de stad het verkeer te regelen zodat men redelijk geordend de stad uit kon. In de gemeenschappelijk meldkamer Rotterdam Rijnmond wordt op een scherm bijgehouden waar alle eenheden van de hulpdiensten zich op dat moment bevinden. Daartoe worden normaliter frequent GPS posities doorgegeven en op het scherm getoond. Tot ontsteltenis constateert men vanochtend dat om nog onduidelijke redenen van de meeste eenheden geen positie-informatie kon worden weergegeven. Dat bemoeilijkte de coordinatie aanzienlijk omdat de posities nu ouderwets via C2000 moesten worden gerapporteerd en daar was men niet op ingesteld. Tevens waren er klachten binnen gekomen over problemen met mobiel inbellen. De verkeersregelaars te velde kregen weinig aanwijzingen en handelden naar eigen inzicht of probeerde met elkaar contact te houden over C2000. Het centrum van Rotterdam raakt snel verstrikt een verkeerschaos met alle gevolgen van dien.

Vraagarticulatie satellietplaatsbepaling en mobiliteit - Ter ondersteuning van doelen, taken en rollen van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat

Recommend Documents