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Los impactos tecnológicos e industriales de la Línea 9 del Metro de Barcelona6 de octubre de 2009
CONDUCCIÓN AUTOMÁTICA
Los impactos tecnológicos e industriales de la Línea 9 del Metro de Barcelona6 de octubre de 2009
CONDUCCIÓN AUTOMÁTICA
Los impactos tecnológicos e industriales de la Línea 9 del Metro de Barcelona6 de octubre de 2009
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍAS INDUSTRIAL Y AERONÁUTICA DE TERRASSA (UPC)
Estudiantes: 2300 Personal docente e investigador: 300Personal de Administración y Servicios: 70
Titulaciones impartidas:
Ingeniería Aeronáutica (de ciclo largo)Ingeniería Industrial (de ciclo largo)Ingeniería de Organización Industrial (de 2º ciclo)Ingeniería de Automática y Electrónica Industrial (de 2º c.)EEES: Septiembre de 2010:
- grado Ingeniería Aeroespacial + máster Ingeniería Aeronáutica- grado Ingeniería vehículos Aeroespaciales- grado Ingeniería en Tecnologías Industriales + máster Ingeniería Industrial
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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍAS INDUSTRIAL Y AERONÁUTICA DE TERRASSA (UPC)
Dobles titulaciones entre ETSEIAT y ESTACA (Paris):Ingeniero Aeronáutico-Ingeniero de FerrocarrilesIngeniero Industrial-Ingeniero de Ferrocarriles
Doble titulación entre ETSEIAT y ENSICA (Toulouse):Ingeniero Industrial-Ingeniero de Construcciones Aeronáuticas
Investigación y Transferencia de Tecnología:Grupo de investigación L’AIRE (Laboratorio Aeronáutico e Industrial de Investigación y
Estudios)
La ETSEIAT participa, como ente colaborador, en CETECAM
La ETSEIAT es miembro de RAILGRUP
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Dimetronic es la Compañía de señalización ferroviaria líder en España y Portugal, como
queda avalado con las cifras que se presentan a continuación.
METROS EN ESPAÑA
• Más de 400 Km de vía doble equipados con los Sistemas de ATP/ATO de
Dimetronic
• 1.400 equipos embarcados de ATP/ATO
ALTA VELOCIDAD EN ESPAÑA
• Lleida-Barcelona (220 Km); La Sagra-Toledo (25 Km); Madrid-Valladolid (200 Km);
Córdoba-Málaga (155 Km); Madrid-Valencia-Albacete (430 Km); Barcelona-Frontera
(150 Km).
• Suman un total de 1.180 Km.
• 770 empleados, de los cuales 450 son titulados universitarios
• 257 millones de euros de ventas (Marzo 2009)
PUESTOS DE MANDO EN ESPAÑA
• Adif: 14 de 20
• Metro de Madrid, FGV, FGC, Euskotren
DIMETRONIC
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• Sin duda, esta experiencia ha servido para que los sistemas de Dimetronic tengan
cada vez más presencia en los mercados internacionales.
En 2008 y 2009, DIMETRONIC ha conseguido contratos en:
TURQUÍA: Sistema ERTMS Nivel 1 en la Línea de Alta Velocidad Ankara-Konia.
ARABIA SAUDÍ: Equipos embarcados ERTMS para 8 trenes de Alta Velocidad.
ARGELIA: Enclavamientos electrónicos Westrace para la Línea 1 del Metro de Argel.
VENEZUELA: Sistema CBTC para la Línea 1 del Metro de Caracas.
BRASIL: Sistema CBTC para las Líneas 8, 10 y 11 de la Compañía Paulista de Transportes
Metropolitanos (CPTM) de São Paulo.
DIMETRONIC
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INNOVACION EN TODOS LOS AMBITOS DE LA INDUSTRIA : 3 GRANDES SECTORES
IndustryIndustria
Automatiz. IndustrialOsramMovilidad
Soluciones industriales
Tecnología de edificios Control de movimiento
SaludEnergía
RS. Material Rodante.
Servicios integradosMovilidad Urbana.
Tranvías
LocomotorasTrenesELIN EBG Tracción
Bogies
Soluciones para el
tráfico
TS. Soluc. Tráfico IL. Logística e
Infrestructuras.
Señalización y
Automatización
Ferroviaria RA
Electrificación y
Sistemas
de Telemando y
Detección
Sistemas completos
llave en mano Logística
Infraestructuras
Servicios integrados
IN. Soluciones de Infraestructuras.
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Señalización & ControlFerrocarriles
Centros de Control, Comunicaciones Ferroviarias Componentes
Enclavamientos
Señalización lateral
Accionamientos de agujas
Sistemas de detección de ocupación de vía
Sistemas de priorización y protección de cruces
ERTMS niveles 1 y 2
ATP/ATO; ATS/CTC
ATC’s para metros sin conductor
Telecomunicaciones ferroviarias
Sistemas de gestión de horarios
Mantecnología
Soluciones completas SIEMENS(llave en mano)
• RA (Rail Automation ) Siemens = primera empresa mundial de Señalización Ferroviaria y ATP/ATO/ATC
Señalización & ControlMetros y LRTs
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Aeropuertos y Puertos
(Sistemas navegación, comunicaciones, sistemas gestión)
Defensa
(comunicaciones)
Navegación y Defensa
Infraestructuras
Control y comunicaciones
Transporte
(aeropuerto, ferroviario puertos, autopistas,
túneles)
Edificación singular
(no residencial)
Industria
Automatización
Farmacéutica y Química
(procesos fabricación, proyectos MES)
Automatización
(líneas industriales, robotización pintura,)
Redes móviles
(TETRA)
Redes Fijas
(IP,MPLS,DWDM,PDH/SDH, WiMax)
Telecomunicaciones
Administración
Utilities, Operadores
Emte Sistemas desarrolla su núcleo del negocio aportando valor a soluciones enProyectos de Control de Instalaciones, Comunicaciones e Integración de Sistemas.
Ingeniería - Factoría de software - Integración de sistemas – Servicio mantenimiento
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• Instalaciones fijas (seguridad, información al viajero, control instalaciones)
• Comunicaciones en la infraestructura y también tren-tierra
• Puesto de control central: SCADA-SAE
MetroFerrocarrilAlta velocidadTranvía
Experiencia en la implantación tecnológica de proyectos ferroviarios
Soluciones asegurando valor en la gestión de la explotación bajo premisas de eficacia,sostenibilidad, mantenibilidad, eficiencia y coste, y dotando de calidad en el servicio alviajero en términos de seguridad, información, comunicación y confort:
TRainCom®
Soporte en la evolución del modelo ferroviario aportando soluciones que permitenobtener mejoras integrales orientadas al servicio ferroviario.
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OBJETIVOS Y CONDICIONES PARA LA CONDUCCIÓN AUTOMÁTICA
La Conducción Automática en una Línea de Metro Pesado es el eje en que se centra la Automatización de esta.
• Los objetivos son :
• Reducción errores humanos• Más seguridad tráfico circulación de trenes• Fiabilidad del servicio• Separación vía y andenes para los pasajeros evita accidentes, intrusión a vía, caída de objetos … • Seguridad de los pasajeros:
– Puertas de andén– Videovigilancia embarcada en tiempo real – Sistema de conducción “MTO”– Puesto de Control con operaciones diarias automatizadas
• Para obtener los beneficios derivados de una automatización es necesario tener :
• Un proceso que garantize una perfecta coordinación entre todos los sistemas de explotación y circulación
• Una tecnología avanzada que permita la comunicación entre todos los sistemas participantes• Una arquitectura de sistemas , con la adecuada madurez , experiencia probada y robustez que
permita los mayores grados de disponibilidad posibles, debido a no existir Conductores
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Línea 9: Funcionamiento del tren sin conductor (MTO)
Sistema de tránsito
masivo
«Sin conductor» AutomáticoAutomáticoAsistente
a bordoAsistente
a bordo
Convencional (ATP - ATO) Automático Automático Conductor Conductor
AutomáticoAutomáticoAutomático Automático
Convencional (ATP) Conductor ConductorConductorConductor
Movimiento del tren Parada en la
estación
Cierre de las
puertas
Recuperación
despuès de fallos
Línea 9 «MTO»
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Soporte a las operaciones
Soporte al mantenimiento
El conductor realiza las operaciones (de manera parcial o completa)
Las operaciones se
realizan
automáticamente
Transmisión en dúplex total y
continua entre equipos
Sistema «convencional»
(conductor o asistente a bordo)
Sistema «sin conductor»
El reto de un sistema MTO
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El Concepto de la Conducción Automática y la automatización de la línea se basa en :
- Un modelo operativo que asegure que la conjunción de sistemas cumple con el modelo y objetivos de la automatizacion. CETECAM
- Un sistema centralizado de gestión de todos los sistemas de la linea tanto relacionados con la Conducción Automática como los sistemas de Energia, Puertas de Andén, etc . Sistema PCC de EMTE.
- Un sistema de Gestion de los Trenes , con equipos tanto en via, como en el PCC y los trenes, que via radio localiza y controla la seguridad de la circulación de estos. Sistema ATC de Siemens.
- Un sistema de control de la seguridad de los movimientos / itinerarios del tren en la linea, así como los elementos de via ( señales, motores, circuitos de via ), que además permita el movimiento de trenes en modo degradado y el tráfico de trenes no equipados. Enclavamientos electrónicos de Dimetronic
UN MODELO DE COOPERACIÓN TECNOLÓGICA
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• Dentro del marco de colaboración de la ETSEIAT en el CETECAM ( Centro Tecnológico de Conducción Automatica de Metros ) , se ha trabajado en los siguientes proyectos asociados a la Automatización de la Linea 9.
• Procedimiento operativo de una línea automática sin conductor.El objetivo del proyecto es el diseño y creación de manuales de los procesos y normativa de operación de la L9.
• Estudio de la definición de las especificaciones técnicas de homologación de un sistema de conducción automática genérico.
Cuyo objetivo es establecer un procedimiento y un listado de requisitos que se deberían aplicar a los equipos involucrados en la conducción automática para obtener un certificado que garantice un uso seguro.
Simulador para la gestión eficiente del tráfico de trenes y la optimización energética en líneas de metro de conducción automática
El objetivo del proyecto es la obtención de un Modelo Operativo Virtual de la red de Metro para poder realizar simulaciones y optimizaciones del Plan de Circulación mediante sincronización del tráfico ferroviario en la red de Metro para minimizar el gasto de energía.
SIMUL9
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ALCANCE•Equipamiento hardware de los puestos de mando•Software de monitorización y control de los diferentes telemandos•Telemandos completos de Instalaciones Fijas, Transporte Vertical, Seccionadores de Catenaria y Material Móvil•Adecuación salas técnicas
SUBSISTEMAS GESTIONADOS•Energía•Puertas de Andén•Instalaciones Fijas•Transporte Vertical
•Incendios•Comunicaciones•Material Móvil•Control de Accesos
SUBSISTEMAS INTEGRADOS•Tráfico•Validación y Venta
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ARQUITECTURA GENÉRICA DE UN TELEMANDO
Adquisición de datos y control de dispositivos.
Concentrador estación. Obtiene datos de los diferentes PLCs para enviarlos al Scada
Servidor
SCADA
Red IP
Puesto
Operación
Concentrador
Estación
PLC
Dispositivo
Bases de datos de tiempo real. Proporciona la información a mostrar en los puestos de
operación o intercambiar con otros Telemandos. Incluye BBDD Histórica. Servidor primario en
PCC y secundario en PCE
Puesto de operador nativo
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PUESTO DE OPERACIÓN INTEGRADO
• Perfiles de operador• Tráfico (2)• Energía (2)• Estaciones (3)
• Protección Civil (1)• Atención al Viajero (1)• Coordinador (1)
Aplicaciones nativas(propia del
Telemando)Aplicación de integración
•Arquitectura genérica puesto operación
•Integración de comunicaciones:• Telefonía / Interfonía• Radio Tetra
• CCTV• Megafonía / Teleindicadores
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OBJETIVO : MEJORAR LA CALIDAD DEL SERVICIO
Puesto Operación Integrado• Entorno operación homogéneo• Identificación única (single sing-on)• Banalización puestos operación
Interacción entre sistemas• Coordinación en tiempo real de eventos y tareas en diferentes sistemas• Planificación y gestión global secuencias de órdenes
Integración información• Generación informes explotación integrados• Análisis de episodios (moviola)
Mayor facilidad y versatilidad operación
Respuesta eficiente ante incidencias
Mejora en el mantenimiento
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ATC CBTC – Siemens Trainguard MT CBTC• Basado en la experiencia acumulada durante más de 25 años en el desarrollo de sistemas de
automatización en el control de trenes tanto con como sin conductor.
• Verdadero cantón móvil, donde el punto de parada de un tren es la cola del siguiente tren. permitiendo el máximo acercamiento entre trenes en beneficio de un menor intervalo
• Con más de 15 referencias a nivel mundial, una de las soluciones más robustas y probadas del mercado de sistemas CBTC :
• Sistemas con bucles inductivos : Linea D Metro Lyon ( 1992 ) , Linea Meteor del Metro de Paris ( 1999 )
• Sistemas con transmisión radio :Reseñalizacion de la línea Canarsie del Metro de Nueva York , la Linea 1 de Paris, Linea 2 de Budapest , Paris Ouragan 3-5-9-10-12, Linea 1 de Helsinki, y lineas nuevas, en proceso de implantación , como son la Linea 9 del Metro de Barcelona , Budapest M4, Sao Paulo 4, Argel Linea 1, tanto en UTO como STO.
• Los más altos niveles de seguridad ( certificado con un nivel de seguridad SIL 4 CENELEC ) y manteniendo una alta disponibilidad media del 99.98%.
• El sistema permite su instalación y tienen referencias de instalación en todo tipo de material movil ( CAF, Bombardier, Rotem,Alstom, etc ).
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ATC CBTC – Siemens Trainguard MT CBTC
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Blanco de
seguridad
Velocidad de
control
Velocidad límite de
seguridad
ATP
BA
Cantón n°3
Velocidad real del
tren A
Cantón n°2
Límite de capacidad de un sistema convencional (ATP cantón fijo, distancia objetivo)
BBlanco de
seguridad
Velocidad de
control
Velocidad límite de
seguridad
A
Reducción del intervalo, sin perturbación, gracias al cantón móvil ( CBTC ):
Inicio de la perturbación
Liberación circuito de vía: Fin de la perturbación
Se reduce (mejora) la separación entre trenes
Cantón n°1
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2. La radio del tren B
transmite esa posición
() al ZC
3. El ZC calcula el blanco a proteger (),
como blanco móvil a una distancia de
seguridad detrás del tren B
4. La radio fija transmite
continuamente al tren siguiente (A)
ese blanco a proteger ()
5. El propio tren A calcula y aplica su frenado ATP,
evitando cualquier rebasamiento de su blanco a
proteger ()
RadioFija
RadioFija
RadioFija
Controlador radio WCC
ZONE CONTROLLER
OBCU RadioTren
B
OBCU RadioTren
A1. Mediante odometría,
el tren B mide continuamente su posición () (y corrige
tolerancias al leer esporádicamente balizas fijas)
Principio de funcionamiento, sistema CBTCEspaciamiento entre dos
trenes equipados con CBTC
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ZC’s
Radio
SAM
local PLCT
ATS
ENCEs
Red de
Comunicación
Comm´s.
Duplicadas
Otros
ENCE’s
PCAUX´s
duplicados
ARQUITECTURA GENERAL ENCE/ZC/ATS
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WPM 1
ROUTER 1 ROUTER 2
ZC / ATSRed Beta
Red Alfa
SWITCH 1
WPM 1WPM 1
..
ROUTER 1ROUTER 1
LOCALSAM
LOCAL
ROUTER 2ROUTER 2
PLCT
Red de Comunicación
WPM 2
SWITCH 1SWITCH 1
SWITCH 2
PC AUX 1 PC AUX 2
ON LINE HOT STAND BY
ON LINE HOT STAND BY
ARQUITECTURA ENCLAVAMIENTO – ZC - ATS
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Configuración del Westrace
:– Configuración general del ENCE (Westrace)
• Configuración dual en “Hot Stand By” de los
Módulos de Proceso del Westrace (WPM)
– Disponibilidad para la explotación
– Facilidad para el mantenimiento
» En caso avería del “Hot”, el
segundo toma el control del
enclavamiento de forma inmediata,
sin afecciones a la circulación
ENCLAVAMIENTO. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
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Entradas/salidas del enclavamiento
:
– Constitución de enclavamiento
• Módulo de proceso WNCM.
• Tarjeta VLOM. Tarjeta vital de salidas de lámpara/foco led
• Tarjeta VROM. Tarjeta vital de salidas paralelo
• Tarjeta VPIM. Tarjeta vital de entradas paralelo
ENCLAVAMIENTO. ARQUITECTURA DEL SISTEMA
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INVERSION GLOBAL• Inversión económica :
• Aprox. 81 millones €
• Inversión humana : Un equipo total de más de 200 personas han trabajado en el desarrollo,
suministro, instalación, pruebas y puesta en servicio de estos sistemas:
• PCC ( Emte ) : 50 personas
• ATC ( Siemens ) : 120 personas
• Enclavamientos ( Dimetronic ): 30 personas
• Modelo Operativo ( CETECAM / ETSEIAT ) : 25 personas