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Sistemas de telecontrol: Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios
Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios EnEn la compleja organización de las sociedades modernas, el buen funcionamiento de las infraestructuras y una explotación eficiente de las mismas juegan un papel esencial. En una parte muy importante, corresponde a los Sistemas de Telecontrol esa labor, muchas veces poco apreciada, de que las cosas funcionen bien. El suministro eléctrico, la puntualidad de los trenes, el buen uso de los recursos hídricos, por citar sólo unos ejemplos, descansan en buena medida en los Sistemas de Telecontrol. Las tecnologías disponibles, en particular en el terreno de las comunicaciones, proporcionan nuevas oportunidades de aplicación de estos sistemas, contribuyendo a mejorar el nivel de bienestar de nuestras sociedades. Podemos esquematizar cualquier sistema de telecontrol en un modelo de niveles. En todo Sistema de Telecontrol existe una serie de puntos, dispersos geográficamente y habitualmente desatendidos, en los cuales se ejercen funciones de control y supervisión local. Normalmente estos puntos, que constituyen lo que podemos denominar Nivel de Campo, se denominan como remotos. Puede tratarse de una Subestación eléctrica, de un túnel en una autopista o de un centro de comunicaciones radioeléctricas, por citar ejemplos típicos. Incluso puede tratarse de un domicilio o de una instalación tal como la sala de máquinas de un ascensor. Existen multitud de instalaciones donde puede ser útil y rentable disponer de un equipamiento electrónico con estas funciones. Para que un Sistema de Telecontrol pueda considerarse como tal, estas instalaciones remotas deben disponer de un medio de comunicación de datos con uno o más puntos centrales, que habitualmente están atendidos por personal, y desde donde se ejercen funciones de supervisión y control a ese nivel. El medio de comunicación tiene una importancia capital en el sistema, tanto en su aspecto económico como operativo, y constituye por tanto un importante Subsistema que conforma el segundo nivel del Sistema de Telecontrol. El tercer nivel es el formado por los Centros de Control desde los que se explota la información recogida, se gobierna la instalación de campo y se integra la función de Telecontrol en la actividad o negocio que la motiva. Puede, por tanto, esquematizarse un Sistema de Telecontrol con tres niveles muy característicos, tal como se representa en el esquema adjunto. Este artículo trata de ofrecer una panorámica de los Sistemas de Telecontrol desde dos puntos de vista. Por un lado, el punto de vista tecnológico, describiendo los aspectos técnicos propios de cada nivel del sistema, y cómo las tecnologías, tanto las ya disponibles como las emergentes, ofrecen soluciones con prestaciones crecientes y posibilidades de aplicación cada vez mayores. Por otro lado, el punto de vista de las aplicaciones y del negocio. Los sistemas de telecontrol encuentran nuevos campos de aplicación y contribuyen muy significativamente a la mejora de la eficiencia de los servicios y al bienestar de las personas. Ambos aspectos aparecen intencionadamente mezclados en la exposición: al hilo de las consideraciones sobre las tecnologías y características de las partes del sistema, se mencionan ejemplos significativos desde el punto de vista de las aplicaciones y el negocio. No puede tampoco pasarse por alto en esta visión panorámica el importante peso que el propio Telecontrol tiene como actividad productiva, y en la que España puede enorgullecerse de tener una posición más que digna en los mercados mundiales. España ha sido y es un país destacado en la aplicación de los Sistemas de Telecontrol, particularmente en el sector de los servicios basados en infraestructuras fijas extensas: redes eléctricas, oleoductos, redes de comunicaciones, transporte ferroviario, autopistas, captación y distribución de agua, etcétera. Ello ha dado lugar a una oferta de Sistemas de Telecontrol, basada en empresas españolas que han desarrollado su propia tecnología, especializándose más o menos en determinados componentes de los sistemas, o por dominios de aplicación, y compitiendo con éxito tanto en el mercado interno como en el ámbito internacional. Hoy por hoy la industria española tiene una presencia y peso indudable en el mercado internacional de Sistemas de Telecontrol, tanto en su faceta de productos como en los aspectos de ingeniería de aplicación e integración de sistemas. Aunque no es facil delimitar las fronteras de lo que se entiende por un Sistema de Telecontrol, una estimación razonable del negocio que supone para las empresas españolas está en varios cientos de millones de euros anuales. El crecimiento de esta industria pasa por aprovechar las oportunidades ligadas al desarrollo de nuevas infraestructuras, pero también a aplicaciones latentes que serán viables gracias a las reducciones de costes de los equipos, a la creciente implantación de la electrónica en todo tipo de aplicaciones, y sobre todo al uso de Internet y de las nuevas redes de comunicaciones móviles. Equipos Remotos de Telecontrol Conviene distinguir en este análisis los tres niveles reseñados en la anterior introducción, ya que presentan requerimientos muy dispares. Aunque el tipo de aplicación influye notablemente, puede decirse que cada uno de los niveles del Sistema presenta generalmente unos requerimientos similares, lo que da lugar a la aplicación en cada nivel de determinadas tecnologías. Empecemos por el nivel de campo. Dos son las características más fundamentales propias de este nivel: se trata de ubicaciones generalmente desatendidas, y además geográficamente dispersas. Esto exige a los equipos unos exigentes atributos de fiabilidad y robustez. Los equipos remotos de telecontrol deben trabajar de forma continua, ofreciendo un servicio ininterrumpido en condiciones que muchas veces distan mucho de ser las habituales en ambientes acondicionados: condiciones climáticas extremas y altos niveles de perturbaciones electromagnéticas son habituales en estos entornos. Dependiendo de las aplicaciones, se requieren muchos otros atributos, como protección mecánica adecuada, incluso contra vandalismo, bajo consumo energético y bajo coste, entre otros. Una característica habitual en los equipos remotos de telecontrol es la exigencia de tratamiento de informaciones críticas en tiempo. En el aspecto funcional, los equipos remotos ofrecen cada día funciones más sofisticadas. Hay que distinguir dos facetas básicas: el control local y la supervisión orientada al telecontrol. El control local se realiza con independencia de la función de telecontrol. A veces, son equipos independientes los que realizan cada una de estas funciones, pero se tiende cada vez más a la integración de múltiples funciones en los equipos, o bien a la integración de múltiples equipos de campo en redes locales. Por este motivo, el equipamiento de campo es cada vez más un sistema multifuncional, integrando una gama de funciones que se complementan para lograr la máxima eficacia y productividad de la explotación. Hay una serie de funciones genéricas, de carácter horizontal, presentes habitualmente en estas instalaciones, independientemente de su sector de aplicación: • Medida y captación de informaciones del proceso bajo control: medidas eléctricas y de otros parámetros físicos, posiciones de elementos, etcétera. • Actuaciones sobre las instalaciones: apertura y cierre de válvulas e interruptores, establecimiento de consignas, entre otras. • Detección de cambios significativos, y asignación a los mismos de etiquetas de tiempo y niveles de prioridad, a efectos de su tratamiento como incidencias y posible envío prioritario al Centro de Control. • Cálculos estadísticos sobre períodos temporales establecidos, y archivo de estas informaciones • Automatismos locales Otras funciones son más específicas para determinados sectores de aplicación, y en general están soportadas por equipamiento dedicado. Citamos tan solo unos ejemplos representativos: • Equipos de protección para instalaciones eléctricas de alta y media tensión: líneas, transformadores, etc. • Control de señalización en sistemas ferroviarios (enclavamientos) • Equipos sujetos a la normativa metrológica legal • Correctores de volumen de gas Las soluciones para el equipamiento de campo son por tanto muy variadas y cada vez más integradas, pero desde el punto de vista del Sistema de Telecontrol, en cada ubicación remota hay un equipo que, entre otras funciones, tiene como misión proporcionar el acceso remoto, tanto para proporcionar informaciones como para recibir mandos, y de esta forma integrar el equipamiento de campo en el sistema de telecontrol. En el aspecto tecnológico, en el nivel de campo encontramos equipos electrónicos compactos basados en microprocesadores, y que ejecutan sus programas bajo control de sistemas operativos multitarea de tiempo real muy eficientes, lo que les permite dar un tratamiento con respuesta temporal garantizada. La eficiencia se traduce también en el empleo de una reducida cantidad de memoria y la no necesidad de elementos de almacenamiento masivo como discos, todo ello muy importante por razones económicas y de robustez mecánica y ambiental. El coste de los equipos de campo suele tener un peso muy importante en el coste global del Sistema, y por este motivo es un aspecto que ha de ser optimizado. Los Sistemas han ido teniendo una penetración creciente conforme el coste de los equipos remotos ha ido disminuyendo gracias al abaratamiento de las tecnologías empleadas. Atributos de especial importancia en los equipos remotos de campo son las llamadas RAMS. Estas siglas en inglés están formadas con las iniciales de Reliability (Fiabilidad), Availability (Disponibilidad), Maintenability (Mantenibilidad o Facilidad de Mantenimiento) y Safety (Seguridad). Estos atributos tienen una incidencia muy directa tanto en el coste global del Sistema como en el grado de servicio ofrecido. La Seguridad, por su parte, se refiere a la garantía de que el sistema no provoque situaciones peligrosas para las personas ni para las instalaciones bajo control o relacionadas con ellas. La fiabilidad del software es esencial en estos equipos, por su funcionamiento continuo y dado que cada vez realizan funciones más complejas y críticas. Por la variabilidad del entorno de operación y los aspectos de tiempo real, la garantía de fiabilidad del software no puede descansar solamente en las pruebas, sino además en la aplicación de metodologías apropiadas en el proceso de desarrollo. En resumen, se requieren en la mayoría de los Sistemas de Telecontrol equipos remotos de campo con unas características extremadamente exigentes, pero a un coste competitivo que haga rentable y atractivo el sistema. Las comunicaciones Si en un Sistema de Telecontrol los Equipos Remotos son los sentidos y el Centro de Control el cerebro, las comunicaciones son los nervios del sistema. En muchos casos son el condicionante máximo que marca la viabilidad técnica y/o económica de su implantación. Los Sistemas de Telecontrol se han caracterizado históricamente por adaptarse a los sistemas de comunicación disponibles en cada momento. Esto ha hecho que las tecnologías de comunicaciones hayan condicionado en gran medida el despliegue de los Sistemas de Telecontrol. Hasta hace no muchos años, la capacidad de transmisión de las redes realmente disponibles para el Telecontrol solía ser muy limitada, y la forma de superar esa limitación es el empleo de protocolos específicos para el telecontrol. Las comunicaciones pueden analizarse, por tanto, en dos facetas principales: el medio de transmisión y los protocolos. Medios de transmisión Uno de los campos donde primero se desarrollaron los Sistemas de Telecontrol fue el Sector Eléctrico, y precisamente uno de los factores que hicieron posible ese desarrollo fue la implantación de redes de comunicaciones, propiedad de las empresas eléctricas y en buena medida soportadas sobre la propia infraestructura de líneas de transporte y distribución de energía. Estas redes se crearon para proporcionar comunicaciones vocales a los diferentes centros (centrales, subestaciones, etc), y al mismo tiempo se utilizaron para la transmisión de datos de los sistemas de telecontrol. Las redes implantadas hace años se basaban en buena medida en técnicas de ondas portadoras sobre los conductores eléctricos de potencia (PLC, siglas de Power Line Carrier) y radios monocanales, y proporcionaban capacidades de transmisión de datos bastante limitadas, en general no superiores a 1200 bits por segundo para cada canal, en muchos casos compartidos entre gran número de Estaciones Remotas. Hoy en día, y por motivaciones muy diversas, hay un gran despliegue de líneas de transmisión de alta capacidad basadas en fibra óptica, no sólo en empresas eléctricas, sino en otras muchas infraestructuras (canalizaciones de gas, ferrocarriles y autopistas, entre otras), y ello facilita el uso económico en los Sistemas de Telecontrol de comunicaciones dedicadas de mayor capacidad. Los sistemas en muchos casos exigen comunicaciones permanentes con los equipos remotos, debido a la rapidez de reacción exigida. Puede ser crítico, por ejemplo, que una situación anómala sea conocida y tratada en el Centro de Control en muy pocos segundos. En algunas aplicaciones las informaciones procedentes del campo son sólo significativas si son muy recientes. Por ejemplo, en los sistemas eléctricos, que son de por sí de reacción muy rápida a cualquier cambio de situación (por ejemplo, la desconexión de una carga importante). En los Centros de Control eléctricos sólo puede mantenerse actualizado el estado de la red si las informaciones recogidas son muy recientes, y esto es importante para el correcto funcionamiento de aplicaciones tales como el Control Automático de Generación (AGC). Hay sin embargo muchas aplicaciones en las que las comunicaciones se utilizan de forma discontinua. Por ejemplo, la Estación Remota envía datos al Centro de Control en caso de detección de una alarma, anomalía, u otro suceso catalogado como suficientemente relevante. En estos casos también es usual que uno de los extremos haga llamadas periódicas a intervalos largos, incluso sin haber alarmas, para verificar que las comunicaciones están disponibles. En estos casos que no exigen comunicaciones continuas, suelen utilizarse redes, públicas o privadas, con establecimiento de llamada. El caso más típico es la propia red telefónica básica, utilizando modems convencionales. Actualmente se utilizan también en estos casos los mensajes cortos (SMS) de las redes GSM, y la transmisión de datos en GSM con establecimiento de llamada. La aproximación más tradicional a la hora de construir una red de comunicaciones para un sistema de telecontrol ha sido utilizar enlaces dedicados de diversa tecnología, o bien líneas conmutadas con establecimiento de llamada, o una combinación de ambos. Actualmente se está extendiendo ya el uso de redes de datos de área extensa (WAN), en general basadas en protocolo IP, para las aplicaciones de telecontrol. El uso de estas redes conlleva importantes ventajas sobre la mencionada aproximación tradicional: • Sirve indistintamente para flujos continuos o discontinuos • En general permiten una gran capacidad de transmisión en relación a las necesidades del telecontrol • Facilidad de construir redes multiservicio, mejorando la rentabilidad • Facilita las labores de gestión de la propia red de telecontrol y de sus equipos. Los sistemas hacen uso por tanto de toda una variedad de medios. La elección del medio de transmisión tiene condicionantes de adecuación técnica, de disponibilidad, pero también de carácter económico. Tanto el coste de implantación como los costes regulares de mantenimiento y explotación (por ejemplo, por cuotas o alquiler de líneas) deben ser considerados y tienen un peso muy importante en la rentabilidad, y a veces en la propia viabilidad, del Sistema de Telecontrol. En otras ocasiones limitan el nivel de desarrollo de una red, ya que resulta económico telecontrolar los puntos de mayor trascendencia para la explotación, pero los elevados costes de comunicación pueden no justificar extender el telecontrol a puntos de menor nivel. Afortunadamente la creciente disponibilidad de múltiples medios de comunicación, la ampliación de sus despliegues geográficos, la mayor competencia y los menores costes son tendencias claras en el desarrollo actual de las redes de comunicaciones y ello seguirá facilitando la extensión de los sistemas de telecontrol. En este punto procede un breve comentario sobre el impacto de Internet y de las nuevas redes móviles de datos en el Telecontrol. Internet ha permitido de momento en el telecontrol, sobre todo, optimizar la explotación de los datos elaborados por los Centros de Control, ya que facilita el acceso a los mismos, pero tiene aún un importante potencial de desarrollo para facilitar la comunicación con el nivel de campo. En buena medida los aspectos de fiabilidad y seguridad han retrasado su uso en esta parte de los sistemas, además de los aspectos de respuesta temporal y accesibilidad geográfica. Los nuevos despliegues de redes móviles de datos abrirán nuevas aplicaciones de interés en el terreno del Telecontrol. Sus características le permiten mantener comunicaciones tanto de carácter continuo como discontinuo, y el reducido flujo medio de datos que precisan muchas aplicaciones de telecontrol puede hacer económicamente atractivo su uso. Otro factor que debería facilitar un mayor despliegue en algunas redes de telecontrol es la proyectada extensión de infraestructuras de comunicaciones de datos al ámbito rural, dado que en este entorno se ubican muchas instalaciones de interés. Protocolos Como se ha dicho, hace no muchos años la mayoría de los sistemas de Telecontrol críticos debían trabajar con criterios de tiempo real muy estrictos, sobre redes de comunicaciones de baja capacidad y muchas veces con tasas de errores importantes. La utilización de protocolos de comunicaciones específicos ha permitido desde los comienzos de los sistemas de telecontrol proporcionar las funciones exigidas a los sistemas, cumpliendo además otros requisitos muy importantes: • Eficiencia en el uso de los medios de transmisión: permite conseguir respuestas muy rápidas con redes de comunicaciones de capacidad limitada. • Integridad de las informaciones: las informaciones proporcionadas deben ser muy fiables, siendo inadmisible que errores en la línea puedan ocasionar la entrega de informaciones degradadas. • Seguridad en la operación: ningún defecto en el sistema de comunicaciones debe ocasionar situaciones peligrosas. En concreto, errores de transmisión nunca deben ocasionar la emisión de mandos indebidos. De hecho, muchos sistemas siguen trabajando sobre redes de baja capacidad y calidad de servicio poco óptima. En todo caso, el buen uso de los recursos de comunicaciones es siempre importante y de ahí que los sistemas sigan planteándose en general sobre protocolos específicamente orientados al Telecontrol. En la última década ha habido una fuerte demanda por parte de los usuarios de los sistemas, sobre dos atributos importantes: normalización e interoperabilidad. Hoy en día existen protocolos normalizados para el telecontrol, en general específicos para los diferentes dominios de aplicación. En el sector eléctrico por ejemplo tiene gran aceptación el protocolo IEC-870-5, que además se está utilizando en otros sectores de aplicación. Los protocolos normalizados de Telecontrol facilitan el objetivo de conseguir la interoperabilidad en los sistemas: permitir que las Estaciones Remotas puedan ser de múltiples fabricantes, y que el Centro de Control sea de un fabricante diferente, si así se desea. Existen protocolos cuya normalización es “de facto”, es decir, por su aceptación generalizada en el mercado, mientras que otros pueden considerarse estándares “oficiales”, al estar respaldados por organismos de normalización como la ISO o el IEC. Hay protocolos especializados para los diferentes niveles de una red de Telecontrol. De acuerdo con esto cabe distinguir dos tipos de protocolos: • Protocolos entre Estaciones Remotas y Centros de Control • Protocolos entre Centros de Control Las características más específicas de estos últimos son el manejo de información más elaborada, así como el uso de redes de comunicación de mayor capacidad, que casi siempre son redes de área extensa basadas en protocolo IP. Todos los protocolos de Telecontrol modernos siguen el modelo de capas OSI (Open System Architecture) normalizado por ISO, si bien en general se trata de modelos simplificados, en parte por razones de eficiencia de implementación, y en parte porque la funcionalidad no exige disponer de todas las capas. Los dos casos más típicos de arquitecturas simplificadas de estos protocolos se ilustran en la figura. Desde el punto de vista del propietario y usuario del Sistema de Telecontrol, el protocolo de comunicaciones no tiene importancia en sí, pero condiciona grandemente aspectos muy importantes del sistema: • Facilidad de ampliación: viene facilitada por el uso de protocolos normalizados, y por implementaciones flexibles que se adapten a diferentes medios. • Flexibilidad en la elección de equipamiento: los protocolos estándares facilitan la integración de equipos de múltiples fabricantes. • Eficiencia en el uso de los recursos de comunicaciones • Funcionalidad: los protocolos presuponen un cierto “modelo” de las informaciones a intercambiar, y por tanto la funcionalidad es la que corresponde al modelo, pudiendo esto ocasionar a veces limitaciones sobre las expectativas de aplicación. • Economía: los diferentes aspectos anteriores tienen una repercusión económica de mayor o menor alcance, pero siempre importante para la rentabilidad del sistema. Centros de Control En un Sistema de Telecontrol, el Centro de Control tiene dos funciones básicas: En sentido ascendente, adquiere las informaciones procedentes de las Estaciones Remotas, las organiza y trata de forma que sean asimilables para los operadores y para las aplicaciones informáticas que hacen uso de las mismas. En sentido descendente, genera órdenes hacia los puntos remotos. Estas órdenes pueden ser emitidas por los operadores, o bien por programas de aplicación en modo automático. Dependiendo de la aplicación el Centro de Control puede ser más o menos complejo, pero generalmente, y desde un punto de vista del tratamiento de la información, cabe distinguir dos capas funcionales: • Funciones SCADA. Suelen utilizarse estas siglas (“Supervisory Control and Data Acquisition”) asociadas a las funciones de comunicación con las Estaciones Remotas para adquisición de información y emisión de órdenes, juntamente con los tratamientos básicos de la información recibida y su organización en Bases de Datos de carácter genérico. • Funciones de Aplicación. Están asociadas a tratamientos específicos del sector de aplicación donde se explota el sistema. Existen funciones orientadas a la explotación técnica (por ejemplo, en redes de distribución de aguas, optimización energética o análisis de calidad del agua). Otras aplicaciones están orientadas a la explotación económica (facturación, imputación de costes, etcétera). Estas y otras aplicaciones, por ejemplo para la gestión del mantenimiento, aprovechan muy positivamente las informaciones recabadas por los sistemas de telecontrol, contribuyendo a optimizar los diferentes procesos de la empresa. Arquitectura y atributos básicos Si bien casi todos los Centros de Control comparten una composición como la citada, agregando funciones básicas y de aplicación, su arquitectura, tanto en software como en hardware, es muy diversa, dependiendo sobre todo del tamaño del sistema, la complejidad funcional aportada por el Centro, su criticidad y su nivel de integración con otros sistemas. Basándose en Arquitecturas de múltiples equipos en red, se llega a construir actualmente Centros de Control que son complejos sistemas de tratamiento de la información, proporcionando al negocio un beneficio importante, en parte por su propia funcionalidad, y en parte por su integración en los Sistemas de Información de la empresa propietaria. Comentamos a continuación algunos de los aspectos de arquitectura más relevantes en los Centros de Control de última generación. Un principio de arquitectura de gran importancia es el de Sistema Abierto. Esta cualidad se refiere a la capacidad de un Sistema de intercambiar información y trabajar cooperativamente con otros sistemas. También se refiere a su capacidad de incorporar elementos normalizados que doten al sistema de nuevas funciones. Generalmente la cualidad de Sistema Abierto se logra por la combinaciones de una serie de aspectos de Arquitectura y Tecnológicos. La utilización de estándares es básica en esta línea. El uso de algunos componentes normalizados “de facto” por el mercado contribuye también en la misma dirección. Es este el caso de los Sistemas Operativos y Bases de Datos usuales. La aplicación de soluciones de diseño de amplia aceptación, como con la arquitectura cliente/servidor, el software con orientación a objetos, comunicaciones TCP/IP, Bases de Datos relacionales, etc, contribuyen a reforzar la cualidad de Sistema Abierto y son de gran importancia en los Centros de Control actuales. Si algo caracteriza a los Centros de Control es su diversidad, lo que obliga a los fabricantes de productos SCADA a mantener una clara filosofía de apertura. En particular, muchos productos permiten integrar aplicaciones desarrolladas por el usuario final sin intervención del fabricante del producto, y de forma que dichas aplicaciones estén controladas de la misma forma y manera en que lo son las aplicaciones “nativas” del SCADA en que se insertan. Para ello debe haber mecanismos accesibles al usuario que permitan programar el motivo por el cual se ejecuta dicha aplicación: por solicitud de Operador, a una determinada hora del día, con una periodicidad determinada, asociado a una incidencia detectada por el sistema, u otros. Otro principio muy utilizado en la Arquitectura de los Sistemas de Control es la capacidad de adaptación al control de instalaciones de muy diferentes tamaños, denominado con frecuencia Escalabilidad. En parte se consigue construyendo el software de forma que sea adaptable a máquinas de diferentes capacidades. Los sistemas de gran Escalabilidad permiten además la distribución eficiente de procesos entre diferentes máquinas de una red. La capacidad de integración del Centro de Control con otros Sistemas de Información de la empresa es un aspecto es de gran relevancia en la actualidad. Las empresas, en particular las que explotan servicios con puntos de control dispersos, se benefician de los sistemas de telecontrol, en gran medida gracias a la integración de la información proporcionada por estos sistemas en los sistemas de información de la empresa. Consideremos el caso, por ejemplo, de la distribución de electricidad. La disponibilidad de la información sobre incidencias en la red es necesaria para restaurar rápidamente el servicio, pero también para dar una mejor información al cliente. Esto exige la integración de la información en los Sistemas de atención a clientes. En otro aspecto diferente, el aprovechamiento de la información recopilada por un sistema de telecontrol a efectos de mantenimiento necesitará su integración con los sistemas de inventario. Otro ejemplo significativo puede ser el Control del Tráfico Ferroviario. El Centro de Control recopila información que, integrada en los Sistemas de Información a Viajeros, proporcionará la mejor y más puntual información a los clientes. También puede recibir de otros sistemas la información de planificación del tráfico, con objeto de realizar de forma automática o asistida las operaciones de control requeridas para el mejor cumplimiento de los horarios establecidos. Un aspecto de enorme relevancia en muchos Centros de Control es la criticidad de su operación. El anterior ejemplo de un Centro de Control de Tráfico ferroviario necesita poca aclaración. La indisponibilidad de un Centro de esta índole acarreará graves problemas de retrasos generalizados en los trenes. De ahí la importancia que, en muchos casos tienen los atributos de Fiabilidad, Disponibilidad, Mantenibilidad y Seguridad en los Centros de Control. Una alta Fiabilidad en el hardware y en el software de los Centros de Control es necesaria para garantizar una adecuada Disponibilidad, pero también las técnicas de Redundancia son ampliamente exigidas por muchas aplicaciones críticas para conseguir sistemas con una elevada tasa de Disponibilidad. Este principio permite que el Sistema sea tolerante a fallos simples, es decir, que ningún fallo simple produzca la total indisponibilidad del sistema. La facilidad de mantenimiento (Mantenibilidad) contribuye adicionalmente a la Disponibilidad del sistema. El término Seguridad suele utilizarse indistintamente con dos significados diferentes, pero ambos importantes para un Sistema de Control. Una primera acepción es la cualidad que hace que un fallo del sistema (incluido los errores humanos fortuitos) no produzca situaciones de peligro físico para las personas ni para las instalaciones bajo control. En su otro significado, se refiere a que el acceso a la información y a las funciones del sistema estén efectivamente restringidos a los usuarios autorizados. La facilidad de uso es un elemento clave de calidad de un Centro de Control, que se concreta en diversos requerimientos: • El Sistema, en lo que respecta a los Puestos de Operación, debe adaptarse a la organización establecida para esta actividad. Este requerimiento afecta sobre todo a grandes sistemas, y suele traducirse en la necesidad de un puesto específico para el supervisor del centro, y de múltiples puestos para los operadores, con posiibilidad de establecer áreas de responsabilidad diferenciadas, entre otras funciones. • Debe elaborarse y filtrarse adecuadamente la información, para acercarse al ideal de que cada operador tenga la información necesaria para realizar su trabajo, y no más. A menudo se cae en un exceso de información que perjudica la prestación global del sistema. • El operador debe tener a su disposición presentaciones intuitivas, tanto esquemáticas como geográficas, y con diferentes niveles de detalle. La navegación entre las diferentes presentaciones debe ser sencilla e intuitiva. Esto suele implicar un estudio del proceso típico de tratamiento de las incidencias y rutinas de trabajo, para adaptar el sistema a estas necesidades. Las elevadas exigencias que deben afrontar los Centros de Control, en los terrenos citados anteriormente y en otros, hacen que deban aplicarse técnicas de desarrollo de software de alta calidad, en coherencia con el nivel de responsabilidad, complejidad y prestaciones propios de los mismos. La aplicación de los Sistemas de Telecontrol es, no obstante, muy diversa, exigiendo en función de ello diferencias muy notables entre unos y otros sistemas en los niveles de exigencia y en sus costes. Funciones SCADA Las funciones ofrecidas por los sistemas SCADA son de aplicación en diferentes dominios, y por tanto se encuentran en Centros de Control para las aplicaciones más variadas. A continuación se enumeran y explican brevemente. Adquisición de datos de campo. Se adquieren los datos proporcionados por los equipos de campo, a través de los protocolos de comunicaciones adecuados en cada caso. Estos datos son valores binarios (por ejemplo la posición de una válvula), analógicos (por ejemplo, el nivel de radiación solar) o contadores (por ejemplo, el valor acumulado de precipitación en una estación meteorológica). También se adquieren datos de incidencias con marca de tiempo. Dependiendo de la complejidad de los equipos remotos, puede adquirirse información más elaborada, como podrían ser datos estadísticos archivados por periodos regulares (por ejemplo, las temperaturas máxima, mínima y media en cada hora). Ejecución de Telecomandos. Esta función corresponde al envío de órdenes para actuar sobre la instalación bajo control: abrir una compuerta, activar un equipo de comunicaciones, etc. Los aspectos más significados de los telemandos guardan relación con la seguridad: autentificación del operador, confirmación, registro de la orden, comprobación de su ejecución, etcétera. Almacenamiento y gestión de la información. La información de datos instantáneos se organiza en una Base de Datos de Tiempo Real, cuyo objeto es contener los valores más recientes de las variables adquiridas de campo. Hay también Bases de Datos específicas para la información de incidencias con marcas de tiempo, datos históricos, etcétera. La Base de Datos de Tiempo Real, precisamente por su necesaria rapidez de respuesta, suele ser propietaria y trabajar directamente con memoria física, mientras que las demás Bases de Datos suelen estar basadas en sistemas comerciales relacionales. Interfaz de Operador. El objetivo de la Interfaz de Operador es disponer de un entorno gráfico de usuario fácil de usar, que garantice unos tiempos de respuesta adecuados y que integre gráficos de diversas fuentes y formatos. La apariencia y presentación de este Interfaz debe ser definible para cada proyecto, con objeto de acomodarse a las preferencias y reglas establecidas en cada empresa o dominio de actividad, y para ello debe ser muy flexible. Informes: el sistema SCADA debe proporcionar informes configurados conforme a las necesidades a cubrir, elaborados a partir de las informaciones archivadas. Tratamiento de alarmas: soportan las funciones de alertar al operador, tratar el reconocimiento de la alarma por parte de éste, filtrar alarmas, agruparlas, ofrecer enlaces con otras presentaciones, organizar la información de alarmas con los criterios operativos deseados, presentarlas de forma significativa en cuanto a colores, orden, etc, y todos los demás aspectos necesarios para facilitar al operador el buen uso de esta información. Gestión de Usuarios y Áreas de Responsabilidad. Con el fin de garantizar la seguridad e integridad de los datos, los accesos a las diferentes facilidades del Sistema o incluso a puntos de información se controlan mediante “perfiles de acceso”, que se configuran en función de la información y funciones a las que se puede acceder y el tipo de acceso a las mismas. Algunos sistemas SCADA ofrecen la posibilidad de definir múltiples Áreas de Responsabilidad para el acceso selectivo a la información. Las Áreas de Responsabilidad limitan las acciones del Operador a determinados elementos de las Base de Datos, de forma que un Operador podrá realizar una determinada operación (p.e. mando) sobre un elemento que pertenece a su Área de Responsabilidad pero no sobre otro que no pertenece a dicha Área. Adaptación a la aplicación. Los sistemas SCADA se presentan actualmente como productos genéricos que deben adaptarse a cada aplicación particular. Esta labor de ingeniería incluye aspectos de configuración, edición de pantallas gráficas e informes, y otros que deben estar apoyados en herramientas adecuadas que hagan eficiente este trabajo. Prestaciones SCADA avanzadas Los sistemas SCADA de última generación incorporan algunas funciones avanzadas que es interesante explicar. World Map Con el nombre de World Map se distingue a una técnica de representación del conjunto de la red telecontrolada que permite el manejo de las siguientes funciones: • Zoom discreto y continuo • Utilización de ficheros de representación geográfica, por capas, como base de presentación. • Presentación con detalle selectivo por capas, conocida como “Decluttering”, con cambio automático del nivel de presentación en función del nivel de Zoom utilizado en cada momento. • Los niveles de representación pueden ser manejados también de forma independiente al Zoom. • Movimiento, continuo o discreto, del conjunto de la presentación (“Panning”). Puede hacerse en todas las direcciones y a una zona determinada, con la funcionalidad de “cámara” que permite la localización de la zona visualizada dentro de la representación global. La técnica World Map ofrece, sobre todo para presentaciones geográficas, un interfaz enormemente intuitivo y amigable para los operadores, facilitando su labor. Operación Distribuida Este aspecto se refiere a la capacidad de disponer de múltiples puestos de operación, a la posibilidad de ubicarlos en lugares dispersos, y al acceso remoto a las informaciones, generalmente vía Internet. La aplicación de tecnologías Web y la disponibilidad de comunicaciones a una razonable velocidad son elementos facilitadores de estas prestaciones. Planificador de Tareas Se trata de una herramienta que permite al usuario establecer secuencias de diversos tipos de tareas que deben ser ejecutadas por el sistema de forma automática o manual por alguno de los siguientes motivos: a) Solicitud de Operador: la tarea se ejecuta sólo por orden del Operador. b) Detección de un evento por el sistema SCADA c) Programado en el tiempo: pudiendo ser la programación tanto para una fecha determinada como una programación periódica Coloración Topológica Una prestación avanzada de algunos sistemas es la llamada “Coloración Topológica” La Coloración Topológica es una función que permite identificar según criterios relacionados con aspectos topológicos los elementos que forman parte de la instalación bajo control. Por ejemplo en una instalación hidráulica permite identificar los tramos de tubería que están unidos por válvulas abiertas. En una red eléctrica podría identificar los tramos de línea que están unidos a tierra, zonas aisladas, tramos por los que circula lamisma intensidad, etcétera. Una de las aplicaciones es la estimación de medidas no captadas directamente del campo, pero se habla de coloración porque esta función se traduce visualmente en un coloreado de los elementos que comparten el criterio topológico calculado por la función. El tratamiento de coloración topológica está muy ligado en los Centros de Control a los dibujos que representan la instalación. Maneja elementos genéricos que pueden considerarse “abstractos”, tales como nodos fuentes, nodos sumideros, elementos de corte, de conexión (unidirecccionales y bidireccionales), elementos reguladores, etc. Estos elementos abstractos se corresponden para cada dominio de aplicación con elementos reales. Ejemplos de elementos de corte en diferentes sistemas son interruptores eléctricos, válvulas hidráulicas, compuertas, etc. Reproducción de secuencias (Moviola) La Moviola es una función que permite reproducir, sobre el mismo interfaz gráfico del sistema, una situación pasada. Para ello el sistema SCADA, durante su operación normal, va almacenando en memoria toda la información necesaria para permitir esta reproducción en tiempo diferido. La función “Moviola” permite reproducir una situación pasada en el sistema sobre su mismo interfaz gráfico, facilitando el análisis detallado de las informaciones que llegaron de campo así como las acciones llevadas a cabo desde el Puesto Central como respuesta a dichas informaciones (reacciones del Operador). Es una herramienta que permite la realización de análisis “a posteriori” del comportamiento de la instalación, del sistema y de los operadores en una situación real. Puede utilizarse como herramienta de análisis y también para formación de operadores. Sistemas MultiSCADA Cada vez son más frecuentes los sistemas que incluyen multiples Centros de Control. Una necesidad habitual es comunicar un Centro de telecontrol con otro Centro que en muchos de los casos es de otra empresa. En otros casos el propio sistema, desde su diseño incial, se concibe como un sistema multiSCADA. En estos casos la necesidad de múltiples Centros interconectados se debe a diversos motivos: Distribución geográfica, Especialización Funcional, o Seguridad frente a situaciones de fallo o catástrofes. La clave de estos sistemas es la aplicación de un concepto de arquitectura bien definido, que establezca claramente los flujos de información tanto en las situaciones habituales como en situaciones excepcionales. Estos sistemas se caracterizan por los importantes flujos de información entre Centros de Control, que pueden soportar tanto el intercambio de información en cualquiera de los dos sentidos como el envío de mandos a los equipos remotos gestionados por otro centro. Existen protocolos especialmente orientados a la interconexión de Centros de Telecontrol, como el ICCP. También se hace uso de mecanismos más habituales en Sistemas de Información como diversas técnicas de Middleware y accesos remotos a Bases de Datos. Gestión dinámica de configuraciones. Incrementos. Esta función permite que los cambios introducidos de forma gradual en la configuración de las redes de Telecontrol puedan ser asimilados de forma segura y sin generar ninguna discontinuidad en la operación. Se trata de un aspecto muy importante en muchas redes que están en contínuo cambio y desarrollo. Considérese el caso, por ejemplo, de las redes de distribución eléctrica, que deben extenderse continuamente conforme al desarrollo de las poblaciones. Funciones específicas de aplicación Los Centros de control incorporan aplicaciones específicas, dependiendo del sector que se trate (eléctrico, agua, gas, comunicaciones...). En general se trata de módulos aplicativos que resuelven aspectos concretos ligados a diferentes aspectos: • Análisis técnico del sistema: por ejemplo, cálculos de eficiencia energética, detección de fugas, análisis de fenómenos transitorios, estimación de estado de redes eléctricas, etcétera. • Funciones de control de alto nivel: por ejemplo, el Control Automático de Generación (AGC) en sistemas de producción de energía eléctrica. • Análisis económico: imputación de costes, facturación. • Gestión de activos: inventarios, gestión del desarrollo de la red. • Aplicaciones orientadas al Mantenimiento: control de actuaciones de mantenimiento, fichas de mantenimiento correctivo y preventivo, control del desgaste de elementos en función de las maniobras realizadas, etcétera. • Funciones de explotación: análisis de parámetros de explotación, índices de calidad del servicio... La integración de estas funciones con el SCADA les proporciona la necesaria información de campo y el interfaz de operador adecuado. En este aspecto cobra especial relieve la característica de Sistema Abierto que facilita al SCADA proporcionar un gran valor añadido al negocio por medio de una buena integración de estas aplicaciones específicas. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N José Manuel Villalba Director de Marketing de Productos de ELIOP Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
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Sistemas de telecontrol: Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO)
Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) La instalación y puesta en servicio del CNSO marcó un hito de capital importancia tanto en el cambio del modelo de gestión de la Operación y Mantenimiento (O+M) de Telefónica, como en el cambio de orientación de su organización hacia la visión global de los Servicios y los Clientes. Marcó así mismo un punto de inflexión en la senda hacia la eficiencia que permite la integración de las operaciones. La constitución y organización de Centros de Operación es uno de los retos de las actuales Operadoras de Servicios de Telecomunicación cara a disponer de un soporte real de la calidad de prestación de los servicios que sus clientes han contratado. Como en otros sectores, el esfuerzo tanto económico como organizativo a la hora de constituir un servicio posventa de solvencia, marca un diferencial en la política de compromiso con la calidad y de satisfacción del cliente. El Centro Supervisión y Operación de Red de Telefónica El CNSO de Telefónica realiza todas las tareas de Supervisión y Operación de las Redes y Servicios de Telefónica, siendo responsable de dar respuesta a las reclamaciones de los clientes de Telefónica como al resto de Operadores cuando el problema pueda ser localizado en la Red. Tiempo real, Calidad, Eficiencia y Cliente son los cuatro conceptos que constituyen su filosofía base. Desde el inicio de su diseño se concibió desarrollando unos procesos, arquitecturas de Sistemas y una organización adaptada al modelo TMN (Telecomunication Management Network) que permitiera abordar estas tareas desde la óptica de cada una de las capas que este modelo define: - Gestión de Negocio. - Gestión de los Servicios y Clientes. - Gestión de la Red. - Gestión de los elementos de Red. El Centro cuenta con Sistemas de Comunicaciones basados en Redes específicas de gestión que permiten transportar toda la información procedente de las Centrales de Conmutación digital, Redes de Transporte, Redes IP y ATM, Planta de Energía y climatización, Planta Submarina y de Comunicación con Satélites y Servicios de TV hasta el centro donde será procesada. El análisis de esta información, junto por la obtenida por Sondas y Sistemas externos que constituyen el fundamento de la Supervisión de los Servicios, permiten disponer de la información muy precisa sobre el estado de la Red en tiempo Real. Las incidencias observadas son tratadas en dos direcciones: minimizar su impacto sobre los clientes y el Servicio y por otra parte otros grupos de Técnicos actuarán sobre la parte de la Red que causó el problema hasta resolverlo, bien remotamente, bien con la colaboración del personal de campo. Crece la importancia de la misión de realimentación desde el Centro de Operaciones hacia las áreas de Planificación contribuyendo a modificar los criterios de rediseño que optimicen y hagan más robustas las Redes ante fallos. La participación de los Suministradores de los equipos en el desarrollo de las tareas cotidianas del Centro permite así mismo detectar y resolver de manera más rápida los posibles defectos tanto de funcionalidad como de fabricación que puedan manifestarse en la Red. Los Sistemas El desarrollo de estos conceptos, tanto en Sistemas de Red como en Sistemas de Gestión no es sencillo. Telefónica dispone de Sistemas tanto propietarios de los proveedores de las tecnologías de la Red, como Sistemas desarrollados por Telefónica I+D que actúan en algunos casos con el concepto de “paraguas multitecnología” y que hacen realidad la “visión global de los servicios”. La clasificación es: - Sistemas de Gestión de la Red y Servicios - Sistemas de Gestión de Incidencias y Reclamaciones - Sistemas de Supervisión de Clientes - Sistemas de Gestión de Actividades La importancia de los Sistemas es evidente y la necesidad de disponer de técnicos e ingenieros con la preparación adecuada, se da por supuesta, pero el factor clave es lograr el entramado organizativo que haga posible la fluidez en las tareas de un centro 24x7x365 en su misión de atención de las Redes, los Servicios y clientes. Los conceptos de seguridad en centros de estas características deben ser mantenidos en la primera línea de los criterios operativos. La importancia estratégica de CNSO tanto para el desarrollo del servicio para los clientes de Telefónica como para el resto de Operadores, incide en los criterios de diseño y evolución. La redundancia en sistemas, redundancia en equipamientos básicos y establecimiento de Centros de Backup operativos contemplan y permiten dar respuesta a cualquier posibilidad de contingencia en el centro. El control de la Red nunca se perdería en cualquier circunstancia de las imaginables. Los retos actuales El desarrollo del CNSO pasa por los conceptos que hoy día mueven esta área del sector: competitividad traducida en una mejora continua de la excelencia así como de la eficiencia operativa . Detrás de todo ello subyacen conceptos como Proactividad, Supervisión de cliente, segmentación, priorización, y reducción y simplificación de los ciclos de provisión tanto en la Red como en los Servicios, mediante sistemas que realicen automáticamente muchas de estas tareas y que proporcionen grandes niveles de información tanto para el cliente como para la mejora paulatina de la gestión. Los cambios en esta dirección están marcando la actual evolución del centro, y lo harán en mayor velocidad en los próximos años a fin de contar con herramientas y organización que garanticen la calidad de Servicio en la Sociedad de la Información. La Evolución Hasta noviembre de 1997 en que se inaugura el CNSO, la organización de O+M de Telefónica mantenía una estructura a tres niveles: provincial, territorial y nacional con sus correspondientes centros operativos y ámbitos de actuación. Esta estructura adolecía de una falta de visión global de la situación del conjunto de la Red y de la repercusión que las distintas incidencias tenían en los servicios prestados a los clientes. Asimismo, existía la lógica falta de uniformidad tanto en los procedimientos de trabajo, modelos de relación con clientes internos y externos como en las instalaciones de la planta telefónica. Con la puesta en marcha del CNSO, la supervisión y la operación de los equipos (conmutación, transmisión, energía, climatización, etc.) de toda la Red, es realizada en un centro único, en el que en tiempo real se recibe toda la información del estado de la Red, lo que ante la aparición de cualquier incidencia en la red permite identificar de forma rápida cuál es la causa raíz que está produciendo el problema, con lo que los tiempos de actuación se reducen de forma importante, así como la identificación clara de cómo se ve afectado el servicio de los clientes. La operación centralizada permite resolver de forma remota una buena parte (dependiendo del tipo de equipos) de las reclamaciones e incidencias que se presentan. Para el resto que requieren actuación “on site” el centro cuenta con el personal de la Organización Territorial, que en todo momento es coordinado por el CNSO. Las actividades que se han tenido que realizar para culminar este proceso han sido múltiples y variadas, debiendo resaltarse dos aspectos fundamentales: - Los sistemas de gestión - El personal técnico Las actividades desarrolladas por el Centro están soportadas en unos potentes sistemas de gestión implementados sobre equipos informáticos de altas prestaciones tanto de capacidad de proceso como de seguridad. En el desarrollo y puesta en servicio de los mismos, Telefónica I+D ha jugado un papel fundamental, de manera que ha sido posible disponer de ellos en los plazos que se precisaban y con las facilidades operativas que se necesitaban. En cuanto al personal que trabaja en el Centro hay que resaltar su gran capacidad técnica y responsabilidad, lo que garantiza una mejora continua tanto en los procesos habituales, como en la asunción de nuevas actividades. Todo este proceso y esfuerzo iniciado a finales de 1997, se ha visto reflejado en una notable mejora de los indicadores y ratios de calidad, que diariamente son evaluados para poder corregir inmediatamente cualquier desviación que pudiera producirse, lo que sin duda es percibido por los clientes. Asimismo, se ha producido una reducción de costes operativos en base al grado de eficiencia alcanzado. Estos dos aspectos, mejora de la calidad y reducción de costes, son de especial relevancia en un mercado en competencia como el que actualmente existe en España. Por último, habría que señalar que tanto el modelo del CNSO como los sistemas de gestión utilizados, han sido incorporados por otras Operadoras del Grupo Telefónica, habiéndose colaborado en la formación y puesta en servicio de los mismos. En el Anexo 1 se facilitan datos relevantes en cuanto al edificio del CNSO y en el Anexo 2 se incluyen algunas de las fechas más relevantes en la historia del CNSO. Datos del edificio Inauguración: 26 de noviembre de 1997 Arquitecto: Rafael de la Hoz Superficie construida: 11.400 m2 Patio central: 1.300 m2 Cableado de comunicaciones 350 Km Cableado de energía: 200 Km Fibra óptica: 7 Km Capacidad de generación eléctrica (3 grupos electrógenos): 4.800 KVA Fechas relevantes – A lo largo de 1998 se integraron la Red Inteligente, la Red ATM y las redes corporativas de cliente. – En diciembre de 1999 se finalizó la integración de las centrales de conmutación. – En el tránsito al año 2000 (efecto Milenio), el CNSO se convirtió en el centro operativo y de coordinación de Telefónica. – A lo largo del año 2001 se han incluido las actividades de O+M relativas a los Servicios Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N Enrique Soladana Director Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
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Sistemas de telecontrol: Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico
Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico Los sistemas de Control de Tráfico, últimamente conocidos bajo el término más amplio Intelligent Transportation Systems (ITS) son sistemas diseñados para que los responsables de la gestión de tráfico urbano o interurbano dispongan de la información adecuada que les permita una gestión eficiente. La información sobre le tráfico rodado se obtiene de multitud de lugares, con diferentes sensores y equipos de adquisición de datos y en formatos muy distintos, por lo que debe almacenarse y presentarse en el Centro de Gestión para poder tomar las decisiones que afecten al tráfico en el momento oportuno. Es evidente que para que se pueda recibir la información de los equipos de campo en el Centro de Gestión de Tráfico o transmitir la información adecuada al conductor con la suficiente rapidez es imprescindible la existencia de un sistema de comunicaciones que transporte la información. En este documento se presentan las tecnologías que se implantan en las redes de comunicaciones aplicadas a los sistemas de Control de Tráfico Interurbano, en la Dirección General de Tráfico por tanto los sistemas de difusión de la información directamente al vehículo (p.e HAR, RDS-TMC) no son objeto de análisis en este documento. El éxito de un Sistema de Control de Tráfico se basa en el análisis combinado de la información que proporcionan un conjunto de equipos instalados en campo como pueden ser los siguientes: – Estaciones de Toma de Datos, datos de tráfico. – Estaciones Meteorológicas, datos de meteorología. – Postes de Auxilio en carretera SOS, señal de audio con voz y datos de situación, alarmas. – Paneles de Mensaje Variable, información al usuario. – Señales de Aviso y Limitación de Velocidad, información al usuario – Cámaras de Televisión (CCTV), ayuda a la explotación. Los operadores de los Centros de Gestión de Tráfico necesitan que esa información se presente en sus puestos de decisión en la forma adecuada: pantallas gráficas, monitores de TV o informes impresos, y el momento oportuno (tiempo real). Siendo así que los requisitos que ha de cumplir cualquier sistema de comunicaciones que transporte la información de un sistema de Control de Tráfico deben ser: – Comunicaciones en “Tiempo Real”. – Integración de distintos formatos de información (datos, audio, vídeo).- – Distancias de transmisión variables entre unos pocos Km. a cientos de Km. – Necesidad de un elevado número de canales para CCTV. – Seguridad, redundancia y tolerancia a fallos. – Uso de estándares homologados por el C.C.I.T.T. De los compromisos anteriores hay que resaltar la necesidad de un elevado número de canales para CCTV, pues para el operador éste es un elemento que informa y proporciona una confirmación fidedigna y por desgracia es el que mayores recursos de comunicaciones consume. Esta exigencia ha sido clave en la selección de tecnologías de comunicaciones para ITS por la Dirección General de Tráfico, utilizando una red con tecnología SDH para transmisión de formatos de datos, audio y vídeo codificado y otra red independiente como seguridad y apoyo para transmisión de vídeo analógico y/o digital en tiempo real. Evolución Para entender la evolución de los sistemas de comunicaciones que se han ido implementando en los sistemas de control de tráfico, conviene analizarlos en función del formato. Datos Los equipos de campo de adquisición de datos y de información al usuario, mantienen desde sus orígenes el mismo formato de datos y el mismo interfaz (serie RS-232 o similar), hasta el cambio de ERU con protocolos normalizados bajo estándar TCP/IP, las redes para llegar a ellos han pasado de ser cable de cobre a ser una solución mixta de cobre y fibra óptica y en un futuro todo fibra óptica. Se observa que la gran transformación de las redes se produce con la aparición de las tecnologías TDM de multiplexación SDH, que permiten instalar una red troncal abierta, flexible y escalable, con interfaces de audio, datos, y vídeo, cuya inversión parece asegurada al formar parte de una arquitectura diseñada con ese objetivo. La Dirección General de Tráfico ha normalizado el uso de red SDH en sus diversas modalidades, como veremos más adelante, bajo subredes IP del tipo LAN donde cuelgan las Estaciones Remotas Universales. Audio El equipo de campo que transmite una señal de audio es el poste de auxilio, que transmite una señal analógica de 300 a 3200 Hz. En la actualidad se usa el poste con tecnología digital para transmisión directa por fibra óptica hasta el centro de control, del que se prevé una considerable expansión. Vídeo El equipo de campo que transmite una señal de vídeo es la cámara de TV, que transmite una señal analógica (1 Vpp, 75 Ohm). Esta señal, de gran calidad, se transmitía analógicamente por cobre hasta la aparición de la F.O. A partir de ese momento se adoptó la transmisión con dispositivos multiplexores y transmisiones de bajo coste FDM, manteniendo así la calidad de la imagen a un bajo coste, hasta la actualidad en que se plantea la transmisión digital de la señal de vídeo, digitalizada y comprimida para optimizar el ancho de banda de la red de transporte. Las tecnologías de compresión permiten hoy día comprimir la señal de vídeo digital desde los 128 Kbps, para baja calidad de imagen, hasta los 12 Mbps, alta calidad para redes de difusión de CTV. Realmente tan solo a partir de 4/6 Mbps (con compresión MPEG-II), se puede decir que la calidad de la señal es comparable, desde el punto de vista de la Gestión de Tráfico, a la señal analógica, pero desgraciadamente el coste de canales que esto supone es muy elevado, dentro de los disponibles en la red SDH, por lo que la Dirección General de Tráfico ha optado, como se ha indicado, por la instalación adicional de una red exclusiva para la transmisión de las señales analógicas o digitales que proporcionan las cámaras de TV en tiempo real. Red Multiservicio de la Dirección general de tráfico. En algunos países (USA, Sudamérica) en los que las distancias son muy largas y las infraestructuras físicas son muy costosas se ha mantenido una tradición de sistemas inalámbricos de radioenlaces y satélites que en Europa nunca fueron la mejor solución. La realidad es que incluso en los países en que estas tecnologías gozan de cierta difusión las telecomunicaciones en general están produciendo un grado de implantación de redes de F.O que ha terminado por arrastrar el mercado de ITS hacia esta solución. En Europa y en los países bajo su influencia (Sudamérica, China, etc...), los sistemas ITS están viviendo una gran expansión, y las tecnologías adoptadas suelen seguir la solución más rentable. La Dirección General de Tráfico ha normalizado la red troncal de comunicaciones en sus sistemas de Control de Tráfico, basada e una red IP sobre SDH para la transmisión de datos y audio y vídeo codificado y una red paralela, adicional e independiente, de transmisión analógica (FDM) para el vídeo Topología La topología normalizada de comunicaciones para ITS depende de la dimensión de la red y del número de nodos y equipos conectados. En función de ello, las redes pueden ser del tipo árbol o estrella, punto a punto/ multipunto o configuraciones en anillo tipo bus. En la configuración típica para ITS de la Dirección General de Tráfico habrá que considerar una estructura de red de comunicaciones en dos niveles, nivel de distribución y nivel de concentración o transporte. El nivel de distribución está compuesto por las distintas sub-redes que integran todos los elementos de campo (detectores, señales) localizados en un determinado segmento de la autopista y que se concentran en la Estación Remota, la cual está unida en IP con el nivel de concentración o transporte. El nivel de concentración consiste en la red troncal SDH en sus diversas versiones, encargada de integrar las distintas sub-redes del nivel de distribución IP y de transportar esta información largas distancias hasta el Centro de Control. Nivel de Concentración o Transporte Este nivel tiene sentido cuando las distancias de comunicación superen los 20-50 Km. Para distancias inferiores se puede pensar en una única red de distribución conectada directamente al Centro de Control. La red del nivel de concentración debe proporcionar suficientes canales de comunicación y ancho de banda para transportar toda la información del sistema de control de tráfico. La configuración típica es en anillo, con configuraciones que permitan proporcionar redundancia, con una separación media entre nodos de 30-60Km. La red de transporte para multiservicios normalizada por la Dirección General de Tráfico es bajo tecnología SDH. Las redes SDH son actualmente las más utilizadas para los sistemas de Control de Tráfico. Tiene la ventaja de estar muy extendidas como redes de telecomunicaciones para telefonía pública y permiten integrar fácilmente audio, datos y vídeo. Además al ser éste un producto maduro se dispone de gran número de proveedores, evitando los problemas asociados a soluciones propietarias de un único suministrador. Las redes SDH ofrecen una inversión segura debido a que servirán de base para sustentar la próxima generación de redes de telecomunicaciones, la Broadband-ISDN (B-ISDN), que se está desarrollando con tecnología ATM. El estándar SDH define múltiples niveles de funcionamiento (STM-1 a 155 Mbps, STM-4 a 622 Mbps, STM-16 a 2,4 Gbps) lo que asegura ancho de banda suficiente para su utilización en ITS y, además, ofrece todas las características para cumplir requerimientos que resumíamos en la introducción, admitiendo por ejemplo, configuración redundante en anillo e interconexión con otras redes SDH. El detalle de un nodo estándar es el anterior. Cómo puede verse, un nodo está constituido por un equipo multiplexor SDH, a nivel STM-1, que se conecta a la red troncal mediante 4 interfaces ópticos (configuración 1+1). A este multiplexor se agregan los canales E1 (2Mbit/s) procedentes de distintas interfaces como un multiplexor PCM, codecs de cámaras, etc. El mux PCM permite agregar en tramas E1 los datos de más baja velocidad procedentes del s postes SOS, telemandos de cámara, y en ocasiones encapsulando los datagramas IP de las LAN extendidas (ERU’s). A través de las LAN extendidas (LAN Ethernet, que se extienden alrededor de 50 Km. a través de un medio óptico) se hace llegar el tráfico procedente de hasta 9 estaciones remotas o ERU’s a las NCA’s asociadas, y de ahí a un subcentro de control. Las ERU’s son los dispositivos encargados de recoger la información procedente de varios sensores meteorológicos, y a su vez suministran la inteligencia necesaria para el manejo de los paneles de señalización variable. Toda la información que llega a un nodo SDH determinado, es encapsulada en contenedores VC-12 (2 Mbit/s) dentro de la trama STM1 (155 Mbit/s, 63x2 Mbit/s), la cual se envía al subcentro de control de la red. El esquema lógico de funcionamiento es el del siguiente grafico. Nivel de Distribución La red de comunicación del nivel de distribución se encarga de concentrar toda la información que se transfiere entre los equipos de campo y el Centro de Control en el entorno de un nodo de comunicación de la red troncal o de concentración. (NCA), formando subredes (LAN) donde se cuelgan las Estaciones Remotas que son las encargadas de efectuar de interface con los equipos de carretera. Estas sub-redes incluyen varias Estaciones Remotas para agrupar los equipos de campo en entornos más reducidos. En el nivel de distribución el audio (y el vídeo si está codificado) se conectan directamente al nodo de la red troncal mediante interfaces de 64 Kbps o canales E1/T1 (2 Mbps). Las configuraciones típicas de estas sub-redes son punto a punto, multipunto o en bus. La configuración adoptada por la Dirección General de Tráfico es del tipo LAN, Ethernet por fibra óptica con el equipamiento de routers y switches apropiados y que proporciona hasta 100 Mbps de ancho de banda, utilizando equipos estandarizados. El concentrador de datos que hace de interface con los equipos de campo, es la llamada Estación Remota Universal que funciona bajo estándar IP. Situación Actual Red Multiservicio Dirección General de Tráfico A día de hoy las redes en servicio dentro del sistema de gestión de carreteras, así como su distribución geográfica son las presentadas en resumen en el siguiente mapa. El número de nodos SDH+Mux PCM se acerca a las 100 unidades como red de transporte, existiendo más de 400 ERU’s en funcionamiento en Red LAN (TCP/IP) como red de distribución. Así hay en operación los siguientes Nodos: – Noroeste: une: Benavente-Lugo-A Coruña- Santiago de Compostela-Pontevedra- -Ourense-Benavente. – Asturias: une: Oviedo-Avilés-Gijón. – Castilla-León: une: Valladolid-Tordesillas- -Adanero-Madrid-Burgos-Valladolid-Benavente. – Madrid: une: Madrid-M-40-Adanero-Accesos a Madrid. – Valencia: une: Valencia-Accesos a Valencia. – Sevilla: une: Sevilla-Accesos a Sevilla. – Málaga: une: Málaga-Accesos a Málaga. Y a muy corto plazo, la red cubrirá la totalidad del territorio nacional, e incluso se conectará con otras redes paneuropeas, ya que se están realizando proyectos de unión entre: Madrid – Badajoz. Madrid – Valencia Madrid – Sevilla Sevilla – Huelva Sevilla – Málaga – Granada. Madrid – Zaragoza. Etc... Con esta infraestructura de Nodos SDH, la Dirección General de Tráfico dispondrá de una red de alta calidad, con alta velocidad de transmisión, con facilidad de inserción, extracción, gran disponibilidad y posibilidad de ampliación. Glosario de Términos. ATM. Synchronous Transfer Mode. BACKBONE. Red Troncal. B-ISDN. Broadband ISDN. CODEC. Codec/Decodec. DSL. Digital Subscriber Line EDGE. Enhanced Data GSM Enviroment. ERU. Estación Remota Universal. FDII. Fibre Distribution Data Interface. FDM. Frequency Divison Multiplexing F.O. Fiber Optic. GSM. Group Speciale Mobile. HDSL. High Data Rate DSL. IP. Internet Protocol. ISDN. Integrated Services Digital Network. ISO. International Standard Organization. ITS. Intelligent Transportation Systems. LAN. Local Area Network. PDH. Plesiochronous Digital Hierarchy. SDH. Synchronous Digital Hierarchy. SNMP. Simple Network Management Protocol. SONET. Synchronous Optical Network. STM. Synchronous Transport Module. TCP. Transmission Control Protocol. TDM. Time Division Multiplexing. TNM. Telecomunicaciones Management Networks. WAN. Wide Area Network. WDM. Wavelength Division Multiplexing. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N Jesús Diez de Ulzurrun Mosquera Subdirector General de Seguridad Vial. Dirección General de Tráfico. Ministerio del Interior Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
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Sistemas de telecontrol: La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres
La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres El sector de las comunicaciones ha experimentado, sin duda, un enorme crecimiento en los últimos años: efectivamente, el despliegue de nuevas redes y servicios, como la telefonía móvil, el cable, la fibra óptica, etc. han supuesto grandes inversiones tanto en nuestro país como en el extranjero. En particular, uno de los despliegues de red destacados en los últimos tiempos es la implantación por parte de RETEVISION de dos nuevas redes de difusión para la Televisión Digital Terrestre (TDT) y la Radio Digital (Digital Audio Broadcasting, DAB). Para asegurar un adecuado nivel de servicio en estas redes es esencial un sistema de gestión técnica basado en la telesupervisión de las instalaciones y el telemando de las mismas. RETEVISIÓN ya desplegó años atrás un Sistema de Gestión de gran envergadura para la red de difusión de la Televisión Analógica, que fue suministrado y puesto en servicio por la firma española ELIOP. El éxito de este proyecto tuvo un impacto muy positivo en la operación y mantenimiento de la red, y supuso una experiencia importante para abordar el reto que ha supuesto el despliegue de estas nuevas redes, que ha debido hacerse en unos plazos extremadamente ajustados. En este artículo se ofrece una visión general de los Sistemas de Gestión para estas redes. Las empresas españolas MIER Comunicaciones y ELIOP han tenido en estos sistemas un destacado papel. MIER Comunicaciones ha sido contratista principal responsable del proyecto en su conjunto, incluyendo los equipos y servicios necesarios para el despliegue de las redes. ELIOP se ha responsabilizado específicamente de los Sistemas de Gestión. Este esfuerzo conjunto en colaboración con RETEVISIÓN ha permitido lograr el objetivo de disponer en los plazos requeridos de un sistema tecnológicamente avanzado y totalmente adaptado al propósito requerido. Las nuevas redes de Televisión y Radio Digital En el año 1.996 se presentó el primer proyecto español de TV Digital terrenal llamado VIDITER (VIdeo DIgital TERrenal). Fue un esfuerzo cooperativo entre RETEVISIÓN y la Administración española (Secretaría General de Comunicaciones) junto con otras organizaciones españolas, como fabricantes y Universidades. Basado en la especificación DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) (ETS 400 744), la red diseñada puso las bases de lo que luego ha sido la iniciativa puntera del despliegue comercial de la actual TDT en España. La red TDT consta de cuatro grandes partes fundamentales: – Producción: Donde se genera la programación de TV. – Codificación fuente: Codificadores acordes a la especificación MPEG-2, generan flujos de información (Program Stream), uno por cada programa, que entran en un multiplexor de transporte que genera un único flujo de transporte (Transport Stream) que puede transportarse en un canal satélite utilizando el sistema de modulación QPSK (Quaternary Phase Shift Keying), QAM (Quadrature Amplitude Modulation) si se hace por cable y OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) si se difunde por el medio terrestre a través de antenas, según la norma DVB. – Red de transporte: Lleva el flujo de transporte MPEG-2 a los centros emisores vía satélite o por la red de fibra óptica de RETEVISIÓN. – Red de difusión: Diseñada para trabajar tanto en red de frecuencia dual (transmisores y reemisores trabajan en frecuencias distintas), como en red de frecuencia única SFN (transmisores y reemisores trabajan a la misma frecuencia), hace posible que la señal de TV llegue a las antenas de los televisores para que pueda decodificarse mediante el adaptador. Aunque inicialmente la Televisión Digital Terrestre convive con la TV analógica, en un período de no muchos años la hará desaparecer definitivamente. La TDT llega a los hogares españoles sin necesidad de modificar su actual instalación de antena, pero debe incorporarse un adaptador externo (Set-top box) o interno para poder decodificar la señal recibida, tanto en canales de pago como de difusión abierta. La Televisión Digital ofrece mejor calidad de imagen y sonido, así como servicios multimedia e interactivos gracias a su capacidad de transporte de datos de alta velocidad, formato panorámico, guía electrónica de programas, teletexto avanzado, Internet sobre TV, comercio electrónico, juegos, etc. La red de Radiodifusión Digital (DAB) tiene unos principios de arquitectura no muy diferentes de los de la TDT, con una extensión más limitada, sirviendo de momento a 23 grandes núcleos de población. Estas nuevas redes de comunicaciones están soportadas sobre un conjunto de equipos ubicados en centros absolutamente dispersos por toda la geografía española de cuya eficaz y puntual gestión depende la calidad del servicio finalmente proporcionado al cliente o usuario del mismo. Para que la señal generada en Producción llegue de forma fiable a los receptores de televisión, debe asegurarse que llega a los centros transmisores y reemisores, desde donde se difunde a la población, y que el equipamiento de estos centros esté operativo en todo momento. En estos centros, se encuentran instalados los equipos que reciben la señal vía satélite o por fibra óptica y la retransmiten adecuadamente modulada. El buen funcionamiento de todos estos equipos es por tanto esencial para RETEVISIÓN, cuyo objetivo es suministrar a los usuarios la mejor calidad en la difusión de la señal de la que es responsable. La necesidad de gestión remota de estos equipos resulta, pues, fundamental para conseguir este objetivo. Requisitos del Sistema de Gestión El requisito básico que se plantea a un Sistema de Gestión como el que nos ocupa es obtener de la red de difusión el máximo nivel de calidad de servicio y eficiencia, minimizando los recursos materiales y humanos necesarios para lograr dicho objetivo. Más en concreto, esto se traduce en una serie de requisitos aplicables al Sistema en su conjunto, al Centro o Centros de Control y a los equipos remotos. Se destacan a continuación los requisitos básicos más relevantes: A nivel de Sistema: – El Sistema de Gestión no debe condicionar la elección de los equipos de comunicaciones, permitiendo elegir los más adecuados conforme a los criterios técnicos y económicos que se fijen, siempre que dispongan de capacidad de gestión remota. – El Sistema de Gestión debe adecuarse a la organización de la empresa explotadora de la red, en este caso RETEVISIÓN, en particular en las actividades más relacionadas con el mismo, como son la operación de la red y el mantenimiento, optimizando sus actividades. – El Sistema no debe consumir un exceso de recursos de comunicaciones, sean de la propia red bajo supervisión o recursos suplementarios. – Deben automatizarse las operaciones que lo permitan por no exigir la intervención de los operadores A nivel de Centros de Control: – La operación debe ser sencilla y eficiente. Los operadores deben poder seleccionar fácilmente la información más importante en cada momento, y ser alertados de los problemas evitando “avalanchas” innecesarias de información. – Las informaciones recibidas deben procesarse de forma que se obtengan datos útiles para los diferentes aspectos de la explotación y el mantenimiento. Esto tanto para los datos a ser manejados de forma interactiva por los operadores como aquellos que se organizan como Informes para distintos propósitos. – Los tiempos de respuesta del sistema a las incidencias deben ser cortos, así como la rapidez de ejecución de los mandos emitidos por los operadores, de forma que se optimicen los tiempos de reacción y con ello la calidad de servicio. En definitiva, se exige un comportamiento propio de los sistemas de tiempo real. A nivel de los Equipos Remotos de Telecontrol: – Deben ser flexibles para adquirir todas las informaciones de interés proporcionadas por los diferentes equipos de la red, sea cual sea la forma en que sean proporcionados. De igual manera, esta flexibilidad debe permitirles emitir órdenes a estos equipos, de naturaleza muy diversa. – La flexibilidad se extiende también al aspecto de comunicaciones hacia los Centros de Control: los equipos remotos de telecontrol deben aprovechar los diversos medios a disposición, diferentes según los casos. En los casos en los que no se dispone de acceso a la red WAN, deben permitir concentrar los canales de comunicaciones de gestión de varios equipos, proporcionándoles acceso a través de un medio adecuado, por ejemplo GSM o VSAT. – Deben ser equipos muy fiables y de gran robustez frente a entornos radioeléctricos agresivos: Recordemos que estos equipos se instalan junto a antenas que emiten potencias considerables, y en ubicaciones elevadas afectadas con frecuencia por tormentas eléctricas. Principios del Sistema de Gestión La solución tradicional de gestión de la red está basada en elementos periféricos que adquieren y/o transfieren las informaciones en base a contactos eléctricos y que son reportadas a un sistema central. Esta aproximación fue muy utilizada en el Sistema de Gestión de la Red Analógica, pero es de escasa aplicación en el caso de las redes digitales TDT y DAB, ya que el volumen y tipo de información a procesar son difícilmente encajables en esta rígida estructura, y además los estándares de facto presentes en el mercado para los fabricantes de este tipo de equipos exigen ya la necesidad de la gestión remota de los mismos a través de protocolos de comunicaciones. En relación a esta faceta, la problemática que debió resolver ELIOP como integrador de una solución de gestión global surgió del hecho de que cada fabricante ha adoptado en general un protocolo de gestión diferente. Aunque es bien cierto que el protocolo SNMP (en sus variadas formas de implementación) es reconocido como referencia, también lo es que la mayoría de los equipos presentan únicamente un protocolo propietario de cada fabricante basado en una interfaz RS232 ó RS485. En este sentido, la solución adoptada para los sistemas de la TDT y de la DAB ha sido un sistema de gestión de alto nivel, basado en el SCADA SHERPA de ELIOP, con estas premisas: – Sus herramientas y facilidades de desarrollo han de permitir integrar rápida y cómodamente nuevos tipos de equipos con protocolos de comunicaciones distintos. – Suficientemente abierto para incorporar una mezcla de protocolos muy dispares, incluso a nivel físico. – Sus estructuras de datos, facilidades de tratamiento y presentación gráfica han de ser suficientemente amplias para albergar tipos de informaciones muy diferentes. – Suficientemente genérico para, por un lado, presentar/controlar una amalgama de equipos muy dispares proporcionando un interfaz homogéneo a los operadores del sistema, y por otro, realizar una gestión de los equipos a alto nivel que permite centralizar alarmas y telemedidas de los equipos, controles sobre los modos de operación de los mismos, configuraciones, etc. Las características de esta plataforma son las siguientes: – La comunicación con los equipos está mayoritariamente basada en una red WAN (sobre TCP/IP). Se utilizan también enlaces VSAT y además existe la posibilidad de un enlace GSM no permanente entre los equipos remotos y un elemento concentrador en cada centro. – La distribución permite la conexión de diversos puestos de operador al puesto central, incluso ubicados remotamente (conectados mediante WAN). – Flexibilidad en la adaptación de todos los tipos de equipos manejados: para la TDT se supervisan receptores de señal, matrices de conmutación, transmisores , moduladores, adaptadores de red, GPS’s, equipos de monitorado, etc. mientras que en la DAB se gestionan transmisores, GPS’s, codificadores, multiplexores, etc. tanto en los centros transmisores como en los centros de donde parte la señal de audio y en cabecera nacional (Torrespaña). – El sistema resulta ser de gran envergadura en cuanto a número de datos a manejar (aproximadamente 150.000 datos en el sistema actual), número de vías de comunicaciones a controlar (unas 1400 conexiones punto a punto), etc. Se necesitan, pues, potentes recursos para el filtrado de la información a los operadores: filtrado por Puestos de Operador, Areas de responsabilidad, usuarios, etc. tanto a nivel de alarmas como pantallas de presentación de informaciones, telemandos, etcétera. No obstante lo dicho, el sistema tiene una notable capacidad de ampliación, al tratarse de configuraciones distribuidas cuyos elementos servidores están basados en máquinas UNIX que son escalables a diferentes capacidades, tanto por equipamiento como por gama de equipos. Arquitectura del Sistema de Gestión El Sistema de gestión se basa en un Sistema SCADA de Gestión de Elementos (SGE), que en un futuro podrá ser integrado en un Sistema de Gestión Unificado (SGU), junto a otros SGEs. Los equipos informáticos del SGE están instalados en el Centro Nacional de Operaciones y Mantenimiento (CNOM) de RETEVISIÓN en Pozuelo de Alarcón (Madrid). Desde allí se controlan todos los centros transmisores y reemisores de España. La plataforma hardware empleada por el SGE es Compaq bajo sistema operativo Unix. Para garantizar un alto nivel de disponibilidad en este sistema crítico, existen dos servidores con tres procesadores cada uno, en configuración redundante. Además existe una cabina de discos en configuración RAID, compartida por los dos servidores, para almacenamiento masivo de datos de cualquier tipo, con replicación automática por hardware (mirroring). El software está basado en la plataforma Scada SHERPA de ELIOP, ampliamente utilizada en múltiples proyectos de telecontrol en aplicaciones de tiempo real. La comunicación con los equipos instalados en cada centro se realiza implementando en sus diferentes niveles los protocolos específicos de comunicación de cada equipo a controlar. Las comunicaciones van soportadas sobre la red de RETEVISIÓN, encapsulándose los protocolos específicos de fabricantes sobre TCP/IP. Se dispone además de la posibilidad de utilizar conexiones directas del Puesto central con las estaciones remotas ELITEL mediante enlaces GSM. En muchos casos se utiliza el protocolo estándar SNMP, que ofrece un mecanismo normalizado, y ampliamente extendido para la gestión de este tipo de equipos. Conclusión La experiencia de RETEVISIÓN en la implantación y uso de los sistemas de gestión es ya dilatada a lo largo de muchos años en los han sido una herramienta de gran valor para obtener una alta calidad de servicio y considerables economías de explotación. Los sistemas implantados han demostrado además una buena capacidad de crecimiento, y se han ido adaptando a la expansión de la propia red, y por tanto seguirán siendo un elemento facilitador del crecimiento y desarrollo de estas redes en el futuro. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N Montserrat Bellot Aubanell Responsable de Implantación del Sistema RETEVISION Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
Artículo BIT
Sistemas de telecontrol: Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas
Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Figura 1. Ciclo de diseño de una red La liberalización del mercado ha modificado las premisas que hace unos años guiaban los planteamientos de las Empresas Eléctricas. Las nuevas reglas del juego incentivan el uso de sistemas flexibles, integrados y económicamente rentables como base para el despliegue de los sistemas de control y de las redes de telecomunicación que los soportan. Podemos, por lo tanto, afirmar que el mercado ya no acepta soluciones propietarias por lo que la compatibilidad de acuerdo a los estándares internacionales es un requerimiento básico en el diseño y despliegue de los sistemas de Telecontrol. Afortunadamente la evolución de los sistemas de comunicación y de los sistemas de control ha caminado hacia la normalización y la racionalización de los sistemas gracias a lo cual es posible hoy en día afrontar los retos mencionados anteriormente. Este artículo describe el uso de las nuevas tecnologías de Telecontrol y de los sistemas de comunicación asociados considerando por una parte los aspectos funcionales de la arquitectura utilizada y por otra los requisitos en cuanto a la contención de los costes y el retorno de la inversión. Tal como se desarrolla en el texto, la evolución de las normas CEI está siguiendo este camino, gracias a lo cual se está evolucionando desde un entorno cerrado y de uso específico en este campo hacia un entorno abierto basado en tecnologías tan populares como el protocolo de Internet IP. En definitiva, se tiende a desplegar sistemas de Telecontrol basados en redes estándar con protocolos de Telecontrol normalizados y con arquitecturas que garanticen flexibilidad en la operación del sistema. Uno de los avances que pueden tener un impacto considerable en la reducción de costos es la integración de los sistemas de gestión y mantenimiento. Aunque esta funcionalidad era exclusiva de los grandes sistemas, en la actualidad se está extendiendo a todos los niveles, gracias a lo cual se pueden unificar criterios de mantenimiento. La flexibilidad introducida por las nuevas tecnologías hace que sea posible optar por un número considerable de alternativas, lo que convierte el diseño de la red en un factor importante para obtener las garantías requeridas por los sistemas de Telecontrol. EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE TELECONTROL Las redes de Telecontrol han evolucionado, desde un entorno estático e inamovible, a un entorno dinámico de la gestión y control del sistema eléctrico. En efecto, los criterios de explotación del sistema de control han evolucionado, por ejemplo podemos mencionar entre otros el hecho de que el personal que interacciona con el sistema de control debe tener movilidad y, por lo tanto, debe poder interaccionar con el sistema desde cualquier ubicación o bien la posibilidad de que la configuración de centros de control regionales, nacionales y de reserva debe modificarse en función de los turnos de trabajo. En consecuencia, las tecnologías de comunicación utilizadas reflejan esta evolución, por lo que las redes de telecomunicación para Telecontrol han pasado de estar constituidas por un conjunto estático de enlaces punto a punto que en ciertos casos están duplicados o forman bucles, a redes de Telecomunicación flexibles que trabajan a nivel de servicio y que están basadas en tecnologías de paquetes tales como Frame-relay o IP. El gran éxito de Internet junto con el hecho de que el protocolo IP puede utilizarse sobre cualquier tipo de medio físico, ha convertido a este protocolo en el interfaz universal de provisión de servicios. Esta afirmación viene refrendada por el hecho de que tanto el ITU-T como el CEI lo han aceptado como estándar. Las ventajas más relevantes que esta nueva tecnología introduce en el entorno de los sistemas de control son: • Uso eficiente de los canales de comunicación El protocolo IP está basado en la tecnología Datagrama, la cual utiliza de forma intrínseca las ventajas de la multiplexación estadística, lo que le permite optimizar la capacidad de transferencia utilizada cuando los flujos de datos a transmitir no son de velocidad constante como sucede en el caso del Telecontrol. • Integración de servicios El protocolo IP constituye una plataforma capaz de manejar cualquier tipo de información. La arquitectura de Calidad de Servicio permite además garantizar las características de un servicio determinado. • Estándares basados en tecnologías probadas Además de existir unas bases teóricas para el desarrollo de la normativa que aplica en Internet, esto es, el entorno IP; no se puede aprobar un nuevo estándar sin haber probado la interoperabilidad entre fabricantes y la compatibilidad con los protocolos que puedan estar relacionados. • Fiabilidad y supervivencia La tecnología Datagrama provee una fiabilidad y supervivencia intrínseca. Esta característica resulta muy atractiva para los sistemas de control, pero para que pueda resultar efectiva es necesario diseñar la red de forma adecuada. Estas ventajas tienen como consecuencia una reducción de los costes globales de la red facilitando además la evolución tecnológica de la misma. Dicha optimización está basada en: – Recursos de la red compartidos por todos los usuarios. No hay asignación de recursos a usuarios que pueden no utilizarlos mientras otros no obtienen el servicio que necesitan. – Minimización del número de enlaces. La libertad para escoger una topología determinada permite optimizar costes. – Mejor utilización de los enlaces. Las velocidades de los enlaces de un trayecto pueden ser diferentes lo que facilita la evolución y ampliación de la red. – Integración de servicios. La infraestructura común se comparte por los servicios integrados. – Dimensionado de los enlaces en función de la capacidad requerida lo que permite utilizar enlaces de baja capacidad en algunos tramos menos importantes. En definitiva, podemos afirmar que las redes de Telecontrol que utilizan estas nuevas tecnologías son escalables, lo que les asegura un mayor tiempo de vida y de vigencia tecnológica, son más fiables y permiten integrar otros servicios, lo que representa, en su conjunto, un ahorro de costes operativos. Sin embargo, obtener todo el potencial de esta tecnología requiere un planteamiento adecuado y un diseño de la red que potencie dichas capacidades. COMPONENTES DE UNA RED DE SERVICIOS Los componentes que dotan a la red de sus características operativas básicas son el encaminamiento y el sistema de gestión del tráfico, el cual provee los mecanismos que garantizan la Calidad de Servicio. El encaminamiento es un componente clave en las redes Datagrama, puesto que determina el funcionamiento global de la red. La función del encaminamiento es decidir cual es el mejor camino que debe seguir un paquete en función de cual sea su destino. El encaminamiento está realizado por un algoritmo distribuido en los nodos de la red. Mediante el protocolo de encaminamiento los nodos dialogan para construir un mapa de la red gracias al cual pueden calcular cual es el mejor camino que debe seguir un paquete en cada momento. El mejor camino dependerá del estado de la red y del origen y destino del paquete. Aunque pueda parecer que una red de Telecontrol puede trabajar con caminos estáticos, la capacidad de cambiar de camino permite mantener el servicio cuando falla un enlace o modificar la ubicación de ciertos servidores sin que ello conlleve reconfigurar la red de comunicación. Gracias a esto, es posible cambiar la configuración de los centros de control sin tener que interaccionar con la red o acceder a cualquier información desde cualquier punto de acceso, lo que posibilita la movilidad de cierto personal. La naturaleza estocástica de las redes Datagrama requiere la provisión de mecanismos de control de flujo y congestión y de mecanismos de gestión del tráfico que permitan ofrecer garantías de funcionamiento en términos de capacidad de transferencia y de retardo máximo acotado a aquellos servicios que lo requieran. En el caso particular del telecontrol, aunque los requisitos de retardo no son muy exigentes, se debe garantizar que las informaciones transmitidas serán entregadas al destinatario final con un retardo inferior a un segundo. Si bien obtener esta característica de funcionamiento en una red Datagrama no requiere mecanismos sofisticados, es necesario diseñar adecuadamente la red y proveer una arquitectura que permita diferenciar los flujos de información con tal de que se prioricen adecuadamente las informaciones. Figura 2. Nueva arquitectura de Telecontrol PROCESO DE DISEÑO DE LA RED El proceso de diseño de una red incluye la definición de cada uno de los aspectos que definen la misma. Desde su topología, la capacidad de los enlaces y nodos hasta los diferentes algoritmos que soportarán los servicios. El proceso de diseño de una red Datagrama para aplicaciones de Telecontrol es más complejo que el de las soluciones tradicionales basadas en enlaces punto a punto. La figura 1 muestra el ciclo de diseño. Aunque no se muestre en la figura, en alguna de las etapas del ciclo puede no encontrarse una solución factible que cumpla con los requisitos del diseño, por lo que entonces será necesario repetir alguna de las etapas anteriores modificando los datos de partida. El proceso de simulación es especialmente importante en el diseño de una red Datagrama para aplicaciones de Telecontrol, puesto que será en esta etapa en la que podremos verificar que se cumplen los requisitos del servicio, especialmente en lo que se refiere a la disponibilidad del servicio y a los retardos máximos que pueden llegar a experimentar los flujos de información. En consecuencia, los puntos más relevantes a considerar en el diseño de una red son: – Escalabilidad. – Normativa vigente y evolución prevista. – Disponibilidad del servicio. – Seguridad. – Gestión de red integrada. – Características de funcionamiento de los servicios ofrecidos. LA EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TELECONTROL El uso de la tecnología IP permite la integración eficiente de las unidades remotas de Telecontrol de media y alta tensión permitiendo, por lo tanto, la reducción del número de centros de control, así como el número de redes de comunicación independientes y no conectables que existían en las alternativas tradicionales. De hecho, la nueva normativa del CEI, en sus estándares 60870-5-101 y 104, permite definir una nueva arquitectura de Telecontrol en la cual las unidades remotas transmiten información de forma espontánea, de manera que el ciclo de interrogación se efectúa una vez al día. Gracias a esto, ciertas unidades remotas pueden no estar conectadas de forma permanente, reduciéndose además la carga de tráfico de la red de una forma muy considerable. La figura 2 muestra un ejemplo de una red de Telecontrol desplegada utilizando estas nuevas tecnologías. La utilización de la arquitectura basada en la normativa CEI 60807-5-101 y 104 ofrece las siguientes ventajas: – La utilización del protocolo 61870-5-104 en el Centro de Control permite conectarse a las unidades remotas mediante una red IP con las ventajas que se han mencionado anteriormente. – Se evita el uso de grandes equipos de Front-end de comunicación equipados con cientos de puertos serie, los cuales son sustituidos por unos pocos puertos Ethernet. – Se implanta un sistema abierto basado en comunicaciones TCP/IP que es intrínsicamente escalable. – Se pueden utilizar unidades remotas basadas en el protocolo 60870-5-101. – Todo el sistema de Telecontrol puede implementarse utilizando equipos de mercado. – Se pueden integrar los sistemas de Telecontrol con el EMS y el DMS sin necesidad de añadir nuevos sistemas de comunicación. CONCLUSIONES Las nuevas tecnologías de redes y los nuevos protocolos introducidos en este artículo permiten plantear nuevas arquitecturas de Telecontrol que responden a los retos que las Empresas Eléctricas deben afrontar como consecuencia del mercado abierto. Se ha mostrado como estas nuevas tecnologías son atractivas por sí mismas, ya que, introducen nuevas funcionalidades y un conjunto de ventajas que las sitúa muy por delante de las soluciones clásicas. En efecto, siempre resulta atractivo utilizar tecnologías que sean intrínsicamente escalables, que mejoren las prestaciones de los servicios y que, en definitiva sean tan flexibles que permitan afrontar el futuro con una garantía de continuidad y de evolución. REFERENCIAS [1] CIGRE. Study Committee 35, Working Group 07. Technical Brochure 107, “Power System Communications in the High Speed Environment”, December 1996. [2] IEC 60870-6-503 “TASE.2 Services and Protocol. Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations”. Oct 1997. [3] IEC 60870-5-101:1995. “Telecontrol equipment and systems. Part 5: Transmission protocols – Section 101: Companion standard for basic Telecontrol task”. [4] IEC 60870-5-104. “Telecontrol equipment and systems. Part 5: Transmission protocols - Section 104: Network access for IEC60870-5-101 using standard transport profiles”. Aug. 1998. [5] R. Cabezas, J.M. Selga and C. Samitier. “A new Generation of Packet Switch Designed for the Integration of Operational Services”. CIGRE Symposium, Krakow. October 1999. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N Carlos Samitier Director Gerente de GNE S.L. Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
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Sistemas de telecontrol: Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location
Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location Figura 1: Estructura en capas de un Centro de Colocation El objeto de un Centro Neutral de Co-location es la explotación de espacios neutrales acondicionados para el alojamiento de nodos de transmisión y conmutación de Operadores de Telecomunicación, plataformas tecnológicas de XSP´s (ISP’s, IDC’s, ICP´s, ASP´s), así como soluciones de alojamiento técnico y operación de Sistemas de Storage y Disaster Recovery para Corporaciones; proporcionando una alta calidad y confiabilidad en servicios especializados dedicados tales como seguridad y mantenimiento 24/7, así como la interconexión con los principales proveedores de fibra óptica. En definitiva, son edificios con las más elevadas infraestructuras tecnológicas redundantes, oficinas de respaldo habilitadas con todos los requerimientos y conexiones para uso inmediato; con capacidad como Centro de Datos avanzado con especialistas certificados 24x7, que ofrecen una conectividad a Internet con 100% de disponibilidad balanceada entre múltiples operadores. El producto inicialmente básico de “co-location” (alojamiento en un espacio neutral de los nodos de conmutación y transmisión de los Operadores de Telecomunicación, con el objetivo de trasladar la inversión en infraestructuras a un tercero y, a cambio, desarrollar un mercado plural de interconexión), ha evolucionado en paralelo con la evolución de la tecnología de Telecomunicaciones e Internet. Si analizamos éste desarrollo tecnológico en el tiempo, podemos concluir que uno de sus aspectos fundamentales en la actualidad es el ser Centros neurálgicos de Comunicaciones y Control: Oferta segura y neutral de espacio físico con una solución múltiple de conectividad y redundancia en los sistemas críticos para distribuir aplicaciones y datos misión-crítica de las empresas. El producto denominado como “co-location neutral” ha sido y sigue siendo, pues, un eslabón básico dentro de la cadena de valor de las telecomunicaciones e Internet en los países liberalizados. Los grandes actores de éste sector: Operadores de telecomunicación, Carriers Internacionales, XSP´s (empresas proveedoras de servicios sobre infraestructuras de terceros), y el mercado Corporativo (o empresas), reconocen éste producto como un elemento de alto valor y contenido para el desarrollo del mercado de nuevas tecnologías y de la Sociedad de la Información: telecomunicaciones e Internet. Figura 2: Niveles de funcionalidad y aplicaciones en un Centro de Colocation Los Centros de co-location son grandes espacios físicos con un alto grado de tecnología en sus instalaciones, y con ubicaciones geográficas estratégicas, que se convierten por sí mismos en grandes nodos de interconexión de tráfico, de nivel superior a los propios nodos de sus clientes. Provee servicios como: • Seguridad perimetral: de las personas, de las instalaciones, de los accesos. • Control de la Red de Abastecimiento de Agua. • Control en la Seguridad del Suministro Eléctrico: – Red en Anillo – Redundancia “n+1” en los sistemas alternativos (UPS’s, generadores, etc.). • Control en la Seguridad del Aire Acondicionado – Filtros / Humedad – Redundancia. • Múltiple capacidad (diversidad en proveedores de comunicación) en la conectividad entre su Sala de Operaciones y su Centro de Datos. • Centro de Operaciones duplicado en situación de “stand-by” activo, para la continuidad del trabajo de sus operadores (business continuity). • Alojamiento: colocation y housing • Seguridad: física y lógica • Redundancia n+1 en todos sus sistemas (física y lógica) • Gestión y Operación 24x7 • Interconexión: peering y tránsito entre carriers, operadores e ISPs • Servicios gestionados o de valor añadido: hosting, monitorización, backup, storage-on-demand, seguridad, manos remotas, administración y gestión de sistema y/o aplicaciones, etc. • Interconexión de cualquier tipo, no solo tráfico IP • Abanico muy amplio de servicios gestionados y de valor añadido • Permite el desarrollo escalable de sus clientes mediante modelos de outsorcing de sistemas y servicios • SLA en todos los servicios ofrecidos Así pues, un Centro de Co-location Neutral actual puede incorporar las siguientes funcionalidades: • Nodo de intercambio de tráfico: voz, datos, tráfico IP • Nodo regional para intercambio de tráfico internacional de clientes locales • Nodo de provisión y distribución de contenidos a la Red (ICP´s) • Centros de datos (IDC´s) • Centros de Storage para back-up de información • Business Continuity o continuidad en la operación en casos de desastres o eventos que puedan afectar las operaciones principales en las sedes o nodos propios de los clientes Una de las últimas funcionalidades más demandadas por los usuarios de éstos grandes Centros de Comunicaciones y Control es el “Disaster Recovery”: servicio de recuperación de desatres ante eventos imprevistos. La planificación y previsión de desastres ha sido siempre una de las principales preocupaciones de las empresas para sus sistemas y aplicaciones “misión-crítica”: aquellos cuya operación continua es básica y vital para el propio desarrollo del negocio de la empresa. Figura 3: Carrierhouse. Edificio Madrid 2. La dependencia cada vez mayor de los sistemas de información y los servicios de telecomunicaciones está obligando a las empresas a revisar y evaluar sus planes de emergencia para anticipar eventos imprevistos. En la evaluación de los planes de emergencia, las empresas solicitan a los Centros de Colocation las soluciones de seguridad que permitan la continuidad de sus operaciones en escenarios de desastre. Un informe del Gartner Group (Octubre, 2001), indica que dos de cada cinco negocios que hayan sufrido un desastre en sus sistemas tenderán a desaparecer en un plazo de cinco años, si no tienen un plan sólido de continuidad en sus operaciones (business continuity). Las opciones tecnológicas para el establecimiento de un servicio de “disaster recovery” son muy amplias: desde el simple back-up en cintas o discos almacenados en lugares remotos seguros, hasta el envío de los datos, en tiempo real a un centro de datos “espejo”. Es aquí, donde éstos Centros de alta seguridad ofrecen las mejores condiciones para el control y seguridad en las operaciones: una oferta completa de instalaciones, seguridad, múltiples soluciones en conectividad, espacio físico para storage y business continuity , así como servicios profesionales de operación y gestión 24x7x365. Y esta oferta la completan los propios usuarios alojados, componiendo una comunidad de intereses de la que todos se favorecen. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N José Ignacio del Barrio Consejero Delegado de Carrierhouse Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
Artículo BIT
Sistemas de telecontrol: El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla La incorporación de nuevas tecnologías al equipamiento ferroviario, así como la Integración de los Sistemas de Seguridad y Telecomunicaciones en la línea de Alta Velocidad Madrid-Sevilla han demostrado que la digitalización de los sistemas de Seguridad ferroviaria conjuntamente con la de las Telecomunicaciones, que tuvo lugar dos décadas antes, han abierto una línea hacia el futuro, desde el momento de la planificación, proyecto e instalación del equipamiento de las Instalaciones de Seguridad y Telecomunicaciones de la línea Madrid-Sevilla, cuyo progreso tecnológico consecuente, con las correspondientes adaptaciones, ha sido la base de los actuales sistemas de Dirección de la Explotación. Para el mando centralizado de la explotación ferroviaria en la Línea de Alta Velocidad de Madrid a Sevilla se ha procedido a la instalación de un Puesto central de Control, PCC, en el Edificio de RENFE de la calle Méndez Alvaro nº 1. Desde este Puesto Central de Control se planificó el gobierno del Servicio ferroviario de toda la línea. En este Centro de Control se instaló el equipamiento que permite la vigilancia de la circulación, el control de los itinerarios y el mando y la supervisión del sistema eléctrico de tracción de todo el tramo de la línea AVE Madrid-Sevilla. Además se instalaron los equipos necesarios para la vigilancia de las instalaciones de explotación de; las estaciones, los puestos de adelantamiento y estacionamiento de trenes y los puestos de banalización, así como de las subestaciones de tracción a lo largo de la traza. Un capítulo muy importante de los equipos de control lo constituye el equipamiento de Telecomunicaciones. En él están incluidos las instalaciones telefónicas, de radiocomunicaciones tren tierra, de vigilancia por circuito cerrado de televisión de los andenes de las Estaciones y de los Edificios Técnicos de la línea así como de los Servicios de atención a los viajeros; megafonía, teleindicadores y monitores de información. Todo este equipamiento debe controlar las instalaciones y la marcha de los trenes, por razones funcionales, ergonómicas y de explotación, desde una sala del Centro de Control. Posteriormente a lo largo de los 10 años que lleva en explotación esta línea se han incorporado otros sistemas en Telecomunicaciones para llevar a cabo la gestión y la supervisión de las Telecomunicaciones que configuran dicho equipamiento en la línea AVE Madrid-sevilla y se ha instalado este nuevo Centro en otra sala anexa a la anterior. Se llevó a cabo una planificación de la distribución del equipamiento en diferentes salas del Edificio de la calle Méndez Álvaro nº 1, además de la sala para el equipamiento de la operación y vigilancia están las salas para el equipamiento técnico como son las salas de Ordenadores, salas de equipamiento de las telecomunicaciones, salas para el suministro de energía y salas para el equipamiento de acondicionamiento de aire para todo el Edificio. En este Edificio también se acondicionaron salas para la dirección de explotación, el personal de Operación y el de mantenimiento de las Instalaciones. Todas estas necesidades han hecho necesario la ocupación de la superficie correspondiente a las 4 plantas del Edificio, de forma que el mismo tiene esta única ocupación y una utilización que puede ser considerada como óptima. PUESTOS DE OPERACIÓN DEL JEFE DE CIRCULACIÓN. El sistema de gobierno y control ferroviario para toda la línea de alta velocidad Madrid Sevilla es concibió de forma centralizada y gobernada desde tres puestos de operación en el Centro de Control. Pero en esta línea se concibió un gobierno modular e intercambiable, en principio cada tramo de la línea podría ser gobernado desde cualquier puesto de operación. Sin embargo, por definición de los responsables de circulación de RENFE y para facilitar el control global y separar claramente las tareas de gobierno, cada puesto de operación se asignó a un tramo determinado de la línea. Posteriormente y a petición de los responsables de Circulación y por razones de eficiencia el control y vigilancia de toda la línea se dispuso para dos jefes de circulación. En el inicio cada Puesto de operación se dotó de idéntico equipamiento. Cada puesto consta de: – 4 monitores en color con una resolución de 1280x1024 puntos de imagen para la representación de bandas de regulación y diagramas de zonas. – 1 terminal de diálogo compuesto por un teclado y una pantalla en color – 1 tablero gráfico con marcador para localización. El terminal de dialogo y el tablero gráfico sirven para la operación de forma indistinta, es decir, todas las indicaciones de entradas pueden ser realizadas tanto por el terminal de dialogo como por el tablero gráfico. Las entradas realizadas sobre el tablero gráfico son representadas en la pantalla en forma de texto. En los monitores de alta resolución pueden representarse tanto imágenes de bandas de regulación como diagramas de zonas, según demande el operador. Normalmente por funcionalidad, en los dos monitores de un lado se representan las imágenes de las bandas de regulación y en los dos monitores del otro lado se representan los diagramas de zonas. Para la comunicación con el personal que está en las diferentes instalaciones del trayecto y en los vehículos, cada jefe de circulación dispone en su puesto de operación de un terminal telefónico, del tipo de operadora, y de un terminal del sistema de radiocomunicación tren-tierra. A través del terminal telefónico el jefe de circulación puede comunicar mensajes, por la megafonía de las Estaciones, a los viajeros, bien a un área determinada; andén, vestíbulo o sala de espera, o a todas las áreas de la estación con megafonía, por la integración de la megafonía de las estaciones en la red de fonía de la línea AVE. Frente a los puestos de operación de los jefes de circulación se han instalado 20 pantallas de proyección de vídeo dispuestas en dos filas, una encima de la otra. En cada dos pantallas se proyectan las imágenes amplificadas de un enclavamiento electrónico, de forma que en cada momento los proyectores permiten observar en el Centro de Control la situación de todos los enclavamientos. Para la operación de las Centrales de conducción Automática de los Trenes, LZB, ocho en total en toda la línea que coinciden en ubicación y geográficamente con los enclavamientos electrónicos, se ha instalado en el Puesto central de Control un ordenador de operación LZB con un puesto de operación propio. Como el sistema LZB es totalmente automático y las acciones de operación solo son necesarias en casos excepcionales (Indicaciones de entrada de limitaciones de velocidad temporales, debido a trabajos en el trayecto u otro tipo de actuaciones), este PCC solo dispone de un puesto de operación común que es actuado por el Técnico de regulación. PUESTO DE MANDO PARA EL SUMINISTRO DE ENERGÍA DE TRACCIÓN. El suministro de energía de tracción para toda la línea AVE Madrid Sevilla es telegobernado y telesupervisado desde el puesto de mando instalado en el Centro de Control. A este puesto de mando pertenecen las 12 subestaciones de tracción de corriente alterna 25.000 voltios Vac a 50 Hertzios distribuidas a lo largo de toda la línea y las 2 subestaciones de tracción de corriente continua a 3.000 voltios dc ubicadas en las proximidades de Madrid y de Sevilla, así como la red de catenaria de trayecto y en las estaciones, puestos de adelantamiento y estacionamiento de trenes y puestos de banalización. Desde este puesto de mando se gobierna y monitoriza; las subestaciones, los parques de alta tensión y las instalaciones de tensión de tracción con todos sus dispositivos de conexión. Los avisos de perturbación y alarma que provengan de estas instalaciones, así como sus medidas son presentadas en el puesto de mando. Los seccionadores telemandados pertenecientes a la red de catenaria están conectados a través del mando electrico-manual a la unidad remota de telemando más próxima. A través de estos equipos de telemando el operador de telemando puede acceder a la red de catenaria desde el puesto de mando del Centro de Control, estableciendo las conexiones necesarias para la explotación y controlando la totalidad de la red de catenaria. Actualmente esta técnica de telemando de la energía de tracción utiliza un sistema que funciona en ordenadores personales (PC) estándar bajo WINDOWS NT 4.0. La misión principal de este sistema, proporcionar el telemando y la vigilancia de subestaciones, de seccionadores de poste en; las estaciones, puestos de adelantamiento y estacionamiento de trenes y puestos de banalización y en las subestaciones así como la vigilancia en mando local, se realiza de forma fácil y sencilla. Las acciones de operación son realizadas mediante teclado o ratón con las facilidades Windows. El operador es ayudado mediante un menú sobre el monitor cuando desea realizar entradas a través del teclado del terminal situado en el puesto de mando. Para el seguimiento de la vigilancia se tienen los diagramas e informaciones de detalle presentados en los monitores, mientras que las salidas de partes y avisos, además de las notas recogidas en la pantalla del menú correspondiente, también son presentadas en las impresoras. Estos teclados y monitores, equipados y asignados siguiendo criterios ergonómicos (presentación de zonas de visualización y de manipulación) permiten al operador un trabajo rápido, seguro y de fácil continuidad. El teclado, el ratón y los monitores están conectados a un ordenador del puesto de mando, que por su parte está incorporado en la LAN en la que están conectados los dos ordenadores de control. La memoria del ordenador del puesto de mando contiene los elementos para las informaciones estáticas de las imágenes, como son los caracteres y los colores. Todas las informaciones dinámicas de proceso son transmitidas por el sistema de ordenadores de control al ordenador del puesto de mando, siendo representadas por este en las imágenes del monitor. De este modo se consiguen tiempos de respuesta en los monitores muy cortos, de manera que el operador es rápidamente informado de los cambios producidos en la red de suministro de energía, permitiéndole reaccionar de inmediato. Junto al puesto de mando en el Centro de Control existe un segundo puesto, situado en la sala de Control de las Telecomunicaciones AVE, equipado de forma idéntica al del puesto de mando y listo para funcionar en todo momento. En este segundo puesto, que puede ser en cualquier momento también de mando, pueden realizarse las adaptaciones del banco de datos en el sistema de control originadas por posibles modificaciones y ampliaciones en las subestaciones y en la red de catenaria. En caso necesario pueden ser asumidas, por parte de este segundo puesto de mando, las mismas funciones de gobierno y vigilancia que las realizadas en el primer y principal puesto de mando. Se ha recurrido a esta posibilidad cuando fue necesario trabajar con el primer puesto de mando, bien por necesidades de mantenimiento o por incorporar funciones solicitadas por el usuario. Ambos puestos de mando están conectados mediante una red LAN con estructura redundante a la que están conectados los dos Ordenadores de Control. PUESTO DE VIGILANCIA Otro puesto, conectado al sistema de ordenadores de control aquí descrito, sirve para la vigilancia de las estaciones, puestos de adelantamiento y estacionamiento de trenes y puestos de banalización y subestaciones de tracción, así como de otros equipos situados a lo largo de la línea. Sobre los monitores de este puesto de vigilancia son representados los avisos transmitidos desde los puestos de explotación en la línea, ubicados en los Edificios Técnicos, por las instalaciones locales de vigilancia para incendios, intrusión, climatización, energía en dichos Edificios Técnicos, caída de objetos a la vía en los pasos superiores y bocas de túneles y estado de otro tipo de equipamiento como es la cronometría. Este puesto de vigilancia realiza solo funciones de indicación sobre monitor, no dispone de funciones de mando. Así mismo este puesto está conectado a la red LAN y por lo tanto a la redundancia de los dos ordenadores de control. Como con el puesto de mando, las funciones de este puesto de vigilancia pueden ser asumidas por el puesto de mando situado en la sala de Control de Telecomunicaciones AVE. Adicionalmente se encuentran asignadas al puesto de vigilancia una serie de funciones como son la vigilancia de los andenes y zona de acceso a los Edificios Técnicos realizada a través de circuito cerrado de televisión, en tres monitores puede visualizar las imágenes de cualquier anden de las estaciones de AVE o las imágenes de acceso a los edificios Técnicos de la línea AVE con diferentes alternativas de selección de imágenes, la megafonía de las Estaciones, seleccionando cualquier andén, zona determinada o toda la Estación y el sistema de comunicación tren-tierra para comunicación con los móviles o con brigadas que trabajan a lo largo de la línea. También dispone del sistema de vigilancia de la temperatura de las cajas de rodamiento de los ejes de los trenes así como de la vigilancia de la temperatura de los discos de los frenos para dar los avisos de alarma cuando estén agarrotados. Para él dialogo con el sistema de gobierno y control ferroviario existe en el puesto de vigilancia un terminal de operación, un tablero gráfico y un monitor en color. Sobre el monitor en color es posible representar imágenes de bandas de regulación y diagramas de zonas, tal y como se realiza en los puestos de los jefes de circulación. CONFIGURACIÓN HARDWARE DEL SISTEMA DE GOBIERNO Y CONTROL FERROVIARIO En su momento se seleccionó para el gobierno y control del tráfico ferroviario la digitalización del equipamiento y la funcionalidad informática por permitir la realización de los siguientes aspectos: – Utilización de sistemas de doble ordenador, redundancia, para aumentar la disponibilidad del funcionamiento – Reparto de tareas sobre varios sistemas para facilitar posibles ampliaciones, geográficas o funcionales, y evitar que el fallo de componentes individuales produzca el fallo del sistema global. – Utilización de hardware, software de sistema y software de aplicación ampliamente extendidos y verificados, por tanto libres de errores. – Estructuración de todo el hardware de gobierno y control ferroviario como red local, LAN. Dentro de la red los ordenadores de comunicación constituyen la unión con los enclavamientos electrónicos. A través de canales serie se reciben los avisos y se emiten las ordenes. Cada ordenador de comunicaciones se encarga de realizar esa función con dos enclavamientos. Como ordenador de comunicaciones se utilizó un µVAX-3100 de la firma DEC. El seguimiento de la circulación (ZLV) tiene lugar en “servers” de números de tren propios. También aquí se utiliza un “servers” por cada dos enclavamientos. Los “servers” de números de tren adquieren a través de los ordenadores de comunicación la imagen de avisos de los enclavamientos, facilitan la situación actual del tren y transmiten esta a los ordenadores del puesto de operación. El “servers” de números de tren habían sido desarrollados y probados en instalaciones ferroviarias alemanas y por lo tanto muy experimentados antes de su instalación en esta línea. Los “servers” están acoplados entre ellos mediante un bus ZLV. El gobierno de la explotación que constituye la principal tarea del Puesto Central de Control, es realizado en los ordenadores de los puestos de operación. Dichos ordenadores llevan la imagen de la totalidad de la línea con los datos actualizados. Los módulos de programa “itinerarios de trenes” y “elaboración de dialogo” se ejecutan en los ordenadores de los puestos de operación y acceden a los datos mencionados. En estos últimos ordenadores se encuentran almacenados los planes de circulación empleados y los indicadores de destino. Aquí tiene lugar la elaboración previa de las imágenes de bandas de regulación y de diagramas de zonas. Como ordenadores de los puestos de operación se han empleado los µVAX-3400 de la firma DEC, empleando tres ordenadores debido a la carga de los mismos. Los ordenadores de comunicación, los “servers” de números de tren y los ordenadores de los puestos de operación fueron concebidos, por razones de disponibilidad, como sistemas de doble ordenador, en donde un ordenador permanece activo mientras el otro se encuentra en situación de “hot stand-by”. Así mismo el bus ZLV es doble. En el ordenador de comunicación y en el del puesto de operaciones se utiliza el sistema operativo VMS de la firma DEC, que fue diseñado tanto para desarrollo de programas como para utilización en tiempo real. Cada puesto de operación del jefe de circulación pasa a dos “servers” de monitor (MOS) las imágenes de bandas de regulación y los diagramas de zona para su representación. A cada MOS están conectados dos monitores en color de alta resolución. Mediante la introducción de potentes PC’s COMPAQ como MOS se alcanzan tiempos de respuesta en la aparición de imágenes de bandas de regulación menores a un segundo. El “server” de canal (KAS) sirve para la coordinación de las entradas realizadas a través del terminal de dialogo y del tablero gráfico. Como KAS también se emplea un PC COMPAQ utilizando el sistema operativo MS-DOS. Tanto el MOS como el KAS están configurados como sistemas de un solo ordenador. En el puesto de vigilancia se dispone de un KAS como terminal de dialogo y tablero gráfico y de un MOS con un monitor en color. Todos los ordenadores a excepción de los “servers” de números de tren, están conectados a una red ETHERNET. A través de esta red ETHERNET se realiza el intercambio de datos, pudiendo comunicar cada ordenador con cualquiera de los otros. La red ETHERNET está diseñada para transmitir datos a 10 MB/s. Como software de la red se emplea en todos los ordenadores el paquete DEC net. La estructura del sistema de gobierno y control ferroviario como red local en base a una red ETHERNET ofrece la ventaja de que cualquier nuevo ordenador puede ser integrado en la red prácticamente on-line. La proyección de las imágenes de los enclavamientos se realiza mediante un controlador de vídeo (beamer), que está conectado directamente al módulo de imágenes del enclavamiento electrónico. El sistema de gobierno y control de trenes está conectado a través de canales serie al sistema de comunicación de paquetes X.25, EWSP, con el sistema de control, la central de alarmas de cajas calientes, la central de indicadores de destino y el ordenador de servicio de LZB. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE GOBIERNO Y CONTROL FERROVIARIO Las múltiples funciones del sistema de gobierno y control ferroviario están distribuidas en varios ordenadores de la red. A continuación se va a realizar una descripción, a grandes rasgos, de dichas tareas, enfocándola hacia las características funcionales y no a la asignación de las mismas a los ordenadores. La comunicación entre los operadores y las instalaciones informáticas está apoyada en el sistema de Dialogo. Los diálogos básicos establecidos son los siguientes: – Cambio de turno – Operación de los enclavamientos electrónicos – Selección de imágenes – Trabajos con bandas de regulación – Bloqueo de vías – Conexión y desconexión de itinerarios – Selección y modificación de los números de tren – Elaboración de planes de circulación (gráfico de itinerario de tren) – Introducción de datos y comentarios ante retrasos – Introducción manual de los indicadores de destino. Básicamente todas las entradas de dialogo pueden ser realizadas a través del teclado del terminal y del tablero gráfico. En el tablero gráfico las teclas son sustituidas por los campos de función correspondientes. Las operaciones topográficas, como el establecimiento de un itinerario, se introducen mediante el tablero gráfico con el esquema de vías en él representado y los símbolos de señal de una forma mucho más rápida que mediante el teclado alfanumérico del terminal. Sobre cada pantalla de dialogo se reservan una serie de líneas para la indicación de avisos de error y advertencias de perturbación. La operación de los enclavamientos electrónicos se realiza de forma análoga a la operación local. Esto sirve tanto para el tablero gráfico como para las entradas a través de teclado, teniendo encuenta en cualquier caso el concepto de operación centralizado: de este modo se establecen itinerarios que son fijados por el jefe de circulación mediante operaciones manuales a través de líneas paralelas sobre los diagramas de zona. Los proyectores de vídeo son gobernados directamente por los enclavamientos electrónicos, siendo sus imágenes idénticas a las que generan los proyectores locales del puesto de operación del enclavamiento. El seguimiento de los trenes es un módulo básico del Puesto Central de Control. Este módulo envía al sistema la información de donde se encuentra cada tren. A estas informaciones acceden los módulos software de dirección de trenes, indicación de diagrama de zona, representación de bandas de regulación, elaboración de planes de circulación y gobierno de indicadores de destino. Las imágenes de diagramas de zona facilitan al jefe de circulación una visión global de la parte de la línea que está gobernando en forma comprimida. Junto a la distribución de vías, las informaciones estáticas y de señales (por ejemplo la denominación de los enclavamientos, la denominación de las vías y la denominación de señales), son representadas las siguientes informaciones dinámicas, en base a los avisos de los enclavamientos: – Ocupación de la vía – Itinerario establecido – Aviso de bloqueo – Avisos de perturbación conjunta – Conexión/desconexión del direccionamiento de los trenes en función de condiciones locales, (Formación Automática de Itinerario). Para todo ello llegan a la Central algunos datos elaborados: – Número de tren – Desviaciones horarias – Conexión/desconexión del direccionamiento de los trenes en función de condiciones locales, (Formación Automática de Itinerario). – Orden de enclavamiento actualmente elaborada El diagrama de zona contiene con ello todas las informaciones que necesita el operador para poder vigilar y gobernar la marcha del tren. Las imágenes de banda de regulación indican sobre un sistema de coordenadas, constituido sobre un eje horizontal de recorrido del tren y un eje vertical de tiempos, las líneas del plan de circulación también llamadas gráficos de itinerarios y los números de tren correspondientes a las ramas AVE y trenes TALGO circulando en las horas del día correspondiente. La zona de líneas de bandas de regulación contiene en la parte de arriba del eje de tiempo actual la zona de tiempo ya transcurrido, mientras en la parte de abajo está la zona aún por transcurrir. Las líneas reales de la zona ya transcurrida son actualizadas por los datos recibidos del sistema de seguimiento de la marcha del tren ante el paso del mismo por puntos de explotación definidos, mientras que las líneas de consigna en la zona por transcurrir son colocadas a continuación de las líneas reales. Mediante el desplazamiento de la zona de líneas del tiempo actual, cada minuto, se garantiza que el operador siempre tiene indicada aproximadamente la misma cantidad de zona ya transcurrida que la cantidad de zona por transcurrir y casi en tiempo real. Los distintos tipos de trenes, líneas de consigna y líneas reales son representadas en distintos colores. El jefe de circulación puede acceder a una imagen de bandas de regulación con ayuda del tablero gráfico y del correspondiente indicador, introduce la parada de disposición, modificando el recorrido de trenes sobre la línea o introduciendo nuevas líneas de disposición. A través de las indicaciones on-line el jefe de circulación reconoce de forma inmediata las consecuencias de su disposición sobre otros trenes circulando. Un direccionamiento de trenes tiene la función de establecer los itinerarios necesarios para el recorrido puntual de un tren de forma automática. El direccionamiento de trenes trabaja en función de los mismos, es decir, es activado cuando un tren circula por un punto de explotación establecido para la formación de un itinerario. Dentro del direccionamiento de trenes se ejecuta una comprobación de factibilidad en la cual se verifica si existe algún inconveniente para el establecimiento del itinerario. Si no es este el caso, el direccionamiento de trenes emite una orden al enclavamiento correspondiente. Si esta orden no es ejecutada se procede a la repetición de la misma. El direccionamiento de trenes puede ser conectado o desconectado en función de condiciones locales o condiciones del tren. La elaboración de planes de circulación realiza en puntos de explotación determinados y para cada tren una comparación entre el tiempo de consigna almacenado en el plan de circulación y el tiempo actual de circulación. La desviación del tiempo resultante es indicada en el diagrama de zona y en las imágenes de bandas de regulación (SAO). Con ayuda del dialogo la elaboración de planes de circulación da al operador on-line nuevos planes de circulación o modifica los existentes. Para diferenciar los distintos tipos y períodos de planes de circulación, estos están estructurados de la siguiente forma: – Plan de circulación actual y futuro – Adaptaciones diarias – Plan actual de circulación diario El plan de circulación diario es establecido una vez al día teniendo encuenta las adaptaciones sobre el plan de circulación actual. Un aspecto importante con vistas a las reconstrucciones de determinadas situaciones es el archivo de acontecimientos de explotación. Las informaciones sobre la marcha de los trenes y algunas entradas de operación son archivadas sobre soporte de datos. Con ello es posible supervisar imágenes de bandas de regulación archivadas o representar entradas de operación realizadas. Las imágenes de bandas de regulación archivadas pueden ser extraídas a través de un plotter. HARDWARE DEL ORDENADOR DE CONTROL Como núcleo integrante del equipamiento hardware del Centro de Control para el suministro eléctrico de energía de tracción está instalado el sistema de control VICOS P 500 basado en componentes de hardware estándar, flexible y con facilidad de ampliaciones. El sistema está compuesto por dos ordenadores de proceso, el Maestro y el Standby de la serie Pentium III 550 MHz. Teniendo encuenta los requerimientos de disponibilidad exigidos a este Centro de Control, ambos ordenadores de proceso trabajan como un sistema redundante de doble ordenador en servicio “hot stand-by”. Como elemento de conexión de la instalación doble de ordenadores existe una vigilancia que controla el correcto funcionamiento de cada ordenador, en caso de avería o error, VICOS P500 conmuta del ordenador activo al ordenador stand-by. Puede hacerlo siguiendo tres modalidades: – Conmutación automática, es decir, se conmuta inmediatamente al ordenador stand-by. – Conmutación automática retardada, antes de conmutar al ordenador stand-by el sistema espera un tiempo configurable. – Conmutación manual, hay que dar una orden para conmutar al ordenador stand-by. Normalmente el sistema está trabajando en la modalidad de conmutación automática pero también se usa la modalidad de conmutación manual sobre todo cuando se producen los cambios regulares entre el ordenador que dirige el proceso y el ordenador stand-by o cuando se realiza el mantenimiento preventivo en este sistema. Los dos ordenadores que realizan el proceso, el maestro y el stand-by, así como los de los puestos de operación; el del puesto de mando para el suministro de energía de tracción, el de vigilancia para circulación, el de seguridad y el de mantenimiento ubicado en la sala de Control de Telecomunicaciones, están conectados entre sí a través de una LAN Ethernet. Esta red está estructurada: – El nivel del sistema de control está conectado entre sí de forma autónoma a través de una red coaxial, es decir; el maestro, el stand-by, ordenador de archivo, servidor de PC (en TCB-TCI), el del puesto de mando para el suministro de energía de tracción, el de vigilancia para circulación, el de seguridad y el de mantenimiento ubicado en la sala de Control de Telecomunicaciones. – El nivel de proceso está interconectado a través de una red SINEC H1, lo que significa que el maestro y el stand-by están conectados directamente al TCI por medio de un HUB El interface de Telemando (TCI) representa el sistema de unión entre el ordenador de control y el proceso. Los datos del proceso son almacenados por todas las remotas y transformados para la tramitación posterior en el sistema VICOS P500. Las tareas principales de la interfaz de telemando son: – Intercambio de datos entre el puesto de mando y las remotas – Administrar el gráfico del proceso actual – Control de las peticiones generales – Tramitación previa de datos – Comparación valor antiguo/nuevo – Control del valor umbral para valores analógicos. Esta interface está constituida por dos partes; un Servidor de PC, a la que están conectadas tarjetas de comunicación TCB (Tele Comunication Board) a través de una LAN autónoma. Los TCB son tarjetas propias que se acoplan a un bastidor del sistema SIMATIC S7 400. Por motivos de disponibilidad los TCB y el servidor PC son instalaciones redundantes. La conexión entre los ordenadores de proceso y el sistema de transmisión de datos lo constituye la interfaces de telemando con sus correspondientes TCBs y estas están conectadas a la entrada de la red de datos EWSP y cumple los requerimientos necesarios para la conexión como interface X.25. FUNCIONES DEL SISTEMA DE CONTROL. El sistema de control se basa en el sistema software VICOS de la firma SIEMENS. Este sistema software fue concebido sobre la base de aplicaciones y experiencias obtenidas en desarrollos especiales para la gestión de operaciones de ferrocarriles, basado en ordenadores interconectados en red y funciones automáticas y también en aplicaciones en el campo del control de redes eléctricas. El sistema facilita la realización de funciones de vigilancia, representación de acontecimientos, actuación del operador, gobierno y automatización. Para la observación del proceso es de gran ayuda la imagen global de la red con representación de toda la línea AVE. Sobre esta imagen son representadas por un lado todos los puestos de explotación, como Estaciones, Puesto intermedio de banalización, puesto de adelantamiento y estacionamiento de trenes, así como por otro lado las subestaciones de tracción con sus denominaciones abreviadas. Para diferenciar mejor el tipo de explotación, estas son representadas con distintos colores. Si en los puestos de explotación se produce un nuevo estado del proceso, este será indicado en la imagen global de la red como información total, produciéndose además una señalización acústica. La información total se clasifica correspondiendo a su significado y se marca con distintos símbolos en color. Ante la existencia de varios acontecimientos se da con ello al operador una ayuda orientativa de donde debe actuar. Como todos los sistemas, también VICOS P500 emplea su propia terminología. La interface de usuario siempre es homogénea y para el manejo se utilizan menús desplegables, menús emergentes y cuadros de dialogo. La ventana de manejo siempre está visible, no se puede modificar su tamaño y no se puede mover ni minimizar. En ella se encuentran la línea de alarmas y las funciones de manejo más importantes asignadas al usuario. En el área de trabajo se abren superpuestas, según las necesidades concretas, las ventanas de trabajo. A diferencia de la ventana de manejo, estas ventanas pueden superponerse entre sí. Se puede variar su tamaño. Para operar sobre un menú determinado se posiciona el cursor, con el ratón, sobre una opción del menú pulsando el botón izquierdo se abre el menú desplegable o directamente una nueva ventana no siendo posible activar más de una opción de menú a la vez. En este sistema solo pueden activarse las funciones pulsando el botón izquierdo del ratón. El VICOS P500 vigila la ejecución de las ordenes. Se parametriza un tiempo de vigilancia teniendo encuenta el tiempo para la emisión de la orden, el tiempo de funcionamiento del seccionador así como el tiempo de espera al mensaje de respuesta. Una actuación de manejo de proceso está concluida o cuando se recibe un mensaje de respuesta desde el proceso o cuando ha transcurrido el tiempo de vigilancia. Durante el transcurso del tiempo de vigilancia de un elemento se pueden manejar otros elementos, dado que cada elemento dispone de su propia vigilancia por tiempo. El elemento está bloqueado hasta que se concluya el manejo de proceso, evitando accesos múltiples. Si en el transcurso del tiempo de vigilancia se recibe del proceso el mensaje de respuesta deseado, se considera concluida la actuación de manejo. Se cancela el parpadeo que se inicia al comienzo de la ejecución de la orden y se indica el nuevo estado del elemento. Si no se ejecuta por sobrepasar el tiempo de vigilancia, se vuelve a visualizar el estado anterior del proceso y el elemento parpadea sobre fondo negro para indicar al operador esta situación del elemento. Hay otras operaciones de manejo que son organizativas, estas solo causan un procesamiento interno en el sistema de mando, no transmitiéndose a las subestaciones. Entre ellas hay; la activación y el borrado de bloqueos de órdenes, la activación y el borrado de bloqueo de mensajes y la reproducción o simulación de estados de proceso. Todas las operaciones de manejo organizativas, al igual que las de manejo de elementos, se registran. La función “Retenido” es un bloqueo del envío de ordenes mediante el programa que hace que la orden no se transmite a la remota y por lo tanto no puede ejecutarse. Estos bloqueos son necesarios en el contexto de trabajos de mantenimiento en las líneas o en los disyuntores, debido a las mayores exigencias de seguridad. Todo el sistema de Control en el Puesto de Control Central de Madrid Atocha es ampliable tanto desde el punto de vista hardware como software. En caso necesario, por ejemplo, puede ser introducido un nuevo puesto de operación. RESULTADO El empleo de ordenadores comerciales, de alta capacidad de prestación y en tecnología de máximo nivel, ha garantizado tambien el progreso técnico en este terreno tal como se ha podido comprobar a lo largo de estos diez años. Bit - Nº 133 Sumario Editorial Opinión Entrevista A Vuelapluma H. Valencianos Teleco. R. Murcia Gente Bit Display Display Empresa Especial Café Redacción GRETEL Perfil Pulso del Mercado ¿Qué es? Tecn. Sociedad Rincón Internet Bit Recomienda N Faustino Hermida Centro de Control de AVE Artículos Sistemas de telecontrol Tecnologías para la calidad y eficiencia de las infraestructuras y los servicios Centro Nacional de Supervisión y Operación (CNSO) Red de Transporte para los Sistemas de Gestión de Tráfico de la Dirección General de Tráfico La gestión técnica de las redes de Televisión y Radio Digital terrestres Tendencias y Tecnologías utilizadas en las redes de telecontrol modernas Centros de Comunicación y Control. Centros Neutrales de Co-location El puesto central de control de la línea de alta velocidad Madrid-Sevilla
30 oct 2015
Artículo BIT
La vivienda domótica, una realidad asequible.
La vivienda domótica, una realidad asequible La revolución de la domótica, la llamada "Casa Internet" es, además de un éxito por el interés del público, una realidad que ha de cambiar a corto plazo los hábitos familiares y sociales. En la presentación que se hizo recientemente en Madrid de La Casa Internet, se ofreció un estudio realizado a más de 800 familias españolas sobre los productos más demandados para una vivienda de calidad, que fueron : videoportero, alarmas, control automatizado de sistemas, desde dentro o fuera de la casa, conexión de banda ancha y control automatizado de electrodomésticos. Muchos de ellos se consideran ya imprescindibles en un hogar moderno y definen su nivel de confort y seguridad. Digamos que en esta nueva sinergia de las telecomunicaciones y la informática, se define otra faceta de la Sociedad de la Información que nos invade y que afecta al ocio, a la seguridad y a la comodidad en las casas. Conviene valorar también que la vivienda supone la primera inversión de las familias españolas , tanto la habitual como la de ocio. Además, dado el desconcierto que producen otros productos de inversión como la bolsa, el sector inmobiliario sigue siendo una opción en alza para el pequeño y el mediano ahorrador. Todo ello ofrece un cruce de coordenadas que favorecen al desarrollo de nuestro sector y abre un nuevo potencial de creación y desarrollo de empresas de suministro y nuevos productos. Nos ayudan a desenmarañar esta madeja los siguientes colaboradores: "La vivienda domótica, una realidad asequible" por Carlos Canivell; "¿Qué hay detrás de la Casa Internet?" por José Manuel Petisco; "Iberbanda: la Banda Ancha, ancha" por Iberbanda; "Hometronic: solución total sin cables" por Anselmo Galobart; "La importancia del socio tecnológico en domótica de las empresas inmobiliarias" por Francisco de la Torre Milla; "La seguridad en el hogar" por José Manuel Huidobro y "Tower TBA, tecnologías de futuro para vivirlas en el presente" por Rafael Llanes.
30 oct 2015