Tecnología Ferroviaria Digital de Nueva Generación …€¦ · •Explicar un sistema de base...
Transcript of Tecnología Ferroviaria Digital de Nueva Generación …€¦ · •Explicar un sistema de base...
Tecnología Ferroviaria Digital de Nueva GeneraciónPara Mejorar la Seguridad y la Productividad
Derel WustDirector General
4Tel Pty LtdRamiro Mesina Macarena FuentesSenior BDM LATAM BDM LATAM
¿Quién soy?
• Fundador y dueño de 4Tel Pty Ltd
• Ingeniero Electrónico como profesión; BE (Hons Class 2A)
• Un oficial retirado de la Fuerza Aérea – rango Comandante de Ala
• Un ex ejecutivo de Telstra (Mayor empresa de telecomunicaciones y medios de comunicación) (Unidad de negocio de defensa)
• Un ex ejecutivo de Optus (segunda más grande empresa de telecomunicaciones y medios de comunicación (Unidad de negocios por satélite)
• Convoque un equipo de ingenieros muy cualificados de dominio, control y comunicación para construir redes de grado militar para el ferrocarril
• En conjunto con experiencia de Señalización Ferroviaria IRSE para construir sistemasseguros
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 2
Objectivos
• Introducir 4Tel
• Describir nuestras ideas para la construcción de una nueva generación de
ferrocarriles digitales
• Explicar un sistema de base para nuestro trabajo de seguridad
• Explicar nuestros métodos y trabajo para mejorar la seguridad, fiabilidad, eficiencia y
productividad
• Explicar nuestros planes de desarrollo en los próximos años
• Promover nuestra experiencia en seguridad, innovación y desafío de estructuras de
alto costo
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 3
CASO PRACTICO: Red Ferroviaria de la Área Rural Regional
del estado de NSW
Cómo se resuelven estos problemas en la Red Ferroviaria de la Área Rural Regional del estado Australiano de NSW
Caso Práctico: NSW CRN
Régimen Ferroviario de Acceso Abierto
New South Wales – Red Rural RegionalAustralia – 25m pob. para un país tan grande.
11 November, 2015 4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 5
John Holland Ferrovaria (JHR) operador y mantenedor desde 16 Enero 2012
Caso Práctico: NSW CRN
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 6
3,400 km
No-Líneas operativas
2,400 km
Líneas operativas
27,000 Hectáreas de tierra e
infraestructura
600 Puentes ferroviarios
20+ Operadores de trenes
www.jhrcrn.com.au
2250 kmOrden del tren en trabajo
150 kmDetección de vehículos
ferroviarios
Tecnología de control de tren
– 4Tel ganó el premio del Cargo de Diseño y Estructura de 12 meses para el Centro de Gestión de Red (NMC)
– 4Tel ahora tiene el Cargo de Operación y Mantenimiento de 10 años
– Apoya todos los sistemas NMC
• Señalización y Orden de Tren
• Comunicaciones de voz y datos
• Sistemas comerciales y de apoyo
Tiene autoridad de ingeniería
Caso Práctico: NSW CRN
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 7
• SIL-2 (sistema de CBTC centralizado de seguridad de red amplia y certificada)
• Más capacidad que CTC, con menosinfraestructura mediante el uso de bloques virtuales
• Optimizado para cualquier línea de seguimiento único con bucles cruzados(pero con varias pistas en funcionamiento)
• Tráfico mixto de voz y operacioneselectrónicas
• Gráficos e informes electrónicos• Permiso electrónico para trabajar en el
sistema CBTC• Utiliza cualquier red de comunicaciones
CRN usa un Sistema Moderno de Bloqueo Virtual CBTC
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 8
Autoridades (de Movimiento) Electrónicas (AE) y Autoridades de Ocupación de Vías (TOA)
• AE permitidas para implementarse en CRN sin nuevo equipo de locomotora
• El software AEs y TOA se implementan en radios inalámbricas por carga
• Una interfaz de sistemas abiertos permite el uso de dispositivos inteligentesen locomotoras o por personal en las vías
• Mejoras de seguridad y eficiencia
• Menos infraestructura en terreno que CTC: reduce el mantenimiento en terreno OPEX
• Pantallas dinámicas en cabina y para trabajadores de vías
• Voz (1 a 5 min) reemplazada por comunicaciones de datos (15 seg)
• Las AEs tienen mejor eficiencia que el CTC para el bucle de cruce de una sola línea
• Alarmas Mostradas en los Dispositivos del Usuario
El CRN en el estado de NSW usa Autoridades Digitales
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 9
• Utiliza redes públicas de comunicación para voz y
datos
– UHF-FM para voz de humano a human
– Datos de Banda Ancha para información de
computador a computador
– Satelite de Iridium para ’Comunicaciones
esenciales a un mínimo’
• Aumento de la capacidad cada vez que un
Portador/Carrier se actualiza a un sistema de próxima
generación
• Minimizar la infraestructura en terreno
• Minimizar mantenimiento de las vías
CRN utiliza Servicios de Portadores (Carriers) para el Control de Trenes
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 11
CASO PRÁCTICO DE TREN URBANO DIGITAL:
Red de Tren Urbano de NewcastleUn Nuevo Tren Urbano Digital esta siendo construído en Newcastle, NSW Australia
• 2.7 kilómetros de longitud, desde Newcastle Intermodal en Wickham hasta Pacific Park en Newcastle East, a solo 200 metros de Newcastle Beach (Playa)
• Las paradas se ubicarán en Newcastle Intermodal, Honeysuckle (cerca de Hunter Street TAFE), Centro Civico, Crown Street, Market Street y Pacific Park
• Servicios de alta frecuencia para subir y bajar cada 7,5 minutos durante las horas punta• Capacidad para transportar 1,200 personas por hora• AUna nueva flota de vehículos ferroviarios ligeros (tren urbano) con un diseño accesible de piso
bajo.• El diseño de la red permite una expansión considerable en etapas posteriores
Alcance de Obras del Tren Urbano de Newcastle
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 12
El Rol de 4Tel
• Suministro e instalación:
– Paneles de Control para control de la red
– Señalización e interfaces a intersección de carreteras a semáforos
– SCADA eléctrico y otros controles
– Comunicaciones que incluyen radio, cable de fibra óptica y enrutadores de red
– Pantallas de Información de Pasajeros e interactúa con sistemas externos
• Este trabajo aprovecha las soluciones comprobadas de control e información de tiempo real de 4Tel, que ya se usan ampliamente en la industria del tren de carga pesada australiano.
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 13
Interoperabilidad Vs Armonización
La interoperabilidad mediante interfaces de sistemas abiertos es el caminohacia el futuro
11 November, 2015 4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 14
Interoperability Versus Harmonization
• Harmonization is ‘easiest’:
– The preferred railway systems approach; e.g. PTC
– ‘One way’ lowers deployment risks
– BUT creates monopoly rents and may stifle innovation in new ways of doing things
• Interoperability is harder:
– Is demanding on standards & certification
– BUT allows trade-offs & innovation
– Allows complex networks & proprietary systems to be separated into ‘open-systems’
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 14
CRN usa una Fuente Única de Verdad
Interfaces under formal Configuration Control
4TEL utiliza "Lenguaje de marcado de sistemas ferroviarios" (RSML)para la interoperabilidad de datos
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 117
La interoperabilidad es común en la Sociedad
• Sin dispositivos definidos• Sin sistemas operativos definidos• Sin comunicaciones de radio
definidasPERO:• Red de datos común con TCP/IP• Descripción de datos común con
XML• Seguridad común con SSL/PKC• ¿Por qué los ferrocarriles aceptan
menos que los mejores estándaresde la sociedad?
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 18
Gran Cantidad de Datos permiteCapas de Seguridad
Cada vez más datos permiten más capas de conocimiento situacional
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 19
CRN: Trenes, Vehículos y Seguimiento del Personal• Más datos pueden monitorear todos
los datos de posición operativa y rendimiento de todos los usuariosde los corredores ferroviarios
• Los datos permiten que otrosprocesos de software mejoren la supervisión de la seguridad, la supervisión del plan de trenes y el seguimiento de la facturación de uso.
• Puede ser utilizado por procesosmás profundos para iniciar el mantenimiento condicionado, porejemplo, controlar la velocidad y el tonelaje frente al uso de la vía paradesarrollar modelos de mantenimiento
IPhoneView
Web Browser View
AndroidView
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 2030 November 2017
4Site para la Supervisión de la Infraestructura en CRNUn Internet-of-Things (Internet de las Cosas) para monitorear toda la infraestructura para datos operativos y administraralarmas
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 2130 November 2017
Elección de los Sistemas FuturosCTC basado en pistas con superposición o Bloqueo
Virtual CBTC
Elija Vías Inteligentes y Vías Tontas, o, Elejir Trenes Inteligentes y Vías Torpes?
PTC-A (ahora PTC)Señalización tipo PTC-A utiliza los sistemas desuperposición que usan un despacho central no vital, con señalización vital, comunicaciones y con dispositivos a bordo
• Sistema de control no vital
• Vinculado a infraestructura de señalización
• Capacidad de red de bloques fijos
• Sistemas de comunicación vitales
• Aplicación a bordo
• Sistemas de campo vital y señalización en cabina
PTC-B (ahora VB-CBTC)Sistemas de autoridad de movimiento centralizadode bloqueo virtual tipo PTC-B que utilizabanprocesadores centrales vitales, pero comunicacionesno vitales y datos de posición en tiempo real
• Sistema basado en Control Vital/Autorizaciones
• No está vinculada a la infraestructura lateral
• Capacidad de bloque virtual dinámica/ receptiva
• Comunicaciones no vitales
• Utiliza datos de posición GPS para reforzarmandatos
• Sistemas de terreno no vitales
PTC (or PTC-A versus PTC-B)
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 23
• Disponibilidad restringida de espectroradioeléctrico
• Poca interoperabilidad con los sistemasregionales adyacentes
• Pobre interoperabilidad a los sistemasferroviarios metropolitanos o suburbano
• Falta de profundidad de mercado debido a pocos proveedores
• Falta de soluciones de radio multi-banda paradiferentes mercados
• Dificultad para adquirir nuevas características y funciones dentro de los respectivos estándares
Limitaciones de PTC & ETCS
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 24
• loques fijos vs. bloques virtuales
• La infraestructura limita la flexibilidad
• ¿Dónde colocas la seguridad en el
diseño de la red?
– ¿En la red?
– ¿En el tren?
– ¿O en el centro de control?
Capacidad de la Red Ferroviaria
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 25
Figure 1. Safety impact provided by systems with different network coverage
• Los dispositivos SIL-4 forman sólo parte de una solución
• Los sistemas acreditados SIL-4, como la mejor solución, están
ligados a una forma de pensar antigua y se enfocan sólo en el
desempeño de la infraestructura y no en el desempeño de la red
como un todo
• El enfoque debe mantenerse en la reducción del riesgo
operativo en su conjunto no partes individuales de la solución
• Seguridad desde un tren-a-otro-tren y separación de un tren a
los trabajos en la vía
• Seguridad en la ruta
Reducción del Riesgo mediante la Acreditación de Seguridad
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 26
Figure 2. Overall network safety is influenced more by complexity and risks, than a given localised device's SIL rating
La Próxima Generación de Control Ferroviario
4IR con su Sistema de Inteligencia Artificial (IA) llegarán a dominar
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 2730 November 2017
Desafíos desde el Tren a Camiones/Buses en el futuro
• Los camiones/buses saben dónde están y cómo se desempeñan en tiempo real:– Mientras que el ferrocarril aún este típicamente en un territorio oscuro que carece
incluso de información operativa básica en tiempo real
• Los camiones/buses apuntan a tecnologías autónomas sin conductor:– Mientras que el Ferrocarril requirió usar 2 x controladores/ingenieros obligatorios en
muchas circunstancias
• Los camiones/buses están explotando la seguridad que ofrecen lasinfraestructuras y sistemas públicos modernos:– Mientras que el ferrocarril debe usar la infraestructura de 'seguridad' obligatoria a pesar
de ser a menudo poco rentable• Los camiones/buses apuntan a mejorar la productividad a la vez que minimizan los costos:
– Mientras que el ferrocarril está maximizando los costos y disminuyendo la productividad¿El ferrocarril será competitivo? No, a menos que evolucione donde pueda ............
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 2830 November 2017
4th Revolución Industrial (4IR)• Las revoluciones industriales
anteriores liberaron a la humanidaddel poder animal, posibilitaron la producción en masa y brindaroncapacidades digitales a miles de millones de personas.
• La Cuarta Revolución Industrial es, sin embargo, fundamentalmentediferente. Se caracteriza por unagama de nuevas tecnologías quefusionan los mundos físico, digital y biológico, impactando en todas lasdisciplinas, economías e industrias, e incluso ideas desafiantes sobre lo que significa ser humano
Fuente: Profesor Klaus Schwab, Fundador y Presidente Ejecutivo del Foro Económico Mundial
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 2930 November 2017
APRENDIZAJE DE LA MÁQUINA E INTELIGENCIA ARTIFICIAL• La locomotora conoce su ubicación y
seguimiento al hacer referencia visual a la infraestructura aprendida
• Anticipa y verifica cualquierinfraestructura registrada; aquí hay una señal
• Por un dispositivo activo como unaseñal, luego verifica su aspecto
• Mantiene durante la mayor parte de la potencia del procesador buscandooperaciones de infraestructuraanormales; p.ej. obstrucciones o allanamiento de personas
• Un asistente al conductor sin distracciones
• La base tecnológica para futuros trenesautónomos
UP DNTRKKM 123.450
SIGNAL #123456
ASPECT GREEN
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 30
La Siguiente-Generación de Sistemas de Autoridad usandoIA
• El tren recibe su ‘Autorización”
• La computadora mueve el tren segúnla Autorización
• Computadoras IA verifican lasoperaciones
• Un tren sin conductor no significa quesea autónomo; solo puede sercontrolado remotamente
• Las operaciones de 4IR IA son locales y mucho más complejas quesimplemente sin conductor
• Necesita muchos más sensores y computadoras a bordo también
11 November, 2015 4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 31
RESUMEN
Los Sistemas Digitales Ferroviarios van a dominar
4Tel Pty Ltd ABN: 56 092 229 484 3230 November 2017
• Un verdadero Ferrocarril Digital se basa en la teoria de "trenes inteligentes; vías torpes", para
que la seguridad, eficiencia y fiabilidad de la red se maximice
• Utilizará un Control de Trenes Basado en Comunicaciones con todas las funciones:
– Menos infraestructura de vía proporciona una mayor confiabilidad, por ejemplo, en partes
remotas de Australia
– Menos infraestructura reduce el personal de mantenimiento en terreno y las necesidades
de vehículos
• Administrar la seguridad en toda la red, no sólo con señalización en la cabina
• Externalizar la mayoría de los servicios de comunicaciones y transporte para minimizar los
costos de CAPEX
• Mejorar la protección del sitio de trabajo y la conocimiento de la situación a todo el personal
• Mejorar el monitoreo remoto de la infraestructura de red
• Mejorar el seguimiento de trenes y vehículos en tiempo real
• Reducir los requerimientos de CAPEX & OPEX
Ferrocarriles Digitales
©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 33
Resumen
• 4Tel aporta experiencia australiana en operaciones de transportepesado, carga, pasajeros y trenes urbunas
• Construye sistemas ferroviarios digitales de próxima generación
• SpSe especializa en operaciones remotas y regionales para reducircostos de capital y costos operativos
• Proporciona software que mejora la seguridad y la productividad
• Todo el software de seguridad está aprobado por el Reguladoraustraliano
• Por favor visite Australia y vea nuestro trabajo
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 34
PREGUNTAS?
Derel WustManaging Director
+61 402 460 349
Newcastle, Australia
30 November 2017 ©4Tel Pty Ltd ABN:56 092 229 484 35