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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


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



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



• 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


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


• 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


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


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.


Interoperabilidad Vs Armonización

La interoperabilidad mediante interfaces de sistemas abiertos es el caminohacia el futuro


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’


Datos Interoperables en el CRN


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


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?


Gran Cantidad de Datos permiteCapas de Seguridad

Cada vez más datos permiten más capas de conocimiento situacional


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


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)


• 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


• 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


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


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


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 ............


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


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


RESUMEN

Los Sistemas Digitales Ferroviarios van a dominar


• 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


PREGUNTAS?

Derel WustManaging Director

+61 402 460 349

[email protected]

Newcastle, Australia


mailto:[email protected]

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