Aspectos técnicos en el despliegue del sistema ERTMS

Transcripción

1 Aspectos técnicos en el despliegue del sistema ERTMS Dr. Jaime Tamarit Laboratorio de Interoperabilidad Ferroviaria CENTRO DE ESTUDIOS Y EXPERIMENTACIÓN DE OBRAS PÚBLICAS

2 Plan de la exposición: 1. Arquitectura del sistema: Interfaces Europeas, constituyentes e integración. 2. Especificación Funcional: Niveles de Aplicación. 3. Consolidación de las especificaciones. 4. Aspectos de seguridad 5. Aspectos operacionales 6. Certificación de constituyentes genéricos 7. El proceso de puesta en servicio: Pruebas complementarias de validación 8. Soporte del laboratorio de referencia a los procesos de validación de proyectos ERTMS Nivel 1 9. Soporte del laboratorio de referencia a los procesos de validación de proyectos ERTMS Nivel Evolución y Compatibilidad

3 1.- Arquitectura

4 JRU Train Driver Downloading tool FIS FIS FFFIS TIU MMI ETCS Onboard Jur. Recording Arquitectura ETCS de referencia STM FFFIS Kernel Odometry BTM LTM EURORADIO FIS FFFIS FFFIS FFFIS GSM- Mobile GSM fixed network FIS FIS National System EUROBALISE EUROLOOP EURO- RADIO Radio infill unit EURORADIO (FFFIS) (FFFIS) Interlocking and LEU (FIS) RBC 1 FIS RBC 2 FIS FIS Key Management Centre Control Centre ETCS Trackside

5 CONSTITUYENTES ERTMS Transmisión de información entre tren-vía y vía-tren. STM JRU BTM Modem1 Modem2 EVC Eurobalise Euroloop RBC euroradio

6 Mantenimiento Operación Registro & Análisis Red global de comunicaciones PC Interface OL Red segura de señalización ML RL RBC ENCE COBJ Concentrador LEUs RBC Adyacente GSM-R C.Vía Señal Motor LEUs EB EB EB

7 2.- Funcionalidad

8 NIVELES DE APLICACIÓN ETCS ETCS embarcado onboard Fin de cantón Nivel 0 de aplicación ETCS

9 NIVELES DE APLICACIÓN ETCS STM ETCS embarcado onboard Opcional Dependiendo del sistema nacional Sistema Nacional existente Fin de cantón Nivel STM de aplicación ETCS

10 NIVELES DE APLICACIÓN ETCS Enclavamiento ETCS embarcado onboard LEU Eurobalizas Fin de cantón Nivel 1 de aplicación ETCS sin información avanzada

11 NIVELES DE APLICACIÓN ETCS Radio Información avanzada ETCS embarcado onboard Enclavamiento LEU Eurolazo Eurobalizas Fin de cantón Nivel 1 de aplicación ETCS con información avanzada

12 NIVELES DE APLICACIÓN ETCS Centro de Radio Bloqueo ETCS embarcado onboard Enclavamiento (Opcional) Eurobalizas (fijas) Fin de cantón Nivel 2 de aplicación ETCS

13 3.- Consolidación

14 SRS SRS SRS SRS 5A SRS Nueva línea de base; Referencia para los Proyectos Comerciales y Piloto ( ) (Versión sobre el papel) Consolidación técnica Consolidación Operacional Especificación común de ensayos Herramientas comunes de referencia (CEDEX) Campañas de laboratorio con los 6 suministradores Familiarización por medio de proyectos piloto Ensayos cruzados entre proyectos piloto Despliegue comercial con suministradores múltiples Metodología común Validación con simuladores Análisis de la seguridad Asesoramiento de Fac. Humano Aplicada a proyectos comerciales SRS CONSOLIDADA (SS 108 v 1.1.0) SRS 230 DESPLIEGUE COMERCIAL Alemania Austria Bélgica España Francia Holanda Hungría Italia Luxemburgo Madrid, Suiza 30 de Noviembre Suecia de U K.

15 SRS SRS SRS SRS 5A SRS Nueva línea de base; Referencia para los Proyectos Comerciales y Piloto ( ) (Versión sobre el papel) Consolidación técnica Consolidación Operacional Especificación común de ensayos Herramientas comunes de referencia (CEDEX) Campañas de laboratorio con los 6 suministradores Familiarización por medio de proyectos piloto Ensayos cruzados entre proyectos piloto Despliegue comercial con suministradores múltiples Metodología común Validación con simuladores Análisis de la seguridad Asesoramiento de Fac. Humano Aplicada a proyectos comerciales SRS 230 D DEPURADA (SS 108 v 1.2.0) DESPLIEGUE COMERCIAL Alemania Austria Bélgica España Francia Holanda Hungría Italia Luxemburgo Madrid, Suiza 30 de Noviembre Suecia de U K.

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17 4.- Seguridad

18 D E S I G N B Type -Examination examines the technical documentation and design -examines the manufacturer process -carries out appropriate examinations and the type tests -issues a type-examination certification -for safe constituents safety methods are applied H2 Full QA with design examination -covers all the production phases -assess the quality system -examines design - issues a design examination certificate P R O D U C T I O N D Production QA -assess the quality system -carries out periodically audits - provides an audit report F Product verification -carries out the examinations and tests (for every IC or on a statistical basis) -provided certificate for the approved products or lots -carries out periodically audits -provides an audit report Un constituyente ERTMS puede certificarse siguiendo tres alternativas: Módulo B (Examen de tipo) + Módulo D (Sistema de Calidad de la producción.) Módulo B (Examen de tipo) + Módulo F (Verificación de producto) Módulo H2 (Aseguramiento completo de la calidad

19 ETAPAS EN LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD PROYECTO Autoridad de seguridad Aceptación del Plan Preliminar de Seguridad Preparación del Plan Preliminar de Seguridad Creación del Registro de Incidencias Identificación y análisis de las incidencias Aceptación de los Requisitos de Seguridad Aceptación del Dossier de Seguridad Aprobación De Seguridad Análisis de los riesgos asociados Establecimiento de los Requisitos de Seguridad Preparación del Plan de Seguridad Desarrollo del Plan de Seguridad Comisión de la Evaluación del Plan de Seguridad Preparación del Dossier de Seguridad Transferencia de las responsabilidades en Seguridad Evaluador de Seguridad Independiente Evaluar el Plan de Seguridad Emitir informe de Evaluación de Seguridad CLIENTE, USUARIO FINAL

20 OBJETIVO DE LA SEGURIDAD Objetivo ETCS: El objetivo ETCS es: Facilitar al conductor la información necesaria para que conduzca su tren de una manera segura así como asegurar el seguimiento de esta información Fallo crítico Asociado a este objetivo, se define como fallo crítico: El sobrepasamiento de la velocidad / distancia de seguridad conocida por el sistema

21 La definición de la tasa admisible de fallos: frontera entre usuario y suministrador Railway Authority System Definition Hazard Identification Consequence Analysis Risk Estimation THR Allocation The reference: CENELEC pren Risk Analysis H, THR Causal Analysis Common Cause Analysis SIL Allocation Hazard Analysis Supplier

22 Distribución de los objetivos de seguridad en un proceso descendente entre los componentes del sistema. THR = 2*10-9 Hazards / hour THR Onboard = 1/3*THR ETCS Onboard functions: ("trusted" parts) Onboard Kernel, ODO, TI, MMI, BTM, Onboard EUR, LTM 1/2*THR ETCS On-board equipment On-board equipment THR Transmission = 1/3*THR ETCS Transmission functions ("non-trusted" parts): 1/6*THR ETCS 1/6*THR ETCS BTM, Onboard EUR, LTM EUB, Loop, Trackside EUR THR Trackside = 1/3*THR ETCS Trackside functions: ("trusted" parts) RBC Kernel, LEU, Trackside EUR 1/2*THR ETCS Trackside equipment Trackside equipment

23 Conceptual Fault Tree Exceedance of Safe Speed/Distance limits known by ETCS CORE HAZARD 10 ETCS fails to supervise and protect against exceedance of safe speed/distance Driver exceeds saf e speed/distance GATE1 GATE2 Brake control f unction f ailure Incorrect speed and distance supervision and protection Incorrect inf ormation to driv er Driver error I E CH 35 GATE78 GATE3 DRV-1 Failure to protect against undesired movements Failure of train trip monitoring Incorrect speed monitoring (supervision against unsafe speed) ERTMS/ETCS Class 1 GATE16 GATE103 GATE14 ETCS Application Level 1 - Safety Analysis (Report 2) Part 1 Functional Fault Tree Incorrect supervision of actual train speed Unsafe dy namic speed prof ile REF : SUBSET Part 1 GATE22 GATE19 ISSUE : DATE :

24 SubSet-091: Safety Requirements

25 5.- Operación

26 REGLAS OPERACIONALES: ANÁLISIS FUNCIONAL Process: Proceso: Preparar } Arrancar Correr Tren. Descomposición SRS Trazabilidad Traceability Característica SRS Identificación de aspectos Cracterística Nacional Recomposición REGLAS Reglas } ERTMS Nacional Documentos de trabajo Para cada regla identificada: 1. Situación 2. Reglas 3. Trazabilidad 4. Cuestiones para UNISIG 5. Otros 6. Solicitud de Cambio (25) Sistema National Nacional System CR Relativo A la seguridad CR No relativo A la seguridad

27 6.- Certificación

28 Conceptos fundamentales en la metodología de ensayo Subset-076 A. Característica (Feature): Es un grupo de requisitos, cuyo cumplimiento puede ser probado a través de las interfaces Europeas. Es una característica esperada del sistema por parte del operador y, consecuentemente, visible desde el exterior. Se han identificado en torno a 650 características para cubrir todos los requisitos funcionales expresados en la especificación técnica. B. Casos de prueba: Son descripciones funcionales y técnicas de los ensayos necesarios para demostrar la interoperabilidad. Para los casos de prueba ligados a la infraestructura, solamente será posible proporcionar descripciones funcionales debido a la falta de interfaces Europeas. Se han especificado en torno a unos casos de prueba para cubrir todas las especificaciones técnicas C. Secuencia de prueba: Las secuencias de prueba están pensadas para la ejecución automática de los casos de prueba agrupando estos últimos en escenarios que reflejan una situación operacional y pueden ser ejecutados en entornos de ensayo normalmente utilizados por la industria y similares el entorno definido en el proyecto EMSET.

29 Principio de la secuencia 76: Entrada al Nivel 2

30 Configuración de las herramientas de referencia para la homologación del sistema Subset-094 Air gap is used ETCS LEVEL STM TRACKSIDE SIMULATOR LSTMTS STM CODING & COMMUNICATION STMCC JRU DOWNLOAD EVALUATION MODULE DEM DRIVER OR EMULATOR DMI EVENT RECORDER DER FFFIS JRU DMI ODO SPEED ON BOARD FFFIS INDUSTRIAL STM TIU EQUIPMENT TIU Signals LOOP BTM EURORADIO FFFIS FFFIS FFFIS (wired) Equipment to be tested Laboratory Modules ADAPTOR FFFIS SPEED SENSOR ODO SIMULATOR ADAPTOR SSS TIU TIU SIMULATOR ADAPTOR TIUS ADAPTOR FFFIS TRAIN MOTION SIMULATOR TMS EUROLOOP SIGNAL GENERATOR LSG EUROBALISE SIGNAL GENERATOR BSG EURORADIO COM. SIMULATOR RCS SCENARIO GENERATOR SG ETCS L1 TRACKSIDE SIMULATOR L1TS ETCS L2 TRACKSIDE SIMULATOR L2TS SCENARIO CONTROLLER SC DATA EXCHANGE TRIP ANALYSIS & VALIDATION TAV Secuencias de ensayo (Subset ) MODULE EVENT RECORDER MER Test Sequence Wizard (TSW)

31 7.- Validación de proyectos comerciales

32 ADMINISTRACIÓN Entorno Español de desarrollo ferroviario Primeros proyectos de infraestructura y material rodante CETREN Certification MINISTERIO harmonisation DE FOMENTO Organismo Notificado Spanish Project Environment Laboratorio CEDEX Herramientas de Referencia INFRAESTRUCTURA RENFE Infraestructura ADIF GIF Infraestructura ALSTOM Zarag. Huesca Nivel 1 BOMBARDIER INVENSYS Línea Piloto Nivel 1 Bombardier/Invensys Nivel 2 Invensys ANSALDO Madrid Lérida Nivel 1 Nivel 2 ALCATEL / SIEMENS INVENSYS / INDRA Lérida - Barcelona Nivel 1 Nivel 2 ALCATEL / SIEMENS INVENSYS / INDRA Acceso a Toledo Nivel 1 Nivel 2 ALCATEL / SIEMENS INVENSYS / INDRA Segovia Valladolid Nivel 1 Nivel 2 INVENSYS / SIEMENS Córdoba Málaga Nivel 1 Nivel 2 MATERIAL RODANTE RENFE Material Rodante BOMBARDIER INVENSYS Línea Piloto ALSTOM/CAF TAV S-104 TALGO Alta velocidad SIEMENS ICE-350 CAF/ALSTOM Ancho Variable RENFE AVE TAV S-100 ALSTOM/SIEMENS 252 FIAT ALARIS SIEMENS 252 ALSTOM ETCS Alstom STM-LZB Alcatel/Siemens ASFA Invensys SIEMENS ETCS Siemens STM-LZB Alcatel/Siemens ASFA Invensys SIEMENS ETCS Siemens STM-LZB Alcatel/Siemens ASFA Invensys Bombardier ETCS Bombardier STM-LZB Alcatel/Siemens STM-Ebicab Bombardier ASFA Invensys ALSTOM ETCS Alstom LZB Siemens ASFA Invensys ANSALDO ETCS Ansaldo LZB Siemens ASFA Invensys Nivel 1 ETCS Bombardier Invensys Nivel 2 Invensys STM- Ebicab Invensys ASFA Invensys

33 Pruebas complementarias de puesta en servicio Tren y vía nuevos ETCS N1 Vía nueva ETCS N1 Tren nuevo ETCS N1 Integración tren - vía ETCS N1 Tren y vía nuevos ETCS N2 Vía nueva ETCS N2 Tren nuevo ETCS N2 Integración tren - vía ETCS N2

34 Madrid-Lleida Lleida- Tarragona- Barcelona Córdoba-Málaga Madrid- Valladolid Albacete - La Encina Alstom S-100 VALIDADO VALIDADO Talgo-Bombardier Siemens S-102 VALIDADO VALIDADO VALIDADO VALIDADO Siemens S-103 VALIDADO VALIDADO VALIDADO Alstom S-104 VALIDADO VALIDADO VALIDADO VALIDADO CAF, EVC CSEE Trans. VALIDADO S-120 VALIDADO VALIDADO VALIDADO VALIDADO Bombardier S-130 pruebas pruebas pruebas pruebas pruebas Dimetronic S-490 pruebas

35 Heramienta exploradora de los registros de la JRU TJDExplorer SRS version

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38 8.- Validación N1

39 Configuración de las herramientas de referencia para la homologación del sistema Air gap is used ETCS LEVEL STM TRACKSIDE SIMULATOR LSTMTS STM CODING & COMMUNICATION STMCC JRU DOWNLOAD EVALUATION MODULE DEM DRIVER OR EMULATOR DMI EVENT RECORDER DER FFFIS JRU DMI ODO Depurador de ON BOARD FFFIS INDUSTRIAL STMSecuencias TIU EQUIPMENT LOOP (TSD) BTM EURORADIO SPEED TIU Signals FFFIS FFFIS FFFIS (wired) Equipment to be tested Laboratory Modules ADAPTOR FFFIS SPEED SENSOR ODO SIMULATOR ADAPTOR SSS TIU TIU SIMULATOR ADAPTOR TIUS ADAPTOR FFFIS TRAIN MOTION SIMULATOR TMS EUROLOOP SIGNAL GENERATOR LSG EUROBALISE SIGNAL GENERATOR BSG EURORADIO COM. SIMULATOR RCS SCENARIO GENERATOR SG ETCS L1 TRACKSIDE SIMULATOR L1TS ETCS L2 TRACKSIDE SIMULATOR L2TS SCENARIO CONTROLLER SC DATA EXCHANGE TRIP ANALYSIS & VALIDATION TAV Secuencias reales con Telegramas e ingeniería del MODULE EVENT RECORDER MER proyecto (Herramienta GAE)

40 GENERADOR AUTOMÁTICO DE ESCENARIOS HERRAMIENTA GAE SEÑAL INICIAL PK(m) SENTIDO ASPECTO SEÑAL FINAL Mov. ERTMS Index 1 Index 2 239CV BUR Proceed Signal E1CV E1CV BUR OnSight Signal S12CV Aguja1 D1CV- Aguja2 D3CV- Aguja1 D5CV+ Aguja2 Aguja1 D7CV+ Aguja2 S22CV MAD Parada Signal S22CV S12CV BUR Parada Signal S22CV Aguja1 D2CV+ Aguja2

41 Validación del Proyecto de cercanías de Madrid en el Laboratorio de Referencia utilizando la herramienta GAE. Escenario: Entrada en vía ocupada (Marcha a la vista; OS) Estación de Colmenar

42 9.- Validación N2

43 Configuración de las herramientas de referencia para la homologación del sistema Air gap is used ETCS LEVEL STM TRACKSIDE SIMULATOR LSTMTS STM CODING & COMMUNICATION STMCC EUROLOOP SIGNAL GENERATOR LSG DATA EXCHANGE JRU DOWNLOAD EVALUATION MODULE DEM DRIVER OR EMULATOR DMI EVENT RECORDER DER FFFIS JRU DMI ODO Depurador de ON BOARD FFFIS INDUSTRIAL STMSecuencias TIU EQUIPMENT LOOP (TSD) BTM EURORADIO FFFIS FFFIS FFFIS (wired) EUROBALISE SIGNAL GENERATOR BSG ETCS L1 TRACKSIDE SIMULATOR L1TS TRIP ANALYSIS & VALIDATION TAV RBC Real SPEED TIU Signals EURORADIO COM. SIMULATOR RCS Simul. Encl. ETCS L2 TRACKSIDE SIMULATOR L2TS Equipment to be tested Laboratory Modules ADAPTOR FFFIS SPEED SENSOR ODO SIMULATOR ADAPTOR SSS TIU TIU SIMULATOR ADAPTOR TIUS ADAPTOR FFFIS TRAIN MOTION SIMULATOR TMS SCENARIO GENERATOR SG SCENARIO CONTROLLER SC Secuencias reales con Telegramas e ingeniería del MODULE EVENT RECORDER MER proyecto (Herramienta GAE)

44 10.- Evolución y compatibilidad

45 LOS SEIS CORREDORES PRIORITARIOS DE MERCANCÍAS

46 PERSPECTIVA CONTRACTUAL UNIFE: PROYECTOS SRS D O COMPATIBLES HACIA 2015

47 SRS PARA LOS CORREDORES? COMPATIBILIDAD Compatibilidad Regresiva REGRESIVA European Commission OK Podría necesitarse una adaptación software OK ? Análisis caso a caso OK

48 SRS 3.0.0?? Después de un proceso adecuado de consolidación Los países del corredor A (Principalmente Alemania y Suiza piden una actualización urgente de la Directiva de Interoperabilidad con la SRS Para salvaguardar las inversiones realizadas con la SRS y anteriores, esta actualización solamente debería tener lugar después de un adecuado proceso de consolidación consistente en los siguientes pasos: 1. Como punto de partida, la especificación técnica SRS debe estar finalizada y ser estable 2. La especificación de ensayos de certificación (Subset-076) se ha alineado con la especificación técnica SRS Se ha realizado una campaña de ensayos con las Eurocabinas SRS utilizando las secuencias del SubSet-076 actualizadas para verificar la coherencia de las especificaciones y la e interoperabilidad de los prototipos 4. Se ha realizado una campaña de ensayos con las Eurocabinas SRS utilizando las antiguas secuencias del SubSet-076 alineadas con la SRS 2.30 para verificar la compatibilidad de las nuevas Eurocabinas con las versiones anteriores de las especificaciones

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50 Referencias Los documentos de referencia que figuran en la Directiva de Interoperabilidad Ferroviaria pueden ser descargados desde el sitio web de la Agencia Ferroviaria Europea: La especificación técnica fundamental se encuentra en el documento: SUBSET-026: System Requirements Specification La normativa fundamental para la gestión de los aspectos de seguridad en el diseño y construcción de sistemas de seguridad en el dominio ferroviario es la siguiente: EN Railway applications The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS) EN Railway applications Communication, signalling and processing systems Software for railway control and protection systems EN Railway applications Communication, signalling and processing systems Safety related electronic systems for signalling