Cómo se comunican los sistemas

El funcionamiento exige comunicación: Las interfaces garantizan que las diferentes partes de la infraestructura del ferrocarril estén conectadas de manera óptima.

Una red es tan fuerte como los nudos que la mantienen unida. Esto también es válido para los sistemas conectados de la infraestructura del ferrocarril con sus diferentes niveles y componentes. Por eso las interfaces son tan importantes para la transmisión y el intercambio de datos complejos o de paquetes de datos completos. Forman la base para el funcionamiento de sistemas de enclavamiento, sistemas de monitorización y diagnóstico, soluciones provisionales para los trenes y sistemas de señalización. Por ello, los fabricantes de los componentes deben garantizar que sus productos se puedan comunicar con las estructuras existentes y con otros sistemas.

Dependiendo de la solución, de las exigencias y de las posibilidades, se usan diferentes formatos de interfaz. Básicamente se diferencia entre interfaces paralelas e interfaces seriales. Dentro de las características específicas de ambos grupos se encuentran el tipo y el alcance de los datos que se pueden transmitir, los posibles estándares de seguridad y el tipo de medios de transmisión que se pueden usar.

Las interfaces también juegan un papel muy importante a la hora de determinar la profundidad de información de los datos. Las interfaces también juegan un papel muy importante a la hora de determinar la profundidad de información de los datos.

Sencillas y directas: las interfaces paralelas

Si los datos de aplicación se proporcionan por medio de contactos de conmutación, se necesita para cada transferencia y para cada dirección de transmisión una conexión de datos exclusiva. Esto es válido, por ejemplo, para la conexión de un sensor con un dispositivo de evaluación o para la transferencia de datos evaluados a un sistema superior. De ello se deduce que habrá que instalar más conexiones cuantos más componentes haya que conectar. La seguridad de la transmisión, que normalmente se realiza a través de un cable de cobre, deberá ser muy alta ya que los componentes se ejecutan varias veces en la interfaz. Hay que evitar un cortocircuito entre los cables.

Por medio de estas interfaces de hardware eficaces y sin tensión se pueden integrar sencilla y rápidamente contadores de ejes y sistemas de detección de rueda en relés electromagnéticos y en sistemas de enclavamiento electrónicos. Si un contador de ejes se usa únicamente para la detección de vías libres, normalmente transmite las informaciones «libre/ocupada» por medio de una interfaz de relé como valor de salida. La «información de la posición básica» la recibe a través de una entrada sin tensión como, por ejemplo, un acoplador óptico.

Los contadores de ejes modernos se pueden integrar por medio de interfaces paralelas o seriales.Los contadores de ejes modernos se pueden integrar por medio de interfaces paralelas o seriales.

Multidireccional y flexible: la interfaz serial

Las interfaces seriales ofrecen varias ventajas en comparación con las soluciones paralelas. Entre ellas se encuentra la posibilidad de aplicar arquitecturas descentralizadas y la transmisión bidireccional de diferentes informaciones por medio de una única conexión. Para aplicaciones complejas ya se han convertido en estándar en el sector del ferrocarril. Y la tendencia de que en el futuro se usarán mucho más es clara.

Transmisión de diferentes datos de aplicación

Para emitir datos de aplicación por medio de interfaces seriales se pueden usar posibilidades para la conexión a nivel de los componentes como, por ejemplo, Ethernet, fibra de vidrio o radio. En comparación con los sistemas con interfaces paralelas, se necesita menos hardware ya que se puede usar una conexión común para diferentes datos. De esta manera una interfaz serial permite además ofrecer una serie de informaciones como la dirección o la velocidad al emitir «libre/ocupada» o «reset».

Si se usan interfaces de protocolo, también se pueden transmitir datos de diagnóstico de la misma manera que se transmiten datos relacionados con la seguridad. Por lo tanto no es necesario establecer una vía de comunicación adicional a la conexión del sistema. Con las interfaces paralelas no se puede usar esta ampliación flexible de la transferencia de datos. Aquí, para la transmisión de cada información hay que crear contactos específicos.

Protocolos de seguridad

El uso de interfaces seriales requiere que estén disponibles los protocolos de seguridad correspondientes. En un primer momento, los gastos de desarrollo necesarios podrían parecerle al usuario un factor de coste adicional. Gracias al aumento de la demanda ya hay disponibles diferentes protocolos desarrollados específicamente para el sector del ferrocarril que se pueden usar. Uno de estos protocolos es el Frauscher Safe Ethernet FSE, que se puede adquirir de manera gratuita. Infórmese con más detalle en el artículo «Siguiendo el protocolo de manera estricta».

Medios de transmisión

Las interfaces de software pueden proporcionar datos a través de diferentes medios y redes. Entre los medios se encuentran, además de la fibra óptica (LWL), las conexiones por radio y los cables de cobre. Lo esencial es que, en el sector ferroviario, se tengan en cuenta las exigencias dispuestas en la norma EN 50159 para la comunicación relacionada con la seguridad en los sistemas de transmisión. Puesto que las redes de categoría 3 entrañan un cierto riesgo en relación con el acceso de terceros, se recomienda usar redes de la categoría 2 para proteger la infraestructura del ferrocarril. Estas funcionan sin protección criptográfica de los datos transmitidos y las correspondientes actualizaciones en intervalos cortos.

Stefan Lugschitz, R&D | Systems Manager, Frauscher Austria Stefan Lugschitz, R&D | Systems Manager, Frauscher Austria

Aprovechar todo el potencial

Normalmente, los sistemas existentes basados en interfaces de hardware también se pueden ampliar en el futuro. Los nuevos componentes se pueden integrar, por ejemplo, por medio de interfaces de relé, siempre y cuando cuenten con el equipamiento necesario. Pero el potencial total de los datos solo se puede aprovechar realizando una alta inversión. Los contactos de conmutación cuentan con una respuesta en tiempo real excelente gracias a su tiempo de respuesta extremadamente corto. Pero la exclusividad de los cables descrita al principio exige entradas y salidas específicas que son muy caras.

Al implementar nuevos sistemas, las interfaces seriales pueden suponer un gran ahorro ya que la infraestructura se puede usar para la transmisión de diferentes datos. No solo tiene como resultado la independencia de los medios de transmisión correspondientes, sino también la posibilidad de ampliar el sistema de manera más flexible. Se pueden integrar otros componentes usando el protocolo definido con un coste de hardware relativamente reducido.

Perspectiva: redes y nubes

Con las posibilidades que ofrece la digitalización, aumentan también las exigencias en cuanto al procesamiento de datos y al almacenamiento en el sector del ferrocarril. La construcción de las estructuras de red correspondientes avanza a pasos agigantados. Al igual que en muchos otros sectores, el uso de aplicaciones de nube cobra cada vez más importancia. Estas convencen sobre todo en relación con la conservación y la disponibilidad constante de los datos.

Las otras exigencias de seguridad y disponibilidad descritas arriba, que desempeñan un papel especialmente importante en el sector ferroviario, presentan grandes retos para este desarrollo. En principio, se puede asumir que las soluciones correspondientes relacionadas con los datos de diagnóstico estarán disponibles en poco tiempo, mientras que en los sectores relacionados con la seguridad tardarán un poco más.

Transmisión de datos, procesamiento de datos y almacenamiento de datos: la digitalización agiliza el cambio en el sector ferroviario. Hay muchos ejemplos de ello. La gestión de datos basada en la nube ya se usa en diferentes sectores y aumenta aún más el potencial por medio del almacenamiento de datos masivos, el aprendizaje automático o la computación cognitiva. Especialmente en los sectores relacionados con la seguridad, estos enfoques tienen que pasar por una serie de desarrollos específicos.


Rudolf Thalbauer, Research & Development Director, Frauscher Austria

Centrados en los beneficios de nuestros clientes

Dependiendo de las exigencias, las interfaces paralelas y seriales ofrecen diferentes posibilidades. Por eso, para nosotros es lógico ofrecer todas las variantes de interfaces en nuestra cartera de productos con el fin de posibilitar todas las formas de integración.

Queremos que nuestros clientes saquen el máximo provecho y proporcionamos nuestros datos tanto sobre las interfaces analógicas como digitales. También es posible integrar totalmente nuestros sistemas en redes superiores. En el nivel de integración 1, el sensor de rueda RSR110 emite una señal de sensor evaluable de manera individual por medio de una interfaz abierta y analógica. Nuestros sistemas de detección de ruedas y contadores de ejes proporcionan en el nivel 2 datos evaluados por medio de interfaces digitales. A su vez, estos se pueden integrar totalmente en el nivel 3 en arquitecturas superiores por medio del protocolo Frauscher Safe Ethernet FSE o implantando protocolos adaptados al cliente.

La divulgación de los conocimientos de la empresa es un tema controvertido. Pero nosotros nos hemos decidido a hacerlo de manera consciente ya que consideramos que es más importante el aprovechamiento por parte del cliente y queremos garantizar que pueda usar nuestros sistemas de manera autónoma.

Rudolf Thalbauer, Research & Development Director, Frauscher Austria

Stefan Lugschitz

Stefan Lugschitz

29.06.2017

Tecnologías

1763 palabras

12 minutos de tiempo de lectura

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