ARQUITECTURA HARDWARE DEL EQUIPO EUROCABINA

A continuación se muestran de manera detallada los diferentes elementos hardware que componen el equipo Eurocabina y su arquitectura. Los elementos que se van a describir son:

− Kernel.

− MMI (Interface Hombre-Máquina). − TIU (Interface con el Tren).

− Registrador (TRU) y “Downloading Tool”. − Unidad de Odometría.

− Módulo de Transmisión/Recepción de Información de baliza/lazo (BTM). − Unidad de Anulación del Equipo.

5.3.3.1 Kernel

En este apartado se describe en detalle el hardware a emplear en el kernel de la Eurocabina. Dicho equipo se aloja en un armario en cuyo interior se alojan 2 racks de 92 HP útiles, 6 U y profundidad para tarjetas doble Eurocard. En el rack superior se puede observar los siguientes elementos:

− _{Módulo de relés: Es el encargado de proporcionar el interfaz físico con los} elementos del tren (freno de servicio, contactos para el freno de emergencia, contactos para el corte de tracción,…). Dicho módulo de relés está compuesto por relés de seguridad y relés de no-seguridad, dependiendo del tipo de señales que manejen.

− Tarjeta MIRFS: Proporciona el interfaz entre los canales de procesamiento y la actuación sobre el freno de servicio. También se encarga de adaptar las señales que son enviadas al registrador.

− Tres tarjetas MIC (una por cada canal de procesamiento): Hacen de interface de entrada/salida para diferentes canales serie y algunas señales discretas.

En el rack inferior se pueden observar las tarjetas inteligentes del kernel. Dichas tarjetas están triplicadas para proporcionar la arquitectura redundante propuesta (2 de 3). Concretamente éstos son los componentes utilizados:

− Módulo Procesador

− Módulo de Velocidad y Localización − Módulo de Entradas/Salidas Serie − Módulo de Entradas/Salidas Discretas − Módulo Comunicaciones BUS

− Unidad de Alimentación

Se pasa a describir cada una de estas tarjetas. Cada canal está compuesto de 6 tarjetas: 2 que realizan funciones de seguridad y 4 que realizan funciones de no-seguridad. Las 2 de seguridad son:

− Procesador principal: es la encargada de ejecutar la mayor parte de la funcionalidad especificada para el sistema ERTMS/ETCS. Además se encarga de gestionar la redundancia con los otros canales (formación de mensajes, comparación de resultados,…).

− Procesador velocidad, localización y discretas: es la encargada de calcular los diferentes parámetros relacionados con el movimiento del tren, como medida de la velocidad, cálculo de aceleración, cálculo de la localización,…También se encarga de actuar como interfaz con la tarjeta de entradas/salidas discretas y prueba el hardware de dicha tarjeta.

Las cuatro tarjetas no de seguridad son:

− Procesador de comunicaciones: es la encargada de gestionar todas las comunicaciones serie entre el kernel y otros componentes que dispongan de

puertos serie. También se encarga de la distribución de los mensajes entre los 3 canales de procesamiento.

− Entradas/salidas discretas: es el interfaz con las entradas /salidas discretas que un sistema de este tipo pueda necesitar.

− Tarjeta de interfaz de comunicaciones con el bus: Se usa para poder comunicar el kernel con cualquier otro equipo a través del bus Profibus o del bus MVB.

− Unidad de alimentación: se encarga de proporcionar al resto de tarjetas la alimentación necesaria para su funcionamiento.

En la Figura 5.3-1 se muestra un equipo de Eurocabina.

Figura 5.3-1 Equipo Eurocabina

5.3.3.2 MMI

El MMI está compuesto por un PC industrial con una pantalla táctil. Ambos componentes son elegidos para cumplir criterios de robustez mecánica, inmunidad a EMC, resistencia a la humedad, resistencia a líquidos, resistencia a la temperatura,.…De esta manera se consigue tener un interfaz, entre el equipo Eurocabina y el maquinista, ergonómico y resistente a los agentes externos.

Figura 5.3-2 Pupitre de conducción de la locomotora 252 con MMI para ERMTS

La conexión entre el kernel y el MMI se realiza a través del bus Profibus. La conexión entre el PC industrial y su pantalla táctil se realiza por un canal serie RS232 para las señales de control (interacción con la pantalla) y mediante una conexión VGA estándar para la señal de vídeo.

El MMI muestra las indicaciones y controles que se han definido para los equipos ERTMS. Las indicaciones deben tener el tamaño y color adecuado para buscar la máxima ergonomía. En cuanto a los controles, se mostrarán sobre la pantalla táctil de tal manera que pulsando sobre dicha pantalla se activen. Como las indicaciones, los controles se diseñarán con el tamaño, color y sensibilidad adecuada para buscar la máxima ergonomía.

El MMI también es el encargado de producir los avisos acústicos relacionados con las diferentes funcionalidades. Dichos avisos se diseñan de tal manera que no sean estridentes y pudieran distraer al maquinista durante su conducción.

Además de la información perteneciente al equipo ERTMS, también se reserva una zona para alojar la información proveniente de los distintos STMs. En la Figura 5.3-3 se puede observar un ejemplo en el que aparece un MMI que tiene una zona dedicada a las indicaciones y pulsadores ASFA, además de la parte necesaria para la conducción en ERTMS Nivel 1.

Figura 5.3-3 Ejemplo de Pantalla Táctil del Man Machine Interface (MMI).

5.3.3.3 TIU (Interfaz con el tren)

Debido a la dependencia entre el TIU y el tipo de tren en el que se instala el sistema ERTMS/ETCS, el TIU está formado por una misma base hardware con pequeñas modificaciones relacionadas con el tipo de tren. El hardware del TIU está compuesto por una serie de elementos que traducen los mensajes de aplicación provenientes del kernel (aplicación de freno de servicio, subir pantógrafo,…) a señales digitales para ser enviadas al tren. Este hardware también se encarga de convertir las señales digitales provenientes del tren en mensajes de aplicación para ser enviados al kernel (estado del freno de servicio,…).

5.3.3.4 Registrador (JRU)

El JRU (o registrador del equipo embarcado) tiene unos requisitos de almacenar una serie de eventos durante cierto tiempo. Los eventos a almacenar pueden ser de diferente tipo (continuos como la velocidad y discretos como un reconocimiento del maquinista), y será necesario guardarlos durante un largo período de tiempo. Además el registrador tendrá que comunicarse con la “Downloading Tool”. Por ello el hardware de la JRU estará compuesto de un procesador que maneje la comunicación con la “Downloading Tool”, un interfaz de comunicaciones serie y una serie de bancos de memoria no volátil para almacenar

permanentemente los diferentes eventos. Además el procesador se encargará de verificar el buen estado de los diferentes bancos de memoria. En la FFFIS de la JRU se proveerá una conexión física estándar para conectar la “Downloading Tool”.

En la Figura 5.3-4 se muestra un equipo de registro jurídico, JRU.

Figura 5.3-4 JRU, Registrador Juridico

La “Downloading Tool”, como se ha dicho antes, no estará de forma permanente en la Eurocabina. Sólo se utilizará para la extracción de datos de la JRU por motivos jurídicos o de mantenimiento. El hardware de la “Downloading Tool” será un PC portátil con un puerto serie RS485 y un cable serie para poder conectarse a la JRU.

5.3.3.5 Unidad de Odometría

La Unidad de Odometría está compuesta por dos tacogeneradores, para obtener pulsos de velocidad, un radar doppler, un hardware capaz de transformar estos pulsos en señales digitales y un procesador para calcular los distintos parámetros que tienen que ver con la velocidad y la localización.

Los tacogeneradores instalados tienen 180 pulsos por vuelta. Al desplazarse el tren, la tarjeta de adquisición va contando los pulsos enviados por el tacogenerador, y en función del diámetro de rueda, podemos determinar la distancia recorrida y la velocidad del tren. El disponer de 2 tacogeneradores aumenta la precisión y la fiabilidad de la medida. Se realiza una media entre los valores obtenidos por cada tacogenerador.

El radar, a través del efecto doppler, también nos permite calcular la velocidad y la distancia recorrida por el tren. El radar solo se va a utilizar cuando se detecte una situación de patinaje o deslizamiento, ya que en esas situaciones la información proveniente de los tacogeneradores no es fiable.

5.3.3.6 Unidad de Anulación del Equipo.

La unidad de anulación del equipo permite aislar en caso justificado la actuación del equipo ERTMS/ETCS. Dichas situaciones pueden aparecer cuando el equipo Eurocabina se encuentre en fallo, y por lo tanto esté aplicando el freno de emergencia, y sea necesario mover el tren. Para ello, esta unidad se encarga de aislar la actuación del equipo ERTMS/ETCS sobre los frenos permitiendo así al maquinista mover el tren. Lógicamente, desde este momento, el equipo ERTMS/ETCS no es el responsable de la seguridad del tren, la cual queda en manos del maquinista.