100 túneis sob controle
Devido à sua topografia montanhosa, a Itália é um país rico em túneis rodoviários. Na região da Lombardia, foi projetado e implementado pela Gemmo S.p.A. um novo sistema de supervisão e controle remoto, com base no sistema PcVue SCADA da ARC Informatique, que garante o conforto e a segurança dos usuários ao longo de mais de 140 km de túneis.
Fig. 1 – Centro de operações da ANAS, localizado em Bellano (Lecco)
O extenso arco alpino que envolve e contém o território italiano é atravessado por rodovias com muitos túneis. Os túneis apresentam uma antiguidade variável e as plantas usadas no seu interior são inconsistentes devido às diferentes datas de implementação, bem como às tecnologias adotadas. Graças a um novo projeto de grande envergadura, o sistema de túneis da rede rodoviária é agora gerenciado por um novo sistema de supervisão e controle com características únicas devido ao seu tamanho e complexidade.
Fig. 2 – O sistema de supervisão e telecontrole, projetado e implementado pela Gemmo S.p.A e com base no sistema PcVue SCADA da ARC Informatique
140 milhões de euros para financiamento do projeto
O aplicativo abrange um projeto relativo à requalificação tecnológica e ao gerenciamento da segurança dos cerca de 100 túneis em rodovias estaduais geridas pela ANAS S.p.A na Lombardia. O amplo escopo inclui a requalificação tecnológica dos túneis e padronização ou renovação de instalações elétricas, de iluminação, de ventilação, de video-segurança e de transmissão de dados. Os túneis de um ou dois “tubos” têm comprimentos que variam entre 250 m a 5 km.
O valor estimado da obra ronda os 140 milhões de euros, 50% financiados pela ANAS e 50% pelo setor privado. A Tunnel Gest (uma empresa cuja maioria das quotas é detida pela Gemmo S.p.A.), será responsável durante os próximos 17 anos pelo gerenciamento do projeto realizado, com início previsto para junho de 2013, altura em que o período de 3 anos relativo à construção e requalificação estará completo. Este período de tempo, definido no plano financeiro no início do projeto, permitirá à empresa fazer um retorno através da prestação de serviços, tais como manutenção da planta. O gerenciamento rodoviário continuará sendo da responsabilidade da ANAS.
"A primeira etapa, em fase de conclusão, prevê a requalificação tecnológica dos túneis de acordo com as diretrizes da ANAS, que adotam as principais normas européias no que diz respeito à segurança do túnel", afirma o Eng. Cirro Ascione, Gestor de Sistemas da Unidade de Negócio na Gemmo S.p.A. "Os túneis estão equipados, dependendo do seu comprimento, com plantas de complexidade diferente: desde a simples iluminação, equipamento para ventilação, análise de poluição, detecção de calor, videovigilância e análise de imagens, gerenciamento SOS, áudio para situações de emergência, painéis de mensagem variável até à comunicação via rádio para apoiar as organizações de resgate". Cada túnel tem seu próprio sistema de automação com base PLC e está ligado para supervisão e controle ao centro de operações da ANAS, localizado em Bellano (Lecco), através de uma rede de comunicação (WAN) utilizando a fibra óptica e tecnologia de micro-ondas. Para a integração dos sistemas locais na rede WAN, tem sido amplamente utilizado o protocolo Modbus baseado em TCP/IP, pois permite o controle direto e confiável de periféricos e dados relevantes.
Fig. 3 – Página principal com alarmes
Supervisão e controle remoto
O sistema de supervisão e controle remoto configurado pela Gemmo S.p.A, um parceiro OEM certificado da ARC Informatique, é baseado em um aplicativo personalizado do PcVue SCADA. São geridos cerca de 50 000 pontos de dados, 800 nós de rede e mais de 500 páginas gráficas.
A partir da página principal, que oferece uma visão geral do sistema, é possível acessar as diversas sub-páginas do túnel apresentadas no visor. Após acessar uma sub-página, é aberta uma janela de informação que auxilia a navegação dentro dessa mesma sub-página. Ao mesmo tempo, quando é selecionado um sistema específico (o sistema de iluminação, p. ex.) é possível visualizar o seu estado, em qualquer um ou na totalidade dos túneis. Para concluir, abrindo a janela de informação de uma determinada parte do equipamento, é possível visualizar vários aspectos do seu estado operacional, definir limites de alarme, visualizar notificações de alarme e contornar a lógica de controle local por forma a controlar remotamente o equipamento. Na verdade, todos os objetos representados podem operar tanto no modo automatizado como no modo manual remoto. Na eventualidade de ocorrer algum problema (p. ex risco de incêndio ou poluição bastante elevada) entram em ação os procedimentos automatizados relevantes, sendo que o operador pode intervir manualmente para um melhor gerenciamento da situação. Por exemplo, quando um processo de alarme é iniciado automaticamente devido a uma poluição excessiva em um túnel, o operador pode acompanhar a situação através do sistema de vídeo (composto por aprox. 1.500 câmeras) e, eventualmente, substituir as configurações do ventilador e painéis de mensagem variável para facilitar a saída dos veículos do túnel antes que o acesso ao túnel seja interditado. O hardware inclui dois servidores em uma configuração de backup quente com um servidor adicional que se destina ao gerenciamento do banco de dados, dois clientes para a ANAS, dois clientes para a Tunnel Geste e um cliente para a Polícia de Trânsito. Dois clientes de manutenção são utilizados pela equipe da Gemmo.
Cada uma das estações de trabalho dispõe, lado-a-lado, de dois monitores de 42” que podem ser utilizados de forma independente.
Isto permite, p. ex., gerir o sistema SOS em um túnel e monitorar todo o sistema simultaneamente.
"Toda a monitoração da planta do túnel está centralizada no centro operacional ANAS, em Bellano," explica o Eng. Ascione. "O SCADA mostra ao operador uma série de mapas gráficos em vídeo que fornecem o estado de todo o equipamento em tempo real.”
Graças à ligação de rede, é possível efetuar a ligação a cada um dos controladores individuais através da web. A nível local, utilizando um PC portátil, também é possível efetuar a ligação como cliente PcVue e consultar um controlador ou navegar com um navegador até o servidor da rede.
A partir das páginas gráficas apresentadas pelo sistema de supervisão, o operador pode saber imediatamente onde o alarme foi acionado ou se um usuário está ligando do interior de um túnel.
Fig. 4 – Página principal com alarmes e janela de informação referente à estrada SS36
Segurança máxima
Todo o sistema é caracterizado por vários níveis de segurança. Em cada um dos túneis existe uma rede LAN redundante ligada à rede WAN geral, à qual estão subordinados todos os periféricos de automação e subsistemas. O sistema de automação de cada túnel é independente do centro e, como tal, todos os subsistemas interagem através da rede LAN do túnel.
"Quando um SOS é acionado a partir de qualquer um dos túneis, é ativado um processo geral de alarme", afirma o Eng. Ascione. "A partir da página principal, com um máximo de duas etapas, o operador é sempre guiado até o ponto indicado pelo alarme."
Os dados históricos são armazenados durante aproximadamente dois meses, dependendo do número de eventos de alarme gravados.
Em caso de excesso de poluição, a ventilação é ativada com uma intensidade em função do nível de poluição detectado, que vai aumentando até o potencial encerramento do túnel. Ao mesmo tempo, os avisos dos usuários são exibidos nos painéis de mensagem variável e, possivelmente, o sistema de áudio é ativado, convidando os usuários a abandonarem os veículos. Toda esta informação é monitorada pelo sistema SCADA, dando ao operador a oportunidade de anular o sistema automático para interagir diretamente com os sistemas envolvidos por controle remoto. Os túneis têm na sua maioria ventilação axial, mas alguns deles também têm ventilação cruzada ou semi-cruzada. Basicamente, têm uma unidade central de ventilação com condutas.
Na página principal da SCADA é coletada a informação mais importante: o nível de ventilação, o estado do sistema e o sinal de poluição com diferentes limites definíveis. Além disso, é apresentado o estado de cada objeto. No modo de simulação, é possível alterar os limiares de alarme. São incorporados algoritmos especiais. Por exemplo, no sistema de ventilação, os algoritmos previnem oscilações, tendo em conta a potência de diluição do ar. Além disso, é possível programar o ciclo de funcionamento do ventilador para que todos os ventiladores atinjam simultaneamente o número de horas previstas para a manutenção programada, minimizando intervenções normalmente invasivas (o túnel tem que ser fechado).
Em caso de detecção de incêndio, o sistema de ventilação é impulsionado não só pela opacidade e sensores de CO, mas também através da análise da imagem e do sistema de termometria. O centro de operações pode intervir com mensagens que chegam diretamente aos condutores através do sistema de rádio FM. O sistema de combate a incêndio é baseado em uma ou mais unidades de bombeamento e de pressurização que garantam o abastecimento de água. Os tanques de armazenamento fornecem um caudal de 600 l/m para túneis com um comprimento superior a 1000 m ou um caudal de 300 l/h para túneis com um comprimento entre 100 e 500 m; no interior dos túneis se encontram distribuídas mangueiras de incêndio especiais por postos SOS a cada 150 m. Os postos também estão equipados com equipamento de comunicação de telefone VOIP, integrado no interior da rede.
Fig. 5 – Página principal com alarmes que mostram o complexo túnel de Regoledo
O sistema de vídeo integrado permite não só a videovigilância, mas também a análise de imagens. O sistema pode operar mediante pedido, a pedido do operador ou na eventualidade de uma ocorrência. Através da análise de imagens, p. ex., é possível detectar um veículo parado devido a um acidente ou a um problema, um veículo que circula em sentido contrário, a presença de fumo, a presença de pedestres na pista de rodagem ou outras situações de alarme.
O sistema de vídeo é independente, porém integrado. "Desenvolvemos interfaces em PcVue para podermos acessar imagens especiais e também criamos uma interface para o sistema de vídeo destinada à Polícia de Trânsito, com sede operacional no centro de Bellano", alega o Eng. Ascione.
Fig. 6 – Página principal com alarmes e janela de informação referente à estrada SS36
Um sistema totalmente aberto
"Optamos pelo PcVue da ARC Informatique porque apreciamos que o sistema seja realmente aberto", diz o Eng. Ascione. "A transparência é fundamental para nosso trabalho como integradores de sistemas, pois nos permite entrar no produto de forma a personalizá-lo e utilizar melhor as suas capacidades, enquanto exploramos os 50 anos de experiência adquirida no setor rodoviário. No PcVue combinamos nosso conhecimento específico com a mais avançada tecnologia SCADA para atingir um duplo objetivo: por um lado, sermos capazes de monitorar constantemente toda a planta através de uma interface, relativamente fácil de usar, fornecendo toda a informação relevante, por outro lado, sermos capazes de recolher os dados exigidos pelos técnicos para manter a planta eficiente " Por isso, a Gemmo S.p.A. utilizou uma única ferramenta, mas com duas finalidades completamente diferentes. Um gestor precisa recorrer à ferramenta de páginas gráficas para monitorar melhor as ocorrências na rodovia. Já os técnicos utilizam a ferramenta com tanto detalhe que conseguem fazer um diagnóstico e, assim, impedir um defeito. "Este é o propósito da empresa concessionária", saliente o Eng. Ascione. "Ao manter a planta funcionando de forma eficiente através de um controle remoto adequado, conseguimos evitar falhas e garantir que a ANAS possa realizar seu trabalho, com o objetivo último de melhorar a segurança dos usuários."
Outra vantagem que o PcVue oferece ao sistema integrador consiste na modificação online e na possibilidade de editar as páginas gráficas em formato de texto realizando um grande volume de modificações em um curto espaço de tempo: na verdade, em aplicativos deste tamanho, a capacidade de trabalhar paralelamente em várias páginas acelera a construção. "Entendemos o editor gráfico do PcVue, pois também foi utilizado pelo FactoryLink ®, um produto que conhecemos bem. Este foi mais um ponto forte da solução Informatique ARC e outra razão pela qual a selecionamos. Temos conseguido trazer para esta plataforma todo o conhecimento e soluções que desenvolvemos com o FactoryLink® ", acrescenta o Eng. Ascione.
Fig. 7 – Sub-página do túnel Poggi, ao longo da estrada Strada Statale della Valsassina
Futuros desenvolvimentos
"Nossa aplicação baseada no PcVue é, portanto, uma ferramenta de gerenciamento eficiente à disposição da ANAS", conclui o Eng. Ascione. Uma futura expansão do sistema debruçar-se-á no sistema de gerenciamento de energia. Isso permitirá à ANAS monitorar o consumo e economizar energia, desligando as luzes sempre que o tráfego em um túnel for moderado e regulando os ventiladores em função do nível de poluição alcançado dentro de um túnel.
Notas sobre o Grupo Gemmo
O Grupo Gemmo trabalha desde 1919 no setor das infra-estruturas e serviços: o grupo projeta, desenvolve e mantém todo o tipo de sistemas M&E, sistemas ferroviários e sistemas de iluminação pública e presta serviços de gerenciamemto de instalações a empresas privadas e estatais em todo o mundo. A Gemmo Holding é a empresa-mãe das empresas operacionais: Gemmo S.p.A., Gemmo International e Gemmo Participations. Em sintonia com as exigências do mercado, o Grupo Gemmo diversificou o seu raio de ação, integrando indústria e construção com manutenção tecnológica e serviços de gestão. Ao oferecer toda a linha de serviços necessários para concluir sob o mesmo teto todos os projetos complexos, a Gemmo garante produtos de alta qualidade apoiados em serviços de alta qualidade.
