Simulation de la vue du centre des opérations d'ANAS (Société Nationale Autonome des Autoroutes) situé à Bellano (Lecco).

Le grand arc alpin qui entoure une partie du territoire italien est traversé par des routes comprenant de nombreux tunnels. En raison de leurs différentes dates de mise en service et des technologies employées, les équipements des tunnels varient. Dans le cadre d'un projet de grande ampleur, le système de tunnels du réseau routier est désormais géré par un nouveau système de contrôle et de supervision unique en son genre, de par sa taille et sa complexité. Le groupe ANAS (Société nationale autonome des autoroutes), qui construit et gère l'ensemble du réseau routier italien, a initié ce projet de requalification technologique et de gestion de la sécurité d'environ 100 tunnels en Lombardie. Il porte notamment sur la standardisation ou la rénovation des installations électriques, d'éclairage,deventila-tion, de vidéosurveillance et de transmission de données. Le montant estimé des travaux s'élève à 140 millions d'euros, dont 50% sont financés par ANAS et 50% par le secteur privé. Tunnel Gest, société détenue majoritairement par le groupe Gemmo, sera responsable de la gestion du projet fini pour les 17 prochaines années à compter de juin 2013, date qui marque la fin de la période de construction et de requalification de trois ans. Cette durée de concession définie dans le plan de financement au début du projet permettra à l'entreprise de faire son retour dans le domaine de la prestation de services tels que la maintenance des installations. La gestion routière demeurera la responsabilité d'ANAS. « La première étape, qui est presque achevée, prévoyait la requalification technologique des tunnels selon les recommandations d'ANAS, qui adopte les principales normes européennes en matière de sécurité des tunnels », détaille M. Ciro Ascione, directeur de la division Systèmes chez Gemmo. « En fonction de leur longueur qui varie entre 250 m et 5 km,les tunnels disposent d'installations de complexité variable : celles-ci vont d'un simple éclairage à des équipements pour la ventilation, l'analyse de la pollution, la détection de la chaleur, la vidéosurveillance et l'analyse des images, la gestion des alertes, un système d'annonces sonores pour les situations d'urgence,des panneaux d'affichage à messages variables et des communications radio pour aider les secours.» Chaque tunnel est doté de son propre système d'automatisation par automate programmable industriel ouAPI et est connecté pour la supervision et le contrôle au centre d'opérations d'ANAS (voir figure 1) situé à Bellano (Lecco), via un réseau de communicationWAN employant de la fibre optique et des technologies sans fil. Le protocole TCP/IP Modbus a été principalement utilisé pour l'intégration des systèmes locaux avec le réseau WAN, car il permet un contrôle direct et fiable des périphériques et données utiles (voir figure 2) .

Le système de supervision et de contrôle à distance conçu et implémenté par Gemmo s'appuie sur le logiciel SCADA PcVue d'ARC Informatique. La page principale de l'application, présentée ici, peut afficher les alarmes (colonne de gauche) ainsi que différentes fenêtres d'informations, comme ici à propos de la route SS36 par exemple.

Supervision et contrôle à distance

Le système de supervision et de contrôle à distance configuré par Gemmo, partenaire certifié d'ARC Informatique, repose sur le logiciel SCADA PcVue.Environ 50000 points de données, 800 nœuds réseau et plus de 500 pages graphiques sont gérés. La page principale offre une vue d'ensemble du système, qui permet d'accéder aux différentes pages annexes propres à chaque tunnel. Lors de l'accès à une page annexe, une fenêtre d'information s'affiche pour faciliter la navigation. Dans le même temps, lorsqu'un système donné est sélectionné (par exemple l'éclairage), il est possible de visualiser son état dans un ou dans tous les tunnels. Enfin, en ouvrant la fenêtre d'information d'un équipement donné, il est possible de visualiser plusieurs aspects de son état de fonctionnement, de définir des limites d'alarme, de visualiser les notifications des alarmes et de contourner la logique de contrôle locale pour contrôler l'équipement à distance.Tous les objets représentés peuvent fonctionner de manière automatique ou en mode manuel distant. En cas de problème tel qu'un risque d'incendie ou une pollution élevée, les procédures automatiques correspondantes sont activées, mais l'opérateur peut intervenir manuellement pour gérer la situation de manière plus appropriée. Par exemple,lorsqu'une procédure d'alarme liée à une pollution excessive dans un tunnel est démarrée automatiquement, l'opérateur peut visionner la situation via le système vidéo (composé d'environ 1500 caméras) et éventuellement modifier les paramètres de ventilation et les panneaux d'affichage pour faciliter l'évacuation des véhicules avant de bloquer l'accès au tunnel. L'application inclut deux serveurs redondants, un serveur supplémentaire pour la gestion des bases de données, deux postes clients pour ANAS, deux postes clients pour Tunnel Gest et un poste client pour les autorités en charge de la circulation. Deux autres postes de maintenance sont utilisés par l'équipe de Gemmo. Chaque station de travail du centre de contrôle dispose de deux écrans 42pouces pouvant être utilisés indépendamment. Cela permet par exemple de gérer le système d'alertes d'un tunnel tout en surveillant l'ensemble du système. « Nous avons centralisé la totalité de la surveillance des équipements des tunnels dans le centre d'opérations d'ANAS situé à Bellano », explique M. Ascione. « Le système SCADA présente à l'opérateur une série de cartes graphiques indiquant l'état de tous les équipements en temps réel.» Grâce à la connexion réseau, chaque contrôleur peut se connecter via le web. Localement, à l'aide d'un PC portable, il est aussi possible de se connecter via le client PcVue et d'envoyer une requête à un contrôleur, ou d'accéder au serveur en réseau dans un navigateur. À partir des pages graphiques qui s'affichent dans le système de supervision, l'opérateur peut instantanément savoir où une alarme s'est déclenchée ou si un usager appelle depuis l'intérieur d'un tunnel (voir figure 2 page précédente) .

Sécurité maximale

L'ensemble du système se caractérise par plusieurs niveaux de sécurité. Dans chaque tunnel se trouve un LAN redondant connecté auWAN général, auquel se réfère l'ensemble des périphériques et sous-systèmes d'automatisation. Le système d'automatisation de chaque tunnel est indépendant du centre. Tous les sous-systèmes interagissent donc via le LAN du tunnel. « Lorsqu'un SOS est déclenché dans un tunnel, une procédure d'alarme générale est activée », explique M.Ascione. « Depuis la page principale,en deux étapes maximum,l'opérateur est toujours dirigé vers le point indiqué par l'alarme.» Les données d'historique sont conservées pendant environ deux mois, en fonction du nombre d'événements d'alarme consignés. En cas de pollution excessive, la ventilation est activée, son intensité dépendant du niveau de pollution détecté. Elle augmente jusqu'à la fermeture potentielle du tunnel. Dans le même temps, des avertissements à destination des usagers s'affichent sur les panneaux à messages variables et le système sonore peut être activé pour inviter les usagers à abandonner leur véhicule.Toutes ces informations sont surveillées par le système SCADA, ce qui permet à l'opérateur d'ignorer le système automatique pour interagir directement avec les systèmes concernés par le contrôle à distance. Les tunnels ont généralement une ventilation axiale, mais certains d'entre eux ont aussi une ventilation transversale ou semi-transversale. Ils disposent en majorité d'une unité centrale de ventilation avec des conduits. La page principale du système SCADA affiche les informations essentielles : niveau de ventilation, état du système de signalisation et pollution avec différents seuils définissables. L'état de chaque objet est aussi affiché. En mode de simulation, il est possible de modifier les seuils d'alarme. Des algorithmes spéciaux sont incorporés. Ils empêchent par exemple les oscillations dans le système de ventilation, en tenant compte de la puissance de dilution de l'air. En outre, il est possible de définir des cycles de fonctionnement pour les ventilateurs afin qu'ils atteignent au même moment le nombre d'heures prévues pour la maintenance programmée, ce qui permet de minimiser le nombre d'interventions invasives, c'est-à-dire nécessitant une fermeture du tunnel. En cas de détection d'un incendie, le fonctionnement du système de ventilation dépend non seulement de l'opacité et des détecteurs de monoxyde de carbone, mais aussi de l'analyse des images et du système thermométrique. Le centre d'opérations peut intervenir à l'aide de messages diffusés directement aux conducteurs via la radio FM. Le système de lutte contre les incendies repose sur une ou plusieurs unités de pompage et de pressurisation garantissant l'approvisionnement en eau.Les réservoirs fournissent des débits de 600l/mn minimum pour les tunnels de plus de 1000 mètres de longueur, ou un débit de 300l/mn pour les tunnels dont la longueur est comprise entre 100 et 500 mètres. Des tuyaux d'incendie spéciaux sont situés dans des coffrets disposés tous les 150m à l'intérieur des tunnels. Les coffrets sont également dotés d'un équipement de communication téléphonique VoIP intégré au réseau (voir figure 3) .

Cette page annexe représentée ici est dédiée au tunnel de Poggi, sur la route Strada Statale della Valsassina.

Sur cette figure est représentée la page principale de l'application affichant les alarmes et la fenêtre d'information du tunnel de Regoledo.

Le système vidéo intégré est utilisé pour la vidéosurveillance et l'analyse des images. Il peut fonctionner à la demande sur requête de l'opérateur ou en fonction d'événements. Grâce à l'analyse des images, il est par exemple possible de détecter un véhicule à l'arrêt en raison d'un accident ou d'une panne, un véhicule circulant à contresens, la présence de fumée, celle de piétons sur les voies ou d'autres situations d'alarme. Le système vidéo est indépendant mais intégré. « Nous avons développé des interfaces dans PcVue pour pouvoir accéder aux images et avons aussi créé une interface vers le système vidéo des autorités en charge de la régulation du trafic, qui disposent d'un site opérationnel dans le centre de Bellano », explique M.Ascione (voir figure3) .

Un système totalement ouvert

« Nous avons retenu le système PcVue d'ARC Informatique en raison de son caractère ouvert », déclare M.Ascione. « Il est essentiel à notre travail d'intégrateurs système, car nous pouvons ainsi accéder au code du produit pour le personnaliser et utiliser ses capacités de manière optimale, tout en nous appuyant sur nos 50 ans d'expérience dans le secteur routier.S'agissant de PcVue,nous avons associé nos connaissances spécifiques aux toutes dernières technologies SCADA pour répondre à un double objectif : d'une part, être capables de surveiller instantanément l'ensemble des équipements dans une interface à la fois conviviale et complète en termes d'informations présentées, et d'autre part, pouvoir recueillir les données dont les techniciens ont besoin pour préserver l'efficacité des installations.» Gemmo a donc fait appel à un seul outil dans deux optiques totalement différentes. Les superviseurs utilisent les pages graphiques pour mieux surveiller les événements survenant sur la route.Les techniciens,quant à eux, utilisent l'outil pour consulter des données leur permettant d'effectuer un diagnostic, et donc d'empêcher les dysfonctionnements. « Il s'agit de la mission essentielle de la société concessionnaire », précise M.Ascione. « En maintenant un fonctionnement efficace des équipements via un contrôle à distance adéquat, nous sommes capables de prévenir les pannes et de garantir qu'ANAS puisse faire son travail,le premier objectif étant le renforcement de la sécurité des usagers.» Les autres avantages de PcVue pour l'intégrateur système sont les modifications en ligne et la possibilité d'éditer les pages graphiques au format texte pour effectuer un grand nombre de modifications en un temps réduit : en effet,dans les applications de cette envergure, la capacité de travail en parallèle sur plusieurs pages accélère la construction. « Nous n'avons pas eu besoin de nous former à l'éditeur graphique de PcVue, car il est également utilisé dans FactoryLink, un produit que nous connaissons en profondeur.C'est l'un des plus de la solution d'ARC Informatique et l'une des raisons de sa sélection. Nous avons pu transférer sur cette plate-forme l'ensemble des connaissances et solutions que nous avons développées avec FactoryLink », ajoute M.Ascione (voir figure 4) .

« Notre application reposant sur PcVue a donc fourni à ANAS un outil de gestion particulièrement efficace », conclut M. Ascione. Une extension prévue concerne le système de gestion de l'énergie. Elle permettra à ANAS de surveiller la consommation et d'économiser de l'énergie en éteignant l'éclairage lorsque la circulation est modérée dans un tunnel, et en régulant les ventilateurs en fonction du niveau de pollution atteint à l'intérieur d'un tunnel.