Une gestion technique du réseau autoroutier en temps réel

Le réseau autoroutier français est entretenu par différentes sociétés d'autoroutes. Parmi elles, les deux entreprises sanef et sapn, qui emploient au total 3500 personnes environ. Leurs tâches consistent, entre autres, en la surveillance et l'entretien de plus de 2000 kilomètres d'autoroute dans le nord de la France. Par ailleurs, les entreprises gèrent les installations émettrices et les studios de la station de radio " Radio sanef 107,7 ", captable sur tout le réseau. Sur cette fréquence, tous les automobilistes et chauffeurs de poids lourds se trouvant sur les autoroutes gérées reçoivent des informations actualisées sur l'état de la circulation toutes les 15 minutes. Autre moyen d'information : les grands panneaux lumineux à messages variables, installés le long des voies, permettant l'affichage de tous les textes et graphiques prescrits par un poste central. Il peut s'agir, par exemple, de l'indication qu'un accident s'est produit plus loin sur la section d'autoroute ou bien qu'il faut s'attendre à un ralentissement du trafic à cause du verglas ou du brouillard.

Pour assurer le flux d'informations en continu, des shelters présents le long de l'autoroute assurent la remontée des informations grâce à la fibre optique. L'esprit d'innovation incite sanef à aller toujours plus loin dans sa recherche de solutions afin de mettre en place un réseau plus fiable et plus performant, capable de traiter les informations rapidement et sans échec. Afin de mieux gérer les autoroutes, les sociétés s'appuient sur un centre de supervision technique ou sont analysés et traités tous types d'évènements en provenance du terrain. Le centre utilise divers outils de collecte afin d'assurer cette mission.

Supervision des locaux techniques et des ensembles de télécommunications

La supervision des locaux techniques (énergie, environnement, équipements de télécommunications d'ancienne génération, réseau de diffusion 107.7 FM etc ...) est assurée par un logiciel SCADA et des équipements de collecte (PLC) installés sur chaque site. Dès 2008, Phoenix Contact, en partenariat avec la société Cofely Ineo UTS, a commencé à moderniser l'équipement des sites sanef en remplaçant les anciens équipements de collecte par des automates de la gamme ILC 150 dans tous les locaux techniques (shelters) installés le long de l'autoroute.
Les quelques 260 automates Phoenix Contact installés répondent parfaitement aux besoins de sanef puisqu'ils permettent l'acquisition en temps réel des informations terrain et donc, une meilleure réactivité face aux potentielles pannes ou défaillances des systèmes. Les agents sanef peuvent alors reconnaître si les portes des différents bâtiments sont ouvertes ou fermées, ce qui, par exemple, peut indiquer un acte de vandalisme. Il est possible de contrôler en permanence la température dans les shelters, la puissance absorbée ainsi que l'état de l'alimentation en énergie. L'infrastructure des réseaux et l'électronique de commande des panneaux lumineux peuvent en outre être entièrement surveillées. De plus, les données pour les installations prévues pour la climatisation ainsi que les paramètres liés aux intempéries, comme la température intérieure et extérieure ou l'hygrométrie, sont enregistrés et transmis de façon cyclique au poste de supervision. De cette manière, une panne de composant est détectée immédiatement et le personnel sanef peut déclencher une intervention de maintenance ciblée. Cette nouvelle solution permet à l'équipe d'entretien technique une intervention rapide et efficace. En fin de compte, toutes les fonctions et mesures assurent un trafic fluide et une plus grande sécurité de la circulation.
Ces équipements sont installés dans les locaux techniques de l'ensemble du réseau autoroutier exploité par les sociétés sanef et sanef acquitaine et bientôt sapn. Toutes les informations collectées localement par les API sont synchronisées en temps réel avec le poste de contrôle situé au centre de supervision technique.
Les produits Phoenix Contact présentent aussi l'avantage de proposer une connectivité IP ce qui permet à sanef d'utiliser son propre réseau IP comme support de transmission et de dialogue entre le centre de supervision et chaque site supervisé.

Horodatage à la source et historisation des données

Les informations sont collectées localement et horodatées par les automates. La récupération des données collectées par les automates est réalisée par le processus d'acquisition de données du progiciel de supervision. Les données sont ensuite consolidées dans une base de données et affichées à l'écran sur le poste opérateur du centre de supervision par le biais d'IHM. La société d'autoroute utilise un API ILC 150 ETH de Phoenix Contact. L'un des facteurs ayant motivé le choix du contrôleur Inline a été la possibilité de mise en réseau, étant donné que l'appareil dispose déjà d'une interface Ethernet. Qui plus est, celle-ci est librement programmable et elle est donc compatible avec tous les protocoles requis par la sanef. Si besoin, il est également possible de mettre en place des protocoles propriétaires. Un autre avantage réside dans la flexibilité d'extension grâce à une multitude de modules standards et fonctions, nécessaires par exemple à l'enregistrement de grandeurs physiques comme la tension, le courant, la puissance et la température.
La communication avec la base de données SQL s'effectue directement à partir de la commande. Il est ainsi possible d'enregistrer et d'analyser de façon centralisée les données des 260 ILC 150 ETH. L'horodatage à la source permet d'une part, de conserver et d'archiver l'horodatage réel des évènements mais présente aussi l'avantage de mettre en mémoire de l'automate les évènements avant récupération par le système d'acquisition SCADA. En cas de perte du lien de transmission IP l'historisation des données est activée en locale, après disparition du défaut de communication une restitution a posteriori des données collectées est possible sans perte d'informations.
L'horodatage à la source permet également en cas d'avalanches d'alarmes une analyse des données à postériori et aide à déterminer quel évènement déclencheur est à l'origine de l'incident. Afin que les 260 automates travaillent en permanence avec le même horodatage, ils sont synchronisés sur une même base de temps via le protocole SNTP (Simple Network Time Protocol).

Architecture Système, redondance et haute disponibilité

Le système de supervision technique des sites reposent sur 3 fondamentaux qui sont :
- Les équipements de collecte terrain : Les automates Phoenix Contact / ILC 150 équipés de cartes I/O de 16 à 96 entrées selon les sites.
- Le support de transmission de données : Le réseau IP du groupe sanef. Les échanges entre le logiciel de supervision et les automates sont réalisés par des requêtes maitre /esclave Modbus TCP.
- Le système informatique de récupération, d'historisation et de présentation des données à l'opérateur.

L'application de supervision est portée par le progiciel SCADA PCVue de la société Arc Informatique L'infrastructure informatique permet une haute disponibilité de l'application de supervision par la mise en place de plusieurs machines serveurs proposants une redondance logicielle et matérielle dans les différents centres d'hébergement du groupe sanef. La récupération des données collectées par l'ensemble des automates est garantie en moins de 2 s. La sanef peut ensuite actualiser l'application elle-même. Dans ce but, les personnels utilisateurs se sont familiarisés avec le logiciel d'ingénierie PC Worx pour charger des applications supplémentaires, ou pour modifier et configurer certains paramètres comme les adresses Modbus ou IP. PC Worx est le logiciel de programmation pour tous les automates programmables de Phoenix Contact. Cet outil permet de programmer aussi bien les API de la gamme 100 que les contrôleurs plus performants tels que ILC 3xx et RFC 4xx.

La solution Phoenix Contact pour le groupe sanef

Phoenix Contact répond parfaitement aux besoins du groupe sanef grâce à une technologie et un rapport prix /performances très compétitifs. Au total, 260 automates auront été installés sur les autoroutes sanef et sanef aquitaine. Le déploiement se poursuit en 2013 sur les autoroutes sapn qui se verront équipées de 70 automates supplémentaires. Le remplacement de l'ancien système de supervision basé sur le protocole X25 " Méga Pack System " par un système plus performant représente de nombreux avantages pour sanef. Il offre :
‐ une vue de l'ensemble du réseau en temps réel qui permet plus de réactivité grâce à une meilleure identification du problème
‐ une gestion de l'ensemble des sites
‐ une sécurité accrue
‐ la possibilité d'ajouter de nouveaux équipements ou de nouvelles alarmes en fonction des besoins.

Les automates de la gamme 100 de Phoenix Contact répondent aux exigences du métier de supervision technique et facilite ainsi les actions de maintenance préventive et/ou curative. " Ce sont surtout les fonctionnalités, l'intégration native d'une interface Ethernet, la possibilité d'utiliser divers protocoles utilisant un support Ethernet ainsi que la rentabilité du produit, qui ont convaincu. Avec cette solution, l'infrastructure est entièrement basée sur une technique de communication moderne. Les temps d'immobilisation en cas de panne sont réduits car les équipes du groupe peuvent mieux planifier leurs interventions d'entretien et les réaliser plus efficacement. Ceci profite finalement à chaque automobiliste qui circule sur les autoroutes gérées par le groupe. Puisque ce système contribue à la diffusion d'une information fiable, affichée à temps sur les panneaux lumineux et diffusée à la radio, le risque d'accident est réduit et la sécurité routière augmentée " explique-t-on chez sanef.