Descripción general del proyecto: Un nuevo referente para las operaciones de metro inteligente.

Como modelo global de transporte público, la red de metro de Singapur es reconocida por su eficiencia, fiabilidad y seguridad. Ante el continuo aumento del volumen de pasajeros y el impulso hacia la modernización inteligente, Singapur puso en marcha un proyecto de modernización de las salas de control de las estaciones de metro con el objetivo de mejorar la eficiencia operativa, optimizar la experiencia del usuario y lograr una gestión automatizada y precisa de los equipos. Tras rigurosas evaluaciones técnicas y varias rondas de licitación, los paneles industriales BASCO se adjudicaron los contratos de modernización de los equipos de las salas de control en varias estaciones clave gracias a su excepcional fiabilidad de grado industrial, su sólida capacidad de integración multisistema y su excelente estabilidad operativa en cualquier condición climática.

Este proyecto consiste en consolidar terminales de monitorización independientes tradicionales en una plataforma de control inteligente integrada basada en paneles industriales BASCO, que a su vez soporta dos funciones principales: la gestión de publicaciones a nivel de estación para el Sistema de Información al Pasajero (PIS) y la monitorización de equipos ambientales a nivel de estación para el Sistema de Automatización de Edificios (BAS). Esta innovadora aplicación no solo simplifica la interfaz de usuario de la sala de control, sino que, mediante la fusión de datos y la interconexión inteligente, establece un nuevo referente para las operaciones inteligentes en el metro de Singapur.

Requisitos y desafíos del cliente: una doble misión en un entorno de alta fiabilidad.

El operador del metro de Singapur impone requisitos extremadamente estrictos a los equipos de la sala de control, con necesidades básicas centradas en dos niveles:

Alto rendimiento y disponibilidad en tiempo real para los servicios de información al pasajero: El sistema de información al pasajero (PIS) debe proporcionar a los pasajeros en las estaciones información clave en tiempo real, como horarios de llegada y salida de trenes, avisos operativos e instrucciones para evacuaciones de emergencia. El sistema debe garantizar una latencia de publicación de información inferior a 0,5 segundos (en tiempo real) y ser capaz de funcionar con rendimiento reducido y reproducir la información almacenada en caché localmente durante interrupciones de la red u otras anomalías. Asimismo, los operadores de la sala de control deben poder editar, revisar y publicar rápidamente diversos tipos de información, con tiempos de respuesta de la interfaz inferiores a 0,2 segundos.

Determinismo y seguridad para la monitorización de la automatización de equipos de estación: El BAS es responsable de monitorizar decenas de tipos de equipos electromecánicos, como sistemas de climatización, iluminación, escaleras mecánicas y suministro/drenaje de agua, y de ejecutar modos preestablecidos de prevención de desastres en emergencias como incendios. Esto impone exigencias de nivel militar en cuanto a la fiabilidad y el rendimiento en tiempo real de los terminales de monitorización (latencia de transmisión de comandos de control ≤100 ms) y la adaptabilidad ambiental (funcionamiento ininterrumpido 24/7). El sistema debe admitir una comunicación estable con múltiples protocolos industriales (por ejemplo, Modbus TCP, BACnet/IP, Ethernet/IP) y proporcionar capacidad de respuesta a eventos en milisegundos y control coordinado.

Desafíos integrales a los que nos enfrentamos:

Adaptabilidad ambiental: La sala de control está repleta de equipos y expuesta a interferencias electromagnéticas y fluctuaciones de temperatura y humedad. Los dispositivos deben funcionar de forma estable en un amplio rango de temperaturas, desde -10 °C hasta +50 °C, y contar con un grado de protección IP65 para resistir el polvo.

Complejidad de la integración del sistema: Es necesario integrar sin problemas el software PIS y el software de monitorización BAS de diferentes proveedores en la misma plataforma de hardware, garantizando que no haya conflictos de datos y una asignación razonable de recursos.

Facilidad de operación y mantenimiento: Los dispositivos deben admitir diagnósticos remotos y una rápida recuperación de fallas, con un tiempo medio de reparación (MTTR) inferior a 0,5 horas para maximizar la eficiencia operativa.

Solución de panel industrial BASCO: Terminal de control inteligente integrado

Para abordar los desafíos mencionados, el proyecto seleccionó el PC industrial de panel de alto rendimiento de la serie BASCO como plataforma de hardware principal y desarrolló una solución integrada de hardware y software personalizada para el mismo.

Principales ventajas de la plataforma de hardware:

Fiabilidad y durabilidad excepcionales: Su diseño totalmente metálico y sin ventilador, la certificación de protección IP65 del panel frontal y las pruebas según el estándar militar MIL-STD-810G garantizan un funcionamiento estable en el complejo entorno electromagnético de la sala de control, además de resistir posibles vibraciones e impactos. El tiempo medio entre fallos (MTBF) supera las 100 000 horas, cumpliendo con los estrictos requisitos de fiabilidad de los equipos para la operación del metro.

Potente capacidad multitarea: Equipado con un procesador multinúcleo de alto rendimiento y una memoria de gran capacidad, puede ejecutar sin problemas el software de gestión de publicación de información PIS, el software de monitorización gráfica BAS (SCADA) y los servicios de datos de back-end simultáneamente, lo que garantiza que múltiples sistemas funcionen en paralelo sin retrasos.

Amplias interfaces industriales y capacidad de expansión: Proporciona múltiples puertos Gigabit Ethernet, puertos serie (RS-232/422/485), USB y ranuras de expansión, lo que permite conectar fácilmente varios controladores PLC, conmutadores de red, IBP (Placa de respaldo integrada) y dispositivos de comunicación dedicados en la sala de control para lograr una verdadera "máquina con múltiples funciones".

Diseño de interacción hombre-máquina fácil de usar: Pantalla táctil de alto brillo y amplio campo de visión que permite el uso con guantes y con las manos mojadas, se adapta a diversas condiciones de iluminación y escenarios operativos en la sala de control y mejora la eficiencia del trabajo del operador.

Soluciones de integración de software y sistemas:

Virtualización e implementación en contenedores: Implemente un entorno de virtualización ligero o una plataforma de contenedores en el panel industrial BASCO para ejecutar la aplicación PIS y la aplicación de monitorización BAS de forma aislada, garantizando la independencia y la seguridad de cada sistema al tiempo que se comparten los recursos de hardware.

Puerta de enlace de protocolo y bus de datos unificado: Puerta de enlace de conversión de protocolo de alto rendimiento integrada que convierte varios protocolos industriales de dispositivos de nivel BAS al estándar OPC UA e integra los flujos de información del sistema PIS a través de un bus de datos unificado, proporcionando servicios de datos limpios y estandarizados para aplicaciones de capa superior.

Interfaz hombre-máquina (HMI) personalizada: Se desarrolló una HMI integrada que muestra el estado de publicación de la información PIS, una descripción general del funcionamiento del dispositivo BAS, una lista de alarmas clave y la videovigilancia en una sola pantalla en zonas distintas para lograr una "visión general en una sola pantalla", lo que reduce significativamente el cambio del operador entre múltiples pantallas y teclados.

Cuestiones clave y soluciones innovadoras en la implementación de proyectos

Durante el despliegue, el equipo del proyecto se enfrentó a varios desafíos técnicos y los superó uno a uno mediante soluciones innovadoras:

Problema 1: Conflicto en tiempo real entre la publicación de información del PIS y los comandos de control del BAS.

La publicación del flujo de vídeo del PIS requiere un ancho de banda de red estable, mientras que los comandos de control del BAS exigen una latencia de red extremadamente baja y un alto grado de determinismo; cuando ambos comparten el mismo canal de red, pueden competir por los recursos, lo que afecta al rendimiento del control en tiempo real del BAS.

Solución: Utilice la función de doble puerto Ethernet que ofrece el panel industrial BASCO para implementar el aislamiento físico de la red y la gestión de la prioridad del tráfico. Un puerto se dedica a la conexión con la red de publicación PIS, que transmite grandes volúmenes de datos como vídeo e imágenes; el otro puerto se conecta a la red de control BAS, dedicada a la transmisión de comandos de control en tiempo real de alta prioridad y datos de estado de los dispositivos. Al mismo tiempo, se configuran políticas estrictas de calidad de servicio (QoS) a nivel del sistema operativo para garantizar la prioridad absoluta en la transmisión de datos de control BAS.

Problema 2: Espacio limitado en la sala de control y desafíos de refrigeración.

Las soluciones tradicionales requieren la instalación de múltiples ordenadores y monitores industriales, que ocupan una gran cantidad de espacio en la consola, y los dispositivos generan un calor considerable, lo que afecta al ambiente de la sala de control.

Solución: Utilice un panel industrial BASCO todo en uno altamente integrado para reemplazar múltiples dispositivos. Su diseño compacto ahorra más del 60 % del espacio de instalación. Su diseño sin ventilador y su eficiente arquitectura térmica mantienen la temperatura de la superficie del dispositivo dentro de los estándares ergonómicos incluso a plena carga, mejorando significativamente el entorno de trabajo en la sala de control.

Problema 3: Estabilidad del sistema a largo plazo y recuperación rápida

El funcionamiento del metro requiere una disponibilidad del sistema cercana al 100%. Prevenir conflictos de software y fallos del sistema, así como recuperarse rápidamente cuando se producen averías, supone un gran desafío.

Solución: El PC industrial BASCO incluye una función de recuperación del sistema a nivel de hardware (Recuperación del sistema operativo). Cuando el sistema falla debido a una pérdida de energía inesperada o anomalías de software, el personal de mantenimiento solo tiene que pulsar un botón específico para restaurar el sistema al estado estable preestablecido de fábrica en cuestión de minutos, lo que reduce considerablemente el tiempo medio de reparación (MTTR) y garantiza la continuidad operativa.

Problema 4: Compatibilidad e integración con los sistemas heredados existentes.

Algunas estaciones cuentan con controladores BAS de modelos antiguos con protocolos de comunicación no estándar, lo que dificulta la integración.

Solución: El equipo del proyecto desarrolló una biblioteca de controladores multiprotocolo personalizada para el panel industrial BASCO, compatible con decenas de protocolos de comunicación industrial, incluidos protocolos propietarios heredados. Mediante un software de configuración, se adapta de forma flexible a los entornos de hardware de las distintas estaciones, protegiendo las inversiones existentes del cliente y facilitando una actualización sin problemas.

Resultados obtenidos: Un doble salto en eficiencia operativa y experiencia del pasajero.

Tras la puesta en marcha del proyecto, la modernización aportó mejoras significativas a las operaciones del metro de Singapur:

1. La eficiencia del control operativo mejoró notablemente:

Monitorización integrada: Los operadores ya no necesitan alternar entre varias estaciones de trabajo independientes; a través de una única interfaz pueden completar todo el flujo de trabajo de difusión de información a los pasajeros, monitorización del estado de los equipos y gestión de alarmas de fallos, lo que mejora la eficiencia laboral en aproximadamente un 40 %.

Respuesta rápida ante emergencias: En caso de incendio u otra emergencia, el sistema activa automáticamente los modos de prevención de desastres predefinidos y muestra simultáneamente las instrucciones de evacuación en las pantallas del PIS. Tras la confirmación del operador, un solo clic completa el cambio de modo del dispositivo BAS y la transmisión de la alerta de emergencia al PIS, reduciendo el tiempo de respuesta de minutos a menos de 30 segundos y mejorando significativamente la capacidad de gestión de emergencias.

Gestión optimizada del consumo energético: Gracias a las potentes capacidades de procesamiento de datos de la tableta BASCO, se logra el ajuste bajo demanda y la optimización estratégica de la iluminación, el aire acondicionado y otros equipos de las estaciones. Los datos muestran que los sistemas de control ambiental en las estaciones piloto redujeron el consumo energético anual total entre un 18 % y un 22 %.

2. La fiabilidad y disponibilidad del sistema alcanzan nuevos niveles:

Desde su puesta en marcha, el panel industrial de BASCO ha alcanzado una tasa de dispositivos en línea del 99,99%, cumpliendo plenamente con el requisito del área metropolitana de un funcionamiento ininterrumpido las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

La función de recuperación del sistema a nivel de hardware ha reducido el tiempo medio de recuperación tras fallos inesperados de 2 horas a menos de 10 minutos, mejorando significativamente la disponibilidad del sistema.

3. La experiencia del servicio de información al pasajero ha mejorado significativamente:

El tiempo de espera para la publicación de información en las pantallas de las terminales se estabiliza en 0,3 segundos, mejor que el objetivo de diseño de 0,5 segundos, lo que garantiza que los pasajeros reciban la información de manera oportuna.

El sistema admite varios idiomas, partición de pantalla multizona y superposición dinámica de información, lo que hace que la presentación de la información sea más rica e intuitiva, mejorando así la comodidad y la satisfacción de los pasajeros durante sus viajes.

4. Reducción efectiva de los costos de operación y mantenimiento:

La alta integración de los dispositivos ha reducido los tipos y cantidades de piezas de repuesto, simplificando la gestión del inventario.

Las funciones de diagnóstico y mantenimiento remoto permiten resolver más del 70 % de los problemas de software de forma remota a través de la red, lo que reduce la frecuencia del soporte técnico presencial y disminuye los costes de operación y mantenimiento durante el ciclo de vida.

Comentarios de los clientes e impacto en la industria

El jefe de proyecto del metro de Singapur elogió efusivamente la exitosa implementación de este proyecto:

La introducción de la solución de paneles industriales de BASCO fue un paso clave hacia nuestro objetivo de "estación inteligente". No solo integró con éxito las dos funciones principales de servicios a pasajeros y monitorización de equipos en una plataforma única, robusta y fiable, sino que su excepcional estabilidad y escalabilidad flexible sentaron una base sólida para la introducción de aplicaciones más inteligentes en el futuro (como el análisis del flujo de pasajeros basado en IA y el mantenimiento predictivo de equipos). Esta colaboración fue un gran éxito; la profesionalidad del equipo de BASCO y su profundo conocimiento de las operaciones de transporte ferroviario nos impresionaron gratamente.

El éxito de este proyecto también ha generado un efecto de demostración positivo en la industria del transporte ferroviario mundial. Demostró que el uso de PC industriales de alto rendimiento y gran fiabilidad como terminales de control inteligentes integrados en las estaciones es una forma eficaz de mejorar la eficiencia operativa, garantizar la seguridad y optimizar la experiencia del pasajero, proporcionando una valiosa experiencia práctica para proyectos similares.

Resumen: Un paso firme hacia un sistema ferroviario urbano inteligente.

El caso de la sala de control de la estación de metro de Singapur, que adoptó los paneles industriales BASCO, ejemplifica la profunda integración de la tecnología informática industrial con los requisitos de operación del transporte ferroviario urbano. Va más allá de la simple sustitución de hardware, creando un centro de mando operativo a nivel de estación altamente fiable, integrado e inteligente mediante la innovación de hardware, la integración de software y la reingeniería de procesos de negocio.

Las claves del éxito del proyecto fueron: adoptar un enfoque operativo para seleccionar el hardware principal que realmente satisfaga las exigencias de entornos industriales adversos; convertir la fusión de datos en un elemento central para eliminar los silos de información entre el PIS y el BAS; y rediseñar el modelo de interacción hombre-máquina de la sala de control para mejorar la eficiencia y la seguridad. Esto no solo proporciona un sólido soporte para las operaciones diarias y el comando de emergencia del metro de Singapur, sino que también ofrece una solución replicable y escalable para la transformación digital e inteligente de la industria del transporte ferroviario global. Con los avances en IoT, inteligencia artificial y tecnologías relacionadas, los escenarios de aplicación del metro inteligente basados ​​en estas plataformas integradas se expandirán, elevando continuamente los servicios de transporte público urbano.