Quatre jours à Berlin, une même plateforme

Les infrastructures de signalisation digitale évoluent vers une architecture d’enclenchement digitale centralisée : la logique d’enclenchement est regroupée au sein d’un système central, tandis que les fonctions intelligentes nécessaires sur le terrain sont réparties entre des contrôleurs d’objets décentralisés, interconnectés via des réseaux IP.

Frauscher Advanced Platform FAdP a été spécialement conçue pour répondre à cette évolution. Elle repose sur une architecture matérielle et logicielle unique, modulaire et évolutive, permettant de prendre en charge plusieurs types de contrôleurs d’objets en voie. Elle associe des unités applicatives de niveau SIL 4 à une infrastructure commune de connectivité et d’alimentation électrique. Ainsi, les contrôleurs d’aiguilles, les contrôleurs de détection des trains et les contrôleurs d’entrées/sorties (E/S) peuvent être déployés, gérés et mis à niveau à partir d’un socle commun. Cette approche permet de réduire les coûts sur l’ensemble du cycle de vie, l’encombrement des armoires techniques ainsi que la complexité de l’intégration à l’échelle du réseau ferroviaire.

« Lorsque nous avons entrepris de développer FAdP, nous avons fait un choix fondamental : concevoir une plateforme unique, commune à tous les types de contrôleurs d’objets », explique Florian Einböck, Head of Portfolio Strategy chez Frauscher Sensor Technology. « Il ne s’agit pas simplement d’une question de coûts, mais d’une véritable philosophie de conception. C’est cette cohérence qui garantit la fiabilité et la pérennité de l’ensemble du réseau ferroviaire, tout au long de son cycle de vie. »

Cette architecture n’a pas été conçue à partir de zéro : elle a évolué au fil du temps. FAdP représente la quatrième génération de solutions matérielles et logicielles pour contrôleurs d’objets, issue de l’évolution du Frauscher Advanced Counter (FAdC®), le compteur d’essieux qui joue toujours un rôle central dans le portefeuille de produits de l’entreprise. Frauscher est représenté au sein des organismes de normalisation de la signalisation ferroviaire depuis 2002 et est un EULYNX Early Adopter depuis 2019. La plateforme prend en charge les interfaces EULYNX Baseline 4.2, ainsi que les interfaces et protocoles génériques SMI, SSI, RaSTA et OPC-UA. Des protocoles spécifiques aux fournisseurs de systèmes d’enclenchement et aux clients sont disponibles si nécessaire.

FAdP Point

FAdP Point est la partie de la plateforme qui est déjà passée du concept à une solution éprouvée sur le terrain. Une seule unité de commande d’aiguilles (Point Control Unit, PCU) prend en charge les configurations à 4, 7, 9 et 11 fils, avec différentes alimentations électriques, et permet de commander jusqu’à 20 moteurs d’aiguilles via une interface de communication unique. Elle est compatible avec les aiguillages à un ou plusieurs moteurs, quels que soient leur fabricant ou leur génération. La surveillance de l’état des aiguilles est entièrement intégrée à la PCU, sans nécessiter de matériel supplémentaire : mesure du courant, de la tension, de la puissance et des phases du moteur, temps de manœuvre, compteur de manœuvres et état de la position finale.

La preuve sur le terrain vient de Finlande. Dans le cadre du projet Digirail, le système d’enclenchement centralisé et les contrôleurs d’objets ont fait l’objet d’appels d’offres distincts pour la première fois en Europe. Le choix s’est porté sur FAdP Point et sur le contrôleur d’objets de détection des trains de Frauscher, basé sur le FAdC®. En collaboration avec l’intégrateur de systèmes Mipro Oy, ces solutions ont été testées au centre de Kouvola de la FTIA, avec un système d’enclenchement Siemens DS3. Les essais comprenaient notamment une communication SSI chiffrée et plusieurs types de moteurs d’aiguilles Siemens, avec des résultats fiables dès la première mise en service.

FAdP IO

FAdP IO est un contrôleur d’objets de niveau SIL 4 destiné à diverses applications en voie. Il permet la transmission sécuritaire des données d’entrée et de sortie, qu’il s’agisse de transmission de données, d’applications génériques d’entrées/sorties (E/S) ou de la numérisation de systèmes analogiques existants. Une seule unité d’entrées/sorties (Input Output Unit, IOU) prend en charge 8 entrées de sécurité, 8 sorties de sécurité et 4 sorties supplémentaires non sécuritaires. Jusqu’à 20 IOU peuvent être regroupées au sein d’un même système, permettant de surveiller jusqu’à 160 entrées et sorties via une connexion RaSTA unique. FAdP IO répond ainsi précisément aux besoins des installations ferroviaires existantes (brownfield), pour lesquelles la modernisation doit être réalisée progressivement, étape par étape.

FAdP TDS

FAdP TDS a suscité les échanges techniques les plus approfondis sur le stand, souvent avec des visiteurs qui avaient en tête la configuration des voies de leur propre réseau ferroviaire. Frauscher y présentait son concept d’avenir pour une approche entièrement digitale de la détection des trains, volontairement soumis aux discussions avec les acteurs du marché à Berlin.

Le principe : le comptage d’essieux sans infrastructure de câblage de signalisation dédiée. Chaque capteur de roues est connecté à une infrastructure Ethernet existante ou nouvelle. Entre le point d’accès et le capteur, une simple liaison à deux fils, assurant à la fois l’alimentation électrique et la communication, suffit. La connexion en chaîne de plusieurs capteurs est actuellement en cours de test, tandis qu’une interface numérique longue distance, permettant d’atteindre jusqu’à 6 km avec cette même liaison à deux fils, fait l’objet de travaux de recherche.

Pour les exploitants, les avantages se situent à trois niveaux. Premièrement, une part importante du coût total de possession est supprimée : les coûts d’achat des câbles, les efforts d’installation et la maintenance à long terme sont considérablement réduits, voire totalement éliminés. Deuxièmement, la disponibilité augmente grâce à la suppression de l’infrastructure de câblage de signalisation dédiée, qui constitue l’une des causes les plus fréquentes de perturbations du service en raison du vieillissement, de la rupture et de l’oxydation des câbles. Troisièmement, FAdP TDS intègre les avantages de la nouvelle génération de capteurs de roues au comptage d’essieux de sécurité connecté numériquement : une détection fiable des franchissements partiels et une forte immunité aux perturbations électromagnétiques générées par des matériels roulants et des systèmes de freinage de plus en plus complexes.

Au niveau de la plateforme, FAdP TDS partage les modules d’alimentation électrique, de connectivité et de sécurité avec FAdP Point et FAdP IO, ce qui permet de réduire l’encombrement des armoires techniques, la consommation d’énergie et la complexité de l’intégration. Le niveau de sécurité SIL 4 constitue l’objectif visé à mesure que le concept évolue vers un produit.

Le deuxième grand axe de cette édition du salon concernait les équipements de voie. La génération RSR3xx s’appuie sur l’expérience de Frauscher dans la détection inductive des roues et apporte des améliorations en matière de traitement du signal, de conception mécanique et de diagnostic intégré. Une conception avancée du capteur, associée à une évaluation du signal directement intégrée, permet d’améliorer d’un facteur cinq le rapport signal/bruit, garantissant ainsi une détection précise des roues, sans interférences. Cela inclut notamment la reconnaissance fiable des franchissements partiels, qui constituent l’une des causes les plus fréquentes de détections intempestives sur le terrain.

À cela s’ajoutent une griffe de fixation au rail repensée et une connexion enfichable sans bride, ainsi qu’un câble renforcé, résistant aux UV et protégé contre les rongeurs, ne nécessitant aucune gaine de protection supplémentaire. La mise en service et l’étalonnage sont effectués une seule fois, en intérieur. Par la suite, les fonctions d’autotest intégrées et les diagnostics avancés permettent au capteur de fonctionner sans maintenance. Cette nouvelle génération est le fruit d’un programme de recherche pluridisciplinaire de six ans, comprenant des essais approfondis en laboratoire et trois années d’expérimentation sur le terrain avec des exploitants ferroviaires.

« Il s’agit d’une véritable évolution dans la détection des roues », explique Manfred Sommergruber, Global Product Manager chez Frauscher Sensor Technology. « Dans la pratique, cette amélioration d’un facteur cinq permet une détection fiable dans des conditions qui auraient auparavant posé des difficultés. »

Trois modèles étaient présentés sur le stand, chacun étant conçu pour un environnement système spécifique :

RSR310

Basic Integrity (SIL 0), disponible : le capteur destiné au Frauscher Track Vacancy System (FTVS). Le FTVS est une solution de comptage d’essieux conçue pour les applications ferroviaires non sécuritaires nécessitant une solution de détection de base (Basic Integrity Solution). Économique, peu encombrante et rapide à installer, elle peut être utilisée comme système autonome, en complément d’un système existant ou pour répondre à un besoin ponctuel et ciblé. Les composants électroniques sont montés sur rail DIN et les capteurs sont fixés au rail à l’aide d’une griffe de fixation, sans perçage ni connexion électrique au rail. Les applications typiques comprennent les faisceaux de voies, les ports, les installations industrielles et les sites miniers.

RSR360

SIL 4, en cours de développement, conçu pour le FAdC® : le Frauscher Advanced Counter (FAdC) est en service dans plus de 100 pays, dans toutes les conditions climatiques et d’exploitation. Il propose les fonctions Supervisor Track Section (STS) et Counting Head Control (CHC), deux fonctions de disponibilité de niveau SIL 4 ne nécessitant aucun matériel supplémentaire. Le RSR360 intègre les avancées de la nouvelle génération de capteurs de roues dans cet environnement système éprouvé.

RSR360 Pro

SIL 4 comme niveau de sécurité visé, concept en cours de développement, présenté sous forme de prototype dans la configuration FAdP TDS. Des capteurs supplémentaires d’accélération et de température fournissent des données sur l’état des équipements, au-delà des simples informations de détection.

« Avec FAdP TDS et le prototype RSR360 Pro, nous franchissons une nouvelle étape : le comptage d’essieux sans câblage de signalisation dédié, en utilisant à la place les réseaux numériques existants », explique Manfred Sommergruber. « Il s’agit d’une solution que nous développons activement et, à InnoTrans, nous avons pu montrer concrètement, pour la première fois, à quoi ressemble cette orientation technologique. »

À InnoTrans, Frauscher Insights Diagnostics constituait une couche complémentaire à la plateforme présentée. Succédant au Frauscher Diagnostic System (FDS), cette solution est conçue pour être indépendante du mode de déploiement : en local, via le Local Diagnostic Device (LDD), ou de manière centralisée, via les Central Diagnostic Services (CDS). Trois niveaux de licence – Basic, Advanced et Expert – sont activés grâce au mécanisme de Feature Flagging, permettant ainsi aux exploitants de ne payer que pour les fonctionnalités dont ils ont besoin à un moment donné. Les niveaux Basic et Advanced sont disponibles avec les deux modes de déploiement, selon la connectivité du site. Le passage au niveau Expert, qui offre une vue d’ensemble centralisée du réseau, des notifications d’alerte précoce et une intégration par API aux systèmes de niveau supérieur, nécessite actuellement le recours aux Central Diagnostic Services.

Aujourd’hui, Frauscher Insights Diagnostics constitue déjà la couche de diagnostic des systèmes FAdC® et FAdT. La solution propose un tableau de bord, une visualisation du plan de voies et une surveillance permettant de détecter les signes précurseurs de défaillance. Sa logique de diagnostic a ainsi été validée dans le cadre de déploiements sur des réseaux ferroviaires en exploitation : il ne s’agit donc pas d’une plateforme de première génération. À mesure que le portefeuille de solutions s’élargit, Frauscher Insights Diagnostics est conçu pour prendre en charge d’autres équipements de terrain, jusqu’aux données de diagnostic et de capteurs plus détaillées fournies par la génération RSR3xx.

Les quatre Tech Talks organisés directement sur le stand ont chacun attiré un public nombreux. Plus important encore, les échanges se sont poursuivis ensuite dans l’espace dédié aux produits, au plus près des équipements exposés, et ont principalement porté sur des questions concrètes liées aux projets.

Commande centralisée, équipements de terrain intelligents : la répartition des fonctions est-elle toujours pertinente ? Florian Einböck a soulevé une question fondamentale du salon : pourquoi les fonctions de sécurité en temps réel restent-elles liées au cœur du système d’enclenchement, alors que les données nécessaires sont générées ailleurs ? Cette présentation a montré comment FAdP permet de s’affranchir de ce couplage matériel rigide et de la dépendance vis-à-vis des fournisseurs.

De la norme à la voie : les contrôleurs d’objets EULYNX en pratique. Michael Zweimüller a illustré l’application concrète de la norme dans le cadre d’un projet. En prenant Digirail comme exemple, il a présenté un retour d’expérience sans détour : ce qui a fonctionné, les difficultés rencontrées et les enseignements tirés tout au long du projet.

Repenser la détection des trains : le potentiel de la communication digitale. Manfred Sommergruber a montré ce qui devient possible lorsque la signalisation s’appuie sur une infrastructure de communication numérique déjà existante, jusqu’au niveau de chaque capteur de roues : une simplification considérable du câblage, des données de diagnostic plus riches au plus près de la voie et de nouvelles possibilités de surveillance de l’état des équipements.

Sécurité fonctionnelle et cybersécurité : une responsabilité partagée tout au long du cycle de vie Christian Pucher a abordé un sujet désormais incontournable dans presque toutes les discussions. La directive NIS2, le Cyber Resilience Act (CRA) et la norme IEC 62443 définissent les exigences auxquelles doit répondre une signalisation ferroviaire sécurisée. Mais la véritable question est ailleurs : comment maintenir ce niveau de sécurité pendant 30 ans ou plus de durée de vie des équipements, à travers chaque mise à jour logicielle, chaque remplacement de composant et chaque nouvelle vulnérabilité découverte ? La sécurité fonctionnelle et la cybersécurité obéissent à des règles différentes, mais reposent sur un même principe : elles nécessitent une collaboration étroite, avec des rôles clairement définis pour le fabricant, l’intégrateur et l’exploitant.

À l’issue de la première des quatre journées du salon, le stand s’est de nouveau rempli le mardi soir, à partir de 18 heures, mais dans une ambiance bien différente. Des visiteurs de nombreuses nationalités se sont retrouvés à l’occasion de la traditionnelle Stand Party Frauscher : musique live, atmosphère détendue, partage des premières impressions, retrouvailles et nouvelles rencontres.

La digitalisation ouvre de nouvelles perspectives au secteur ferroviaire, dont le développement s’accélère grâce aux technologies cloud, à une connectivité croissante et à l’intelligence artificielle (IA). Les exigences qui en découlent sont tout aussi claires : les projets de modernisation nécessitent une planification rigoureuse, les nouveaux projets doivent être repensés et la cybersécurité devient une discipline que tous les acteurs du secteur doivent maîtriser.

Les échanges dans le hall 27 ont confirmé que les développements actuels répondent précisément à ces enjeux.

« FAdP change la manière dont les exploitants envisagent la commande des équipements en voie, en proposant un socle commun pour le contrôle des aiguilles, la détection des trains et les entrées/sorties (E/S) », explique Mayank Tripathi, Vice President and General Manager chez Frauscher Sensor Technology. « Parallèlement, la nouvelle génération RSR3xx fait franchir un nouveau cap à la détection des roues en matière de fiabilité et de facilité de déploiement. Ce qui me réjouit le plus, c’est qu’il ne s’agit pas simplement d’une ambition sur le papier : FAdP Point est d’ores et déjà validé dans des conditions réelles d’exploitation. »

Frauscher Sensor Technology fournit des équipements de terrain destinés à la détection des trains et à la commande des équipements en voie, complétés par des solutions logicielles, de connectivité et de transmission de données, ainsi que par une gamme complète de services couvrant l’ensemble du cycle de vie des produits. Notre réseau mondial de sites et de partenaires garantit une gestion fiable de la chaîne d’approvisionnement et un accompagnement de proximité de nos clients, constituant ainsi une base de confiance pour les exploitants de réseaux ferroviaires. Frauscher fait partie de Wabtec Corporation, fournisseur mondial d’équipements, de systèmes et de solutions digitales pour les secteurs du transport ferroviaire de marchandises et de voyageurs.