Sécurisation de la signalisation ferroviaire avec Prosys OPC Forge

La Finlande modernise son réseau ferroviaire et a décidé le remplacement de son système de contrôle par le système européen de gestion du trafic ferroviaire ERTMS. Dans ce contexte, Mipro, spécialiste finlandais des systèmes ferroviaires (plus d’infos sur Mipro en fin d’article), fournit des composants de sécurité ferroviaire pour le premier tronçon commercial conforme à l’architecture EULYNX. EULYNX est un standard européen, porté notamment par la SNCF, qui définit les interfaces standardisées pour les systèmes de signalisation ferroviaire (présentation de EULYNX en fin d’article).

L’une des exigences essentielles de ce projet était la conformité à l’Interface de Diagnostic Standard EULYNX (SDI en anglais), qui définit la manière dont les données de diagnostic sont collectées et communiquées via OPC UA. La surveillance des équipements et composants ferroviaires à l’aide de la SDI permet un suivi et une analyse en temps réel.

Le défi résidait dans le fait que les automates programmables de sécurité utilisés dans le système ne prenaient en charge que les fonctionnalités OPC UA de base, alors que les standards EULYNX et la définition SDI exigeaient des capacités plus avancées, notamment :

• OPC UA Reverse Connect
• Modèles d’information standardisés
• Communication basée sur les events
• Collecte structurée de données de diagnostic

Sans ces fonctionnalités, il aurait été impossible de respecter la spécification SDI, de construire une interface de diagnostic conforme et d’atteindre les objectifs de digitalisation.

Qu’est-ce que le Reverse Connect ?

En architecture Client / Serveur traditionnelle, le client initie la connexion au serveur. Toutefois, cela échoue lorsque le serveur se trouve derrière un pare-feu sans port ouvert auquel se connecter. Le Reverse Connect d’OPC UA (connectivité inverse) permet à un serveur d’initier la connexion au client tout en respectant les règles de cybersécurité configurées dans le pare-feu. Le serveur ouvre la connexion et commence par un message ReverseHello demandant au client d’établir un canal sécurisé à l’aide de cette connexion.

Mipro a choisi Prosys OPC UA Forge comme composant de son système de contrôle d’objets (OCS en anglais). L’OCS pilote les dispositifs de sécurité ferroviaire tels que les aiguillages et la signalisation, détecte les trains par comptage d’essieux et assure la liaison entre le système de sécurité centralisé (CSS en anglais) et les équipements de voie. Il utilise une technologie de sécurité de niveau SIL 4 et est conforme à la norme européenne EULYNX.

Dans le cadre des opérations en bord de voie et de l’OCS, Prosys OPC UA Forge agit comme une couche OPC UA dédiée au-dessus des automates de sécurité, étendant leurs capacités à une interface entièrement conforme à la norme SDI et flexible.

Forge fournit les fonctionnalités OPC UA avancées requises par EULYNX SDI, notamment :

• Prise en charge de la connexion inverse (reverse connect)
• Gestion des événements et des abonnements
• Prise en charge des modèles d’information OPC UA standardisés

Ces fonctionnalités sont essentielles à la mise en œuvre de l’interface de collecte des diagnostics SDI.

Transformation du modèle d’information : Forge collecte les données de diagnostic provenant de plusieurs composants OCS et les convertit au format de données standardisé EULYNX SDI. Ceci garantit l’interopérabilité et la conformité à la spécification.

Mapping flexible des données : Des fonctionnalités de mapping avancées permettent de transformer différentes structures de données provenant des équipements de bord de voie au format requis. Ceci améliore l’évolutivité et simplifie l’intégration entre systèmes hétérogènes.

Configuration automatisée : Grâce à l’API de Forge, des modèles de données et des mapping complexes peuvent être générés automatiquement. Ceci réduit les efforts d’ingénierie et minimise les erreurs de configuration dans les grands systèmes.

Flexibilité de déploiement avec Docker : Forge peut s’exécuter dans des environnements conteneurisés, permettant :

• La réduction des besoins matériels,
• Le déploiement et les mises à jour simplifiés,
• La gestion du cycle de vie simplifiée.

Cybersécurité et fiabilité : Forge prend en charge la communication OPC UA sécurisée, y compris le chiffrement et la connexion inverse, contribuant ainsi à répondre aux exigences strictes de cybersécurité des systèmes ferroviaires.

Grâce à Prosys OPC UA Forge, Mipro a pu :

• Se conformer aux exigences EULYNX SDI,
• Réduire la complexité d’intégration grâce à des outils de modélisation et de mapping des données,
• Diminuer les coûts matériels et de maintenance grâce à la conteneurisation.

La solution permet la digitalisation des voies ferrées avec une collecte et une transmission fiable des données de diagnostic sur l’ensemble du système de signalisation, facilitant ainsi la surveillance opérationnelle et la maintenance à long terme.

« Mipro évolue dans un environnement exigeant où la sécurité, la fiabilité, la disponibilité, la maintenabilité et la cybersécurité sont des priorités essentielles. Prosys OPC a démontré sa capacité à fournir des solutions logicielles conformes et fiables qui répondent à nos exigences. Sa flexibilité, lui permettant de s’adapter aux exigences spécifiques du projet et d’étendre ses fonctionnalités, a été un facteur déterminant de la réussite de ce projet. »  Sami Hyyryläinen, Responsable produit, Mipro Oy

Mipro est une entreprise finlandaise spécialiste des systèmes ferroviaires et métropolitains ainsi que des systèmes industriels de gestion de l’eau et de l’énergie. Ses solutions sont utilisées dans des environnements critiques pour la sécurité où la fiabilité, la disponibilité et un support à long terme sont essentiels. Les solutions complètes incluent la conception, le développement logiciel, l’équipement, l’installation et les services de maintenance.

La division Ferroviaire de Mipro fournit des solutions de signalisation, de gestion du trafic et de contrôle des opérations. Un domaine d’expertise clé est la signalisation ferroviaire et les systèmes de sécurité, qui doivent répondre à des normes strictes et à des exigences d’interopérabilité élevées. Dans ces systèmes, la communication et les diagnostics standardisés jouent un rôle crucial pour garantir des opérations sûres et efficaces.

EULYNX, consortium européen lancé en 2014, regroupe 19 gestionnaires d’infrastructures dont la SNCF pour la France. L’objectif est de standardiser les interfaces et les éléments des systèmes de signalisation ferroviaire.

Le projet définit une architecture système modulaire, incluant des interfaces standard pour les composants individuels, qui peut être utilisée par n’importe lequel des gestionnaires d’infrastructure participants. L’objectif est de permettre la fourniture de composants par différents fabricants tout en maintenant les niveaux élevés de sécurité et de fiabilité requis par le ferroviaire.

La digitalisation de l’industrie ferroviaire offre une opportunité de réduction des coûts des cycles de vie des systèmes tout en amélioration leur efficacité et leur fiabilité. Et cela passe par l’établissement de standard des contrôles-commandes et des automatismes.

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Article original publié par Prosys OPC Ltd : Enabling Advanced OPC UA Diagnostics for Railway Signaling with Prosys Forge – Prosys OPC