Manual de túneles de carretera
Manual de túneles de carretera
La mayoría de los túneles que disponen de un centro de control vigilado están equipados con un Sistema de Circuito Cerrado de TV (en adelante CCTV). Las imágenes del CCTV suelen mostrarse en pantallas Video Wall en el centro de control. El CCTV permite a los operadores vigilar el túnel para detectar incidentes. Para el operador puede resultar complicado supervisar más de unos pocos monitores simultáneamente debido a la gran cantidad de imágenes disponibles y a la atención a otras tareas que debe realizar.
Para asegurar que la detección de esos incidentes, tales como tráfico lento o retención, sean detectados rápidamente, los explotadores de túneles están aumentando la instalación de sistemas de Detección Automática de Incidentes (DAI). En algunos países, para ciertas clases de túneles el uso de estos equipos es obligatorio por ley.
Existen dos clases de sistemas DAI para su uso en túneles de carretera. Los basados en video y los basados en radar. Los basados en video (V-DAI) generalmente emplean cámaras fijas que muestran cobertura total de las calzadas y aceras, facilitando imágenes que muestran fecha y hora de los incidentes lo que puede ayudar a comprender por qué han sucedido y quién o qué puede ser responsable de su causa. Los sistemas V-DAI también pueden disponer de cámaras infrarrojas, proporcionando imágenes en bajas condiciones de luminosidad o con humo. Los sistemas basados en radar cubren mayores áreas que una cámara fija por lo que requieren menos instalaciones en el túnel. Los datos que muestra un Sistema de radar consisten en una imagen de escala de grises que funciona bajo cualquier condición ambiental en el túnel.
Normalmente los sistemas V-DAI se basan en analizadores informáticos de las imágenes que generan las cámaras que supervisan el tráfico del túnel. El análisis de video compara cada fotograma proveniente de una cámara con el fotograma anterior y comprueba si hay diferencias fuera de lo que se considera comportamiento “normal”. El sistema V-DAI dispone de una serie de algoritmos que pueden detectar diversas incidenciastales como:
Cada tipo de suceso a detectar se asocia con una frecuencia de falsas alarmas. Aumentar el número de tipos de incidente a detectar supondrá aumentar la aparición de falsas alarmas reduciendo la eficacia del sistema DAI.
Por ello es muy importante reducir el tipo de sucesos a detectar a aquellos realmente necesarios para lograr que el sistema sea lo más eficaz como sea posible, reduciendo el número de falsas alarmas y de incidentes no detectados.
Como los incendios de vehículos normalmente suceden tras la parada de un vehículo (por ejemplo tras un accidente), seguir una alarma de “vehículo parado” desde un DAI puede anticipar alarmas lanzadas por otros sistemas como los detectores de temperatura y humo. Esta alerta temprana facilitada por el sistema DAI da tiempo a los operadores a confirmar el alcance y la posición del incidente y permitir una intervención más efectiva, permitiendo también la selección de la configuración óptima de la ventilación, prevenir accidentes posteriores mientras se toman medidas, un aviso rápido a los usuarios aguas arriba del incidente y el cierre del túnel. También da a los operadores la posibilidad de llamar a los servicios de emergencia, mostrar advertencias de peligro o mensajes informativos en los paneles de mensaje variable, transmitir mensajes por megafonía e interferir en los canales de radio, avisar a las grúas de rescate, informar sobre cómo salir del túnel, etc.
Los Sistemas de detección de humo por imagen se describen en la Sección 6.3.3 "Métodos utilizados actualmente" del informe 05.16.B 2006 (francés / inglés).
Los sistemas DAI basados en video pueden suministrar datos en tiempo real del tráfico, de su intensidad y de la velocidad. Pueden grabar imágenes desde el inicio del incidente y pueden integrarse en otros equipamientos como el Sistema SCADA de Supervisión y Toma de Datos. Normalmente se basan en cámaras bajo protocolo IP, un sistema de análisis de imágenes de una o varias cámaras. Las imágenes pueden enviarse a pantallas o monitores de ordenador en el centro de control. Las cámaras del V-DAI, que pueden visualizarse desde el DAI y desde la matriz de video que dispone de servidores redundantes aportan otras funciones tales como: sistema de grabación de video desde el sistema DAI, archivo y almacenamiento en tiempo real de datos de tráfico y sucesos e integración con el SCADA. La red propia de comunicaciones (fibra óptica, cable coaxial y trenzado sin blindar) también pertenecen al sistema.
La moderna tecnología en procesado de imágenes permite que los algoritmos del V-DAI se procesen en las propias cámaras (o cerca de ellas) en lugar de en un servidor central. Esto significa que solo los archivos de los incidentes detectados son enviados al SCADA cuando se producen en lugar de enviar permanentemente un video en tiempo real (streaming). Esto reduce el ancho de banda consumido en la red del túnel.
El diseño de los sistemas DAI en túneles debería considerar las siguientes cuestiones:
El artículo de 2009 en la revista Routes/Roads "Sistemas de detección de incendios en túneles de carretera – Lecciones aprendidas de un Proyecto de Investigación Internacional" (francés / inglés) concluye que "para resolver puntos con pérdidas de visión muchos proveedores de sistemas de detección sugieren dos sensores que cubran la misma zona desde diferentes ángulos, por ejemplo desde ambas direcciones del túnel". Además, para compensar las averías de las cámaras, se requiere disponer de muchas de ellas al objeto de asegurar la redundancia. Habitualmente, las zonas que observan las cámaras se solapan por lo que el fallo de una de ellas puede ser compensado con las imágenes de las contiguas.
La Sección IV.2.1. "Dispositivos de Detección de Incidentes" del informe 05.15.B 2004 (francés / inglés) sugiere que la interdistancia de las cámaras puede variar de entre 30 a 150 metros si se emplean para detección automática de incidentes. Las recomendaciones más actuales de los fabricantes de V-DAI son que las cámaras no deberían cubrir distancias mayores de 20 veces su altura de montaje. Por ello, si la cámara se encuentra instalada a 5 metros de altura sobre la calzada, de manera razonable, debería ser capaz de detectar incidentes a distancias de 100 metros. No obstante, como se ha indicado, para asegurar la redundancia en la cobertura en caso de fallo de alguna cámara, las cámaras del sistema V-DAI deberán instalarse entre 50 y 80 metros entre sí.
Las prestaciones de un sistema DAI dependen en gran medida del buen diseño y calibración previos a la puesta en marcha. La experiencia muestra que la elección del tiempo de detección tiene gran influencia en el grado de eficacia y en el conjunto de falsas alarmas registradas. La experiencia de los equipamientos existentes en túneles señala que estos desarrollos y calibraciones pueden ocupar muchos meses en servicio hasta quedar completados.
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