SISTEMA DE ALERTA DIRECCIONAL

MEMORIA TÉCNICA

MEMORIA TECNICA

0. INTRODUCCIÓN

Según datos de la Jefatura de la agrupación de tráfico de la Guardia Civil, desde el 1 de enero del año 2006 hasta el 28 de octubre de 2007 se produjeron en las carreteras sometidas a su vigilancia un total de 211 casos de circulación de vehículos en sentido contrario. En la mayoría de los casos la causa principal de este tipo de conducción irregular es debido a una distracción o desatención por parte de los respectivos conductores provocada por diversas causas (tasas de alcoholemia superiores a las permitidas, personas de edad avanzada, etc.) que, al incorporarse a una vía desdoblada lo hacen por un lugar equivocado (normalmente carriles de salida). Inysur Ingeniería fue contratada para diseñar un sistema de alerta direccional que evite este tipo de accidentes, bastante habituales por desgracia en las vías de gran capacidad.

1. OBJETO DEL PROYECTO

El objeto del sistema es la Detección Temprana de los vehículos que circulan en contra sentido en las salidas de las vías de alta capacidad, con un Aviso de Alerta Local mediante dispositivos luminosos y sonoros al conductor de tal forma que pueda reaccionar antes acceder a la red troncal en sentido contrario y con un Aviso de Alerta Remoto a los agentes implicados en la explotación y seguridad de carreteras en cualquier punto de la geografía nacional sin más requisito que acceso a Internet mediante un sistema informático donde se visualiza la alarma de contra sentido, instante y punto geográfico donde se ha producido. Los Puntos de Control son Totalmente Centralizados por lo que además de informar de los casos de contra sentido informan al explotador del estado de la instalación, de las averías e incidencias, para así facilitar el mantenimiento y buen funcionamiento del sistema. Como apoyo a las alertas luminosas y sonoras se reforzará la señalización vertical convencional con una pareja adicional de señales de dirección prohibida y la señalización horizontal en el suelo con una pareja de flechas reflectantes.

2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

2.1 Descripción general

El Punto de Control detecta el paso de vehículos en contra sentido mediante una pareja de bucles electromagnéticos embutidos en la carretera y activa inmediatamente mediante salidas habilitadas una pareja de señales de dirección prohibida y un cartel informativo, todas ellas con iluminación mediante focos leds de alta intensidad de 300 mm de diámetro que alerten al conductor visualmente de la irregularidad que se encuentra cometiendo y del peligro asociado. Estas tres señales luminosas estarán situadas con antelación suficiente al acceso a la vía de alta capacidad para permitir al conductor la percepción, detención y maniobra necesaria para evitar el acceso a la red troncal.

Simultáneamente a la señalización luminosa se activarán una pareja de señales acústicas y visuales en forma de sirena luminosa que contribuirán a la percepción acústica por parte del conductor de la irregularidad que está cometiendo. Una segunda estación de espiras situada en la vía principal y conectada con el punto de control se usará para confirmar el contrasentido y Alerta Remota vía GPRS a los distintos actores implicados en la explotación y seguridad en la carretera: Guardia Civil, Dirección General de Carreteras, Dirección General de Tráfico, etc. Los Puntos de Control serán autónomos energéticamente al funcionar con alimentación solar y totalmente independientes de cableado de comunicaciones al funcionar vía GPRS en sus comunicaciones con el servidor que gestiona las alertas remotas. El tiempo de activación de las señales ocultas y de la sirena luminosa será programable desde el equipo de control. En el caso de que los equipos de control sean centralizados además ese tiempo de activación podrá ser programado remotamente.

2.2 Equipamiento Básico

El sistema se ha diseñado para que proporcione siempre avisos de alerta local al conductor y en los casos de confirmación de la vía principal avisos de alerta remota a los agentes de carreteras a través de un servidor de información responsable de las comunicaciones con los puntos de control. El equipamiento fundamental estará formado por:

Obra civil.

Espiras electromagnéticas:

1. Estación de espiras en el ramal para activación de la alerta local.

2. Estación de espiras en al vía principal para activación de la alerta remota.

Estación de alerta remota para la detección de contra sentidos, activación de señales

luminosas y acústicas, procesamiento de la información y comunicaciones con el servidor de

información que difunde las alertas a los actores designados.

Sistema de alimentación solar.

Equipos de comunicaciones GPRS con el servidor de información.

Señales de dirección prohibida luminosas.

Cartel informativo luminoso.

Señales acústicas.

La instalación convencional de apoyo estará formada por:

Señales de dirección prohibida.

Flechas horizontales con pintura reflectante.

Hardware y Software para recepcionar los avisos de alerta remota Estará formado por:

Servidor de información con comunicaciones inalámbricas con los puntos de control para

centralización, gestión de alarmas y difusión a los agentes de la carretera.

2.3 Características

Espiras electromagnéticas Para que el sistema permita recoger información direccional en los puntos de control se instalaran dos bucles de inducción en cada carril. El esquema de la instalación será el indicado en la figura 1.

Figura 1:Esquema de instalación de las espiras

El captador de bucle de inducción magnética se compone de unas espiras de cable embutidas en el pavimentado, formando unos rectángulos, cuyas dimensiones aproximadas serán de 1,50 m de longitud y 2,10 m de anchura. El bucle de inducción capta los vehículos cuando al pasar la masa metálica de estos por encima de él, estando conectado al aparato, varía su inducción. Los bucles se instalarán centrados en el carril correspondiente, con la longitud del bucle en el sentido transversal de la carretera y con la anchura en el sentido longitudinal de la misma. La instalación de los bucles requiera la apertura de una ranura de unos 6 cm de profundidad en el pavimento, a lo largo del rectángulo que forma el bucle, y prolongando esta ranura perpendicularmente al eje de la calzada hasta llegar a la proximidad de la caseta. El cable será de cobre de 2,5 mm2 de sección y cubierto de protección y se formará el bucle con tres vueltas o espiras sobre el rectángulo. Instalado el cable se sellará la ranura con productos bituminosos blandos, pues el cable debe poderse mover libremente en el pavimento sin romperse. En general, el producto que permite cerrar con seguridad la ranura, es la resina epoxi. Estación de Alerta Remota La Estación de Alerta Remota es un equipo especialmente diseñado para aplicaciones en las que se requiere alto grado de calidad en detección y clasificación de vehículos, especialmente para aplicaciones de peaje en sombra, y en general para cualquier aplicación de tráfico interurbano.

Figura 2: Estación de Alerta Remota La Estación de Alerta Remota es capaz de detectar automáticamente el sentido del tráfico actuando sobre periféricos de señalización luminosa y acústica y enviando alertas al servidor de información que las difunde a Guardia Civil, Dirección General de Carreteras, DGT y cuantos agentes se determine. Además este tipo de Punto de Control vigila la instalación detectando alarmas e informado instantáneamente de ellas para poder realizar un adecuado mantenimiento, conservación y explotación de la instalación. Las alarmas detectadas y transmitidas son:

Detección de vehículo en contra sentido.

Alarma de puerta abierta o intrusismo.

Alarma de tensión de red.

Alarma de tensión de batería.

Alarma de lazo roto de espiras.

Sistema de alimentación solar El sistema de alimentación mediante panel solar propuesto por SICE esta basado en los siguientes componentes, que se representan de manera esquemática:

Panel solar de 65 W

Regulador de carga

Batería auxiliar de alta capacidad

Columna de acero galvanizado tipo AM10 de 10 m.

Figura 3: Esquema de estación de Alerta Local.

Panel solar de 65 W El panel solar propuesto es el modelo A-65M del fabricante ATERSA, construidos con células cuadradas de alta eficiencia, capaces de producir energía con tan sólo un 4-5\% de radiación solar. El panel solar estará construido con células cuadradas de alta eficiencia, capaces de producir energía con tan sólo un 4-5\% de radiación solar. Están construidos con células de silicio monocristalino que garantizan la producción eléctrica desde el amanecer hasta el atardecer. Las cajas de conexiones intemperie con terminales positivo y negativo, incorporan diodos de derivación (by-pass) cuya misión es evitar la posibilidad de rotura del circuito eléctrico en el interior del módulo por sombreados parciales de alguna célula.

Figura 4: Panel Solar.

Las características técnicas mínimas que debe cumplir el panel solar son: Características eléctricas

Potencia en prueba +8%: 65 W.

Número de ½ células en serie:36 de 6''.

Corriente en punto de máxima potencia: 4 A.

Tensión en punto de máxima potencia: 16,30 V.

Corriente de cortocircuito: 4,60 A.

Tensión de circuito abierto: 20,50 V.

Características físicas

Longitud: 1.200 mm.

Anchura: 527 mm.

Espesor: 35 mm.

Peso: 7,5 kg.

Especificaciones en condiciones de prueba standard de: 1.000 W/m2, temperatura de la célula 25º C y masa de aire de 1,5.

Figura 5: Características Panel Solar. Regulador de carga

Los reguladores de carga serán el modelo MINO V2 12/24V 15 A del fabricante ATERSA que proporcionan el control necesario de la carga y descarga del acumulador de un sistema fotovoltaico. Los reguladores de carga proporcionarán el control necesario de la carga y descarga del acumulador de un sistema fotovoltaico. Deberá cumplir las siguientes especificaciones: Características eléctricas y físicas

Tensión nominal: 12/24 V

Consumo típico: 6mA.

Rango intensidad carga: 0-12 A

Rango intensidad consumo: 0-16 A

Sección del cableado: 6-10 mm2

Peso aproximado: 250 g.

Dimensiones: 140x116x30mm.

Grado de protección: IP-20.

\ Se podrá seleccionar el tipo de carga: profunda (baterías Pb-Acido) o flotación (baterías GEL). El sistema de conmutación de la línea de carga utilizará un relé de estado sólido que garantiza una duración muy superior a los sistemas electromecánicos. Los reguladores dispondrán de una línea de salida para desconectar el consumo del sistema fotovoltaico y así evitar descargas profundas en la batería. Estos reguladores se protegen de la inversión de polaridad en las conexiones de panel, que presenta un sistema electrónico de protección contra cortocircuitos, sobre tensiones y sobrecargas. Además, incorporarán indicadores luminosos que proporcionan información sobre el estado del sistema de regulación y la protección de la salida de consumo. Batería de alta capacidad

Las baterías de alta capacidad serán baterías estacionarias de 60 Ah desarrollada especialmente para aplicaciones solares. Estará diseñada para resistir ofreciendo la máxima eficacia en un continuo ciclo de carga (durante la insolación) y descarga (durante la utilización de la energía). La batería estacionaria será de plomo ácido de placa tubular y tendrá recipiente transparente para una verificación visual rápida de las condiciones de la misma. Deberá cumplir las siguientes especificaciones: Voltaje nominal (V): 12

Capacidad nominal C1 00 1.8 V/C: 60 Ah

Intensidad de descarga I1 00: 0,600 A

Longitud máxima: 261 mm

Anchura b/w máxima: 136 mm

Altura hasta la tapa: 208 mm

Altura incluidas conexiones: 230 mm

Peso aproximado: 19 kg

Terminal: A-Terminal

Posición de terminales: 1

Columna de acero galvanizado de 10 m

Las columnas serán tipo AM10, de 3 mm. con una altura de 10 metros. Estarán fabricadas en acero al carbono según UNE EN 40-5:2002 y galvanizados por inmersión en caliente. Los fustes son troncocónicos de sección circular de una sola pieza hasta 14 mts. con placa de base, cerco de refuerzo y 4 cartelas. El hueco de puerta esta reforzado mediante un marco de pletina soldado al fuste. Todas las soldaduras son de características mecánicas superiores a las del material base. La

unión entre la placa base y la cimentación se realizará mediante cuatro pernos de acero S 235 JR, ocho tuercas y ocho arandelas todo el material cincado. Para evitar la corrosión de los soportes en toda su superficie, se protegen mediante galvanizado en caliente, cumpliendo las especificaciones técnicas de recubrimientos galvanizados contenidas en la norma ISO 1461:99 Señales Luminosas

Serán iluminadas por LEDS de alta intensidad y de dos tipos:

Señales de dirección prohibida de dimensiones 1x1 y con poste de sustentación de 2,5 m e

iluminadas en el caso de detección de incidencia por 4 focos led rojos de alta intensidad y

300 mm de diámetro.

Carteles informativos de 1,5x2,5 con pareja de postes de sustentación de 2,5m e iluminados

iluminado en el caso de detección de incidencia por 4 focos led rojos de alta intensidad y 300

mm de diámetro.

Señales Acústico/Luminosas

Difusor de alarma sonora de seguridad intrínseca con avisador luminoso de led.

Figura 6: Sirena.

Servidor de información con comunicaciones inalámbricas con los puntos de control para

centralización y gestión de alarmas

Equipo encargado de recibir las alarmas procedentes de de los puntos de control y su adecuada gestión y difusión. Las alarmas son remitidas de un modo controlado a través de un servidor de información a cualquier ordenador sin necesidad de instalar ningún software adicional. También existe la posibilidad de remitir las alarmas a unidades móviles de carretera dotadas de PDA.

2.3 Esquema de Estación de Alerta Remoto

El esquema lógico de la Estación de Alerta Remota es el indicado en la figura.

Figura 7: Esquema de la estación de Alerta Remota.

3. CONCLUSIONES

Se esta comenzando a implantar este sistema en distintos ramales de incorporación de la red de alta capacidad de carreteras de la Junta de Andalucía, el coste de ejecución material de esta instalación es de unos 21.000,00€, el tiempo de ejecución de esta obra no excede los dos meses incluida fase de pruebas, su coste de gestión y mantenimiento es similar al de cualquier otra señalización existente en la red ya que la alimentación es a través de energía solar, y esta solo se necesita cuando algún vehículo avanza en sentido contrario lo cual no sucede habitualmente. Mientras que la señalización vertical clásica existente en las autovías no es suficiente para evitar estos trágicos accidentes, el sistema de alerta direccional elimina el riesgo de las incorporaciones “por descuido” en sentido contrario.

SISTEMA DE ALERTA DIRECCIONAL

El funcionamiento del sistema es el siguiente:

Cuando un conductor se introduce en dirección contraria por alguna de las salidas dotadas de este sistema, el punto de control detecta

su presencia y emite un aviso local mediante dispositivos luminosos y sonoros que alertan al conductor de que circula en dirección contraria, de manera que este pueda reaccionar y detener el

vehículo, en un espacio reservado a tal efecto, antes de acceder a la vía principal.

Al mismo tiempo que se emiten estos avisos al conductor, el sistema manda un mensaje telefónico a los agentes implicados en

la explotación y la seguridad de carreteras (Guardia Civil, Centro de Control de Tráfico, y Centro de Conservación).

Si a pesar de estas alertas, el conductor sigue circulando en dirección contraria, un nuevo punto de control situado ya en el tronco

de la autovía confirma su presencia y emite un mensaje de confirmación a los responsables de la seguridad en las carreteras para que se proceda de manera inmediata a la detención del

vehículo.

Vista en planta

Secuencia de funcionamiento del Sistema de Alerta Direccional

1.- Unas espiras alertan de la presencia de un vehículo en dirección contraria, enviando una señal telefónica tanto al Centro de Conservación como a la Guardia Civil.

Secuencia de funcionamiento del sistema

1

2.- Señales de dirección contraria situadas a 50 metros de las espiras y acompañadas de avisos acústicos y luminosos.

Secuencia de funcionamiento del sistema

2

3.- Señal informativa situada a 50 metros de la anterior y acompañada de avisos acústicos y luminosos.

Secuencia de funcionamiento del sistema

3

4.- Zona de parada del vehículo y señal de pare a 50 metros de la

entrada en la autovía.

Secuencia de funcionamiento del sistema

4

5.- Dobles espiras instaladas pasados 120 metros de la salida a la autovía, confirman la presencia de un vehículo en sentido contrario a la circulación,

reenviando una segunda señal telefónica de confirmación, a la Guardia Civil y al Centro de Conservación.

Secuencia de funcionamiento del sistema

5

Señales de dirección contraria

Señal informativa situada a 50 metros de la anterior y acompañada de avisos acústicos y luminosos.

Zona de parada del vehículo y señal de pare a 50 metros de la entrada en la autovía.