Ville de Amsterdam

La technologie réseau de Westermo connecte des systèmes de trafic intelligents dans tout Amsterdam

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Amsterdam est la plus grande ville des Pays-Bas, avec une population de 2,4 millions d'habitants. La ville est également l'une des principales destinations touristiques d'Europe, attirant environ 6 millions de personnes par an. Le plus vieux quartier d'Amsterdam, le centre médiéval, est très petit et dispose d'une infrastructure incroyablement complexe, avec des routes, des tunnels, des tramways, du métro, des canaux et des milliers de vélos. Cela crée l'un des environnements de gestion du trafic les plus difficiles au monde, que le bureau de la circulation et de l'espace public (Verkeer en Openbare Ruimte) rencontre par le biais de sa vision, de ses actions et de la technologie moderne. C’est le cas notamment du nouveau réseau de communication de données intelligent installé pour prendre en charge le système de contrôle du trafic de la ville, pour lequel ils ont sélectionné la technologie de commutation Ethernet avancée et de routage de Westermo.

En 2015, la municipalité d'Amsterdam a créé sa propre équipe chargée du développement et de l'exploitation du réseau de communication de données prenant en charge les systèmes de trafic intelligents (ITS) de la ville. Auparavant, cette solution était gérée par un partenaire externe, mais en raison de la hausse des coûts, de la performance et des exigences en matière de cybersécurité, il a été décidé que la meilleure façon de procéder était de reprendre l'entière responsabilité du réseau.

Eric Bish, ingénieur principal en systèmes de gestion et chef de projet, et Albert Scholten, ingénieur système en gestion, étaient deux membres clés de cette équipe responsable des systèmes de technologies de l'information et de la communication (TIC) pour le contrôle du trafic à Amsterdam. «Le réseau de communication existant prenant en charge le système de contrôle du trafic nous servait bien depuis de nombreuses années, mais il était devenu obsolète et le coût quotidien de la maintenance du réseau de lignes louées en cuivre était très élevé. Face aux défis auxquels la ville devait faire face, nous devions moderniser nos systèmes », a déclaré Scholten.

«L'ancien réseau était principalement basé sur des modems analogiques, des modems multipoints, des extensions xDSL et des routeurs 3G de Westermo», a expliqué Bish. «Ces appareils se sont révélés très fiables. C'est pourquoi, lorsque nous avons commencé à examiner les exigences du nouveau système, la technologie Westermo a été sérieusement prise en compte.

Planification du projet

«Nous avons travaillé en étroite collaboration avec Axians, notre fournisseur de services réseau, et Modelec Data Industrie, le distributeur de produits Westermo aux Pays-Bas. La collaboration entre les trois parties a été essentielle au succès du projet. Modelec Data Industrie connaît très bien les communications de données industrielles et lors de discussions constructives sur les exigences du système, il a été suggéré que les technologies Westermo seraient un bon choix pour la création d’un réseau robuste et fiable pour l’avenir.

«Une feuille de route a été établie à partir de nos réunions. Notre plan à long terme repose en grande partie sur une infrastructure de fibre optique gérée par des commutateurs Ethernet Westermo Lynx et RedFox. Cependant, l’installation de nouveaux câbles est un processus long et coûteux. Par conséquent, lorsque le câblage en fibres optiques n’était pas encore disponible, nous avions trouvé le prolongateur Ethernet Westermo Wolverine extrêmement utile. Cet équipement nous permet de créer des solutions de réseau fiables, à grande vitesse et entièrement administrés à l’aide des câbles de cuivre existants reliant les systèmes de feux de signalisation. Pour les connexions à distance, entre les réseaux de périphérie et le centre de contrôle, nous avons utilisé les routeurs cellulaires Westermo MRD 4G, qui offrent une option SIM redondante et simplifient le processus de configuration du VPN IPSEC.

Essais d'équipement

Avant la mise en œuvre à grande échelle du nouveau système, les commutateurs Lynx et les prolongateurs Ethernet Wolverine ont été testés à certains carrefours routiers moins critiques. Pour évaluer les routeurs cellulaires Westermo MRD 4G, un système de test mobile a été construit et conduit dans les quartiers populaires d’Amsterdam le jour de la fête du roi, la fête annuelle des Pays-Bas et le jour le plus chargé de l’année. Malgré l'énorme foule envahissant les mâts mobiles, les routeurs offrent d'excellentes performances.

Après avoir satisfait aux normes requises lors des tests, les équipements Westermo ont été largement déployés dans toute la ville et fournissent maintenant les communications de données pour plusieurs systèmes de contrôle du trafic majeurs. Des centaines d'équipements Westermo sont actuellement connectés via le nouveau réseau et, avec l'amélioration constante des systèmes de contrôle du trafic, ce chiffre continue de croître. "

«Westermo propose une large gamme de produits adaptés aux applications de contrôle du trafic, ce qui nous a permis de répondre à tous nos besoins pour ce projet. Nous avons trouvé la technologie robuste et fiable. Les équipements consomment très peu d'énergie, ce qui signifie qu'ils génèrent peu de chaleur. Ceci est important, car les commutateurs sont souvent installés dans des armoires étroites et non ventilées avec d'autres composants électroniques pouvant être endommagés s'ils deviennent trop chauds.

«Le commutateur Westermo Lynx est très polyvalent et offre une gamme de fonctionnalités intelligentes et des connexions réseau. Par exemple, l'option SFP nous a permis de basculer facilement entre les câbles en cuivre et en fibre, tandis que le port série permettait la connexion aux systèmes de feux de signalisation ancienne génération. L'option permettant d'effectuer une configuration contextuelle à partir d'un port de console a répondu à nos besoins en termes de contrôle granulaire fin et de déploiement massif en masse de périphériques. Chaque périphérique a reçu une configuration cohérente, mais nous avions la possibilité d’ajuster la configuration de périphériques spécifiques, le cas échéant. Cette fonctionnalité nous a permis d'installer tous les appareils en un peu plus de 12 mois. Cela nous a permis de réaliser d'importantes économies, car les lignes louées coûteuses vers le centre de données pourraient être terminées plus tôt.

Capacité du réseau

«Lors de l’installation du nouveau réseau, nous devions conserver l’ancien système et en transférer progressivement les fonctionnalités. Cependant, le coût de l’entretien de l’ancien réseau cuivre de lignes louées étant si élevé, nous voulions que le nouveau réseau soit très simple et rapide à mettre en œuvre. Nous avons commencé avec une approche classique de couche 2, consistant en un routeur MRD et jusqu'à six commutateurs Lynx ou prolongateurs de ligne connectés. Chaque contrôleur de feux de signalisation était ensuite connecté à un prolongateur de ligne ou à un commutateur, en fonction du câblage existant en place.

Cependant, étant donné qu’il est difficile, long et coûteux d’installer et de gérer un réseau de données de cette taille dans une ville comme Amsterdam, nous savions que ce nouveau réseau devrait éventuellement pouvoir prendre en charge davantage que les systèmes à feux de signalisation. En fait, il doit prendre en charge la surveillance par caméra, les systèmes d’information sur le trafic, les caméras de reconnaissance automatique de plaques d'immatriculation et même les systèmes d'éclairage public. De manière critique, ces autres applications doivent être isolées les unes des autres pour des raisons de sécurité, tandis que les modifications ou les ajouts au réseau doivent également être simples à réaliser.

«L'utilisation efficace de l'infrastructure de câble est donc essentielle. C'est pourquoi nous avons sélectionné des commutateurs dotés de fonctionnalités de couche 3 au début du projet. Cela nous a permis de créer une conception de réseau de couche 3. Une combinaison astucieuse de routage OSPF, de pare-feu local et de fonctionnalités de couche 2 et 3 a donné lieu à une conception de réseau de passerelle très flexible, sécurisée et redondante. Le réseau est maintenant suffisamment résilient pour résister aux problèmes courants, tels que les dommages aux câbles et les pannes de courant.

«À l’aide des commutateurs Westermo Redfox, nous allons bientôt coupler notre réseau actualisé aux anneaux de fibre optique utilisés pour contrôler les lignes de métro de la ville. Ceci fournira des connexions gigabit entièrement redondantes vers notre centre de données pour bon nombre de nos caméras de surveillance et systèmes de trafic.

«En utilisant la technologie Westermo, nous avons construit une solution réseau robuste et fiable qui durera longtemps. La technologie offre les fonctionnalités dont nous avons besoin pour moderniser le réseau et nous permettre d'effectuer rapidement des mises à niveau du système tout au long de son cycle de vie », a ajouté Bish. «À notre connaissance, il s'agit de l'infrastructure de réseau la plus avancée des Pays-Bas et, à ce jour, la solution a fonctionné sans faille. Nous prévoyons que dans cinq ans, le réseau industriel couvrira l'ensemble d'Amsterdam et ses environs, ce qui reposera presque entièrement sur des liaisons en fibre optique gigabit, avec seulement une poignée de connexions 4G encore nécessaires.

Cas d'utilisation 1: contrôle des feux de circulation

Il existe plusieurs centaines de systèmes de feux de circulation dans tout Amsterdam. Celles-ci fonctionnent de manière autonome, mais peuvent également être contrôlées de manière centralisée, ce qui est l’une des tâches les plus critiques du département de la circulation et de l’espace public de la ville. En cas de congestion du trafic, les opérateurs du centre de contrôle du trafic peuvent gérer les flux de trafic et, si nécessaire, rediriger le trafic sur des routes moins encombrées.

Les systèmes de contrôle des feux de circulation relient plusieurs feux de circulation. L’infrastructure reliant les feux de circulation est un mélange de câbles en cuivre existants et de nouveaux câbles en fibres optiques. Cependant, pour relier une série de feux de signalisation à la salle de contrôle, la ville s’appuyait sur des lignes louées. Cette solution est non seulement coûteuse, elle coûte environ 2 millions d'euros par an, mais ne fournit pas non plus la fiabilité requise pour un système de cette ampleur. Les économies réalisées grâce au remplacement des lignes louées par les routeurs cellulaires Westermo devraient couvrir le coût du projet de mise à niveau du réseau en seulement trois ans.

Cas d'utilisation 2: Application de la loi sur les zones environnementales

Une zone environnementale a été créée dans le centre d’Amsterdam afin de réduire la pollution causée par les véhicules à moteur. Les véhicules non écologiques ne sont pas autorisés à pénétrer dans la "zone verte" et des caméras de reconnaissance automatique de plaques d'immatriculation ont été installées pour garantir le respect de la restriction par les automobilistes. Environ 80 points de contrôle ont été établis aux entrées de la ville pour surveiller environ trois millions de voitures par jour. Entre une et cinq caméras ANPR lisent automatiquement les numéros d'immatriculation du véhicule au passage des points de contrôle. Les photos sont traitées à l'intérieur de la caméra, converties en simples informations textuelles et envoyées au centre de contrôle via un tunnel VPN IPSec crypté sécurisé à l'aide du routeur cellulaire MRD 4G. La ville d'Amsterdam prévoit de participer au projet européen de trafic intelligent C-ITS, qui permettra d'optimiser le trafic en temps réel. Cela signifiera qu'il faudra davantage de bande passante et une latence plus faible. Ainsi, les connexions mobiles seront remplacées dans le temps par un réseau de fibres optiques, utilisant par exemple les commutateurs Lynx et RedFox.

Cas d'utilisation 3: observation du trafic et évaluation de la situation

Le trafic d'Amsterdam est surveillé en permanence depuis le centre de contrôle pour aider les opérateurs à maintenir le flux de trafic, à réduire les embouteillages et à minimiser les risques d'accident. Les opérateurs prennent leurs décisions en fonction des informations fournies par des centaines de caméras installées dans toute la ville. La plupart des caméras de surveillance régulières sont connectées au réseau via des commutateurs Westermo. Le flux vidéo en temps réel des caméras ANPR peut également être visionné à des fins de contrôle du trafic. Ceux-ci sont connectés à la salle de contrôle à l'aide de routeurs cellulaires Westermo MRD 4G, qui fournissent des tunnels sécurisés VPN cryptés IPSec. En cas de congestion du trafic, les responsables du contrôle du trafic sont autorisés à désactiver le système de surveillance de l'environnement et à activer des scénarios prédéfinis qui permettent de rediriger le trafic afin de résoudre le problème.