Sistema de Emergencias ecall

Sistema de Llamada de Emergencia eCall (Summary VERSION)

Juan Antonio Martn Checa

E.T.S.I.Telecomunicacin

Universidad de Mlaga (Espaa)

2 de Julio de 2008

Sistema de Llamada de Emergencia eCall Juan Antonio Martn Checa

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NDICE

CAPTULO 1- INTRODUCCIN AL SISTEMA eCall 1.1 - QU ES eCALL?

1.2 - EL SISTEMA DE LLAMADAS DE EMERGENCIA 112

1.3 - INTEROPERATIVIDAD Y LOCALIZACIN DE LLAMADAS

1.4 - VENTAJAS Y COSTES

CAPTULO 2 - ARQUITECTURA DEL SISTEMA eCall CAPTULO 3 - LLAMADAS DE EMERGENCIA 112.

3.1 - ARQUITECTURA DE RED DEL SERVICIO DE LLAMADAS 112

3.2 - ROAMING 3.3 - SITUACIN ACTUAL DEL SERVICIO DE LLAMADAS 112 EN

LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA UNIN EUROPEA

CAPTULO 4 - DOMINIOS E INTERFACES DEL SISTEMA eCall 4.1 - DOMINIOS

4.2 - RESPONSABILIDADES Y ACTORES

CAPTULO 5 - ANLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA eCall

5.1 - RENDIMIENTO GLOBAL (END-TO-END)

5.1.1 - DISPONIBILIDAD

5.1.2 - PRECISIN EN LA LOCALIZACIN

5.1.3 - TIEMPO DE RESPUESTA

5.2 - FUNCIONAMIENTO DEL VEHCULO

5.3 - FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA-EN-VEHCULO (IVS)

5.4 - FUNCIONAMIENTO DEL INTERFAZ IVS-MNO

5.5 - FUNCIONAMIENTO DEL OPERADOR DE TEL. MVIL (MNO)

5.6 - FUNCIONAMIENTO DEL INTERFAZ MBO-PSAP

5.7 - FUNCIONAMIENTO DEL PSAP


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CAPTULO 6 - MSD (MINIMUM SET DATA): CONJUNTO MN. DE DATOS 6.1 - INTRODUCCIN

6.2 - ESTABLECIMIENTO Y ENTREGA DEL MSD AL PSAP

6.3 - INFORMACIN CONTENIDA EN EL MSD

6.4 - INTERPRETACIN DEL MSD EN EL PSAP

6.5 - IMPLEMENTACIONES DE LA TRANSMISIN DEL MSD 6.5.1 - SMS (SERVICIO DE MENSAJES CORTOS)

6.5.2 - UUS (SEALIZACIN USUARIO-USUARIO)

6.5.3 - USSD (DATOS SERVICIO SUPLEMENTARIO NO

ESTRUCTURADO)

6.5.4 - GSM (SISTEMA GLOBAL MBIL)

6.5.5 - DTMF (TONO DUAL MULTIFRECUENCIA)

6.5.6 - MDEM EN-BANDA

6.5.7 - COMPARATIVA ENTRE IMPLEMENTACIONES CAPTULO 7 - IVS (IN-VEHICLE SYSTEM) SISTEMA-EN-VEHCULO

7.1 - INTRODUCCIN

7.2 - REQUISITOS FUNCIONALES

7.3 - ARQUITECTURA E INTERFACES: PHONE-BASED Vs

EMBEDDED

7.3.1 - IMPLEMENTACIN PHONE-BASED

7.3.2 - IMPLEMENTACIN EMBEDDED

7.4 - ESPECIFICACIONES FUNCIONALES

CAPTULO 8 - CONCLUSIONES APNDICE A - GLOSARIO APNDICE B - NDICE DE FIGURAS APNDICE C - NDICE DE TABLAS APNDICE D - BIBLIOGRAFA


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CAPTULO 1- INTRODUCCIN AL SISTEMA eCall

La Unin Europea, en su afn por mejorar la seguridad vial en las carreteras de

los pases comunitarios, lleva aos desarrollando numerosos proyectos

encaminados a tal fin, dentro de la denominada eSafety, una iniciativa

conjunta de la Comisin Europea, el sector industrial, accionistas, etc., cuyo

objetivo es acelerar el desarrollo y uso de IISS (Intelligent Integrated Safety

Systems) o Sistemas de Seguridad Inteligentes Integrados, los cuales usan

tecnologas de comunicacin en soluciones inteligentes para as aumentar la

seguridad y reducir el nmero de accidentes en las carreteras de la UE.

Proyectos que requieren la cooperacin de todos los pases miembros a varios

niveles: investigacin y desarrollo, industrial, econmico, social, educativo, etc.

Uno de esos proyectos es el denominado eCall. Este documento trata de

describir el sistema eCall a nivel tcnico y en profundidad. Son por ello

necesarios ciertos conocimientos tecnolgicos para su total comprensin, ya

que no es objeto del mismo la explicacin pormenorizada de las tecnologas,

sistemas, redes, etc. sobre las que se basa el sistema eCall, sino el propio

sistema, as como las relaciones con dichas tecnologas, arquitectura de la red,

etc. Pero, en qu consiste el sistema eCall?

1.1 - QU ES eCALL? Una definicin sencilla del sistema eCall podra ser: sistema paneuropeo de

llamada de emergencia desde el vehculo. Analicemos la definicin anterior

por partes. Si buscamos en un diccionario las definiciones de los trminos

implicados, obtenemos lo siguiente:

Sistema: Conjunto de elementos que, ordenadamente relacionados entre s, contribuyen a determinado objetivo.

Paneuropeo: De toda Europa o relativo a la totalidad del continente. Llamada: Accin y resultado de llamar.


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Emergencia: Accidente o suceso que sobreviene de forma imprevista. Vehculo: Medio de locomocin o transporte, en especial el automvil.

Profundizando algo ms, podramos decir que eCall es un sistema (redes

telemticas, dispositivos electrnicos, personas, etc.) encargado de asistir al

conductor de un vehculo en caso de accidente mediante la realizacin de una

llamada, bien de forma manual o automtica (por ejemplo en caso de

accidentes graves), incluyendo ciertos datos, conocidos como MSD (Minimum

Set of Data) o Conjunto Mnimo de Datos, como la localizacin del vehculo, la

hora, la identificacin del vehculo (marca, modelo, color, matrcula, etc.),

adems de un identificador de estado eCall (como mnimo deber de informar

de si la llamada se activ de forma manual o automtica, etc.). La llamada de

emergencia se enva automticamente al servicio de emergencia ms prximo,

de modo que los tiempos de asistencia se ven drsticamente reducidos, con

todas las ventajas que eso conlleva.

1.2 - EL SISTEMA DE LLAMADAS DE EMERGENCIA 112

El sistema eCall est basado en el sistema nico de llamadas de emergencias

europeo 112. Las llamadas son gratuitas, adems de recibir su

encaminamiento un trato prioritario.

En el momento en que el accidente tiene lugar, una serie de sensores

instalados en el vehculo lo detectan, y activan la llamada de emergencia

automticamente o bien sta es realizada manualmente por el propio

conductor.

En cualquiera de los casos, el sistema establece dos tipos de comunicacin

con el PSAP (Public Safety Answering Point) o Centro Pblico de Atencin de

Llamada de Urgencia y Emergencia 112 ms cercano:


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Comunicacin por voz: es la propia llamada, y permite a los ocupantes del vehculo accidentado comunicarse con un operador de eCall, el cul atender a

la peticin de ayuda de la forma ms rpida y eficaz posible.

Comunicacin de datos: independientemente de la llamada de voz, el sistema enva de forma automtica el MSD.

1.3 - INTEROPERATIVIDAD Y LOCALIZACIN DE LLAMADAS Como ya vimos anteriormente en la definicin del sistema eCall, ste se

concibi desde el principio para dar servicio a todos los pases miembros de la

Unin Europea. Es decir, cualquier vehculo europeo debe poder utilizar el

sistema, con independencia del pas en el que est matriculado, de su

fabricante, del pas en el que se encuentre en el momento del accidente, etc.

[... CONTENT EXCLUDED ...]

1.4 - VENTAJAS Y COSTES

Como conclusin a este primer captulo, analizamos brevemente las principales

ventajas del sistema eCall, as como los costes asociados al mismo.

Segn estudios realizados al respecto (EMERGE, SEiSS6, CARE7, etc.), el

nmero de vidas que se podran salvar al ao en la UE-25 asciende hasta las

2500. Adems, la gravedad de las lesiones sufridas podra verse reducida

hasta en un 15%.

Otra de las ventajas es la reduccin de los atascos de trfico as como de

accidentes secundarios.


CAPTULO 2- ARQUITECTURA DEL SISTEMA eCall


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De acuerdo a las recomendaciones del DG eCall 1, el sistema eCall estara

basado en un enlace de voz/datos casi-simultneo, establecido entre un

generador eCall (dispositivo instalado en el vehculo accidentado) y un PSAP 2

de primer nivel.

El sistema eCall plantea una serie de dificultades tcnicas las cuales son

solventadas en su mayora mediante la adopcin de una serie de requisitos

impuestos al sistema por el DG:

Capacidad de roaming. Estndar GSM (ETSI, 3GPP). Transmisin casi-simultnea de voz/datos. Protocolo de transporte en tiempo real. Protocolos de seguridad a nivel de transporte y enrutamiento. Reconocimiento automtico.

La arquitectura bsica del sistema eCall se muestra en la Figura.1.


1 Driving Group eCall, grupo de trabajo establecido a finales del ao 2002, encargado de analizar las funcionalidades e interfaces necesarias en el sistema eCall. 2 Un PSAP podra ser bien una Autoridad Pblica, bien un operador de servicios controlado por una Autoridad Pblica.


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CAPTULO 3 - LLAMADAS DE EMERGENCIA 112. 3.1 - ARQUITECTURA DE RED DEL SERVICIO DE LLAMADAS 112

Es importante sealar que el servicio de llamadas de emergencia 112 es

totalmente independiente del servicio eCall. De hecho, las llamadas 112

funcionan en Europa desde hace algunos aos, si bien, eCall es un proyecto no

operativo an. El vnculo entre ambos se encuentra en que el sistema de

llamadas 112 ofrece su servicio al sistema eCall, si bien eCall consta de otros

elementos ajenos al propio sistema de llamadas 112.

La Figura-2 muestra la arquitectura del sistema de llamadas de emergencia

112. El ncleo del sistema est formado por una serie de Trunks (Conmutadores Principales), los cuales constituyen la Red Pblica. El interfaz de estos con el resto del sistema lo forman los Conmutadores

Locales, encargados de dar cobertura a los usuarios de una zona geogrfica

determinada. En un tercer nivel tenemos los Concentradores, capaces de dar

servicio a unos 2000 usuarios (si bien este nmero depende del tipo de



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3.2 - ROAMING

Como ya comentamos en el Captulo-2, uno de los requisitos del sistema eCall

es la necesidad de soportar Roaming3. Normalmente, el roaming es soportado en todos los estados miembros de la Unin Europea, de modo que si

marcamos el 112 desde nuestro mvil, obtendremos respuesta a nuestra

solicitud, si bien en algunos de dichos estados, todas las llamadas de

emergencia 112 son gestionadas por un nico operador.

3.3 - SITUACIN ACTUAL DEL SERVICIO DE LLAMADAS 112 EN LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA UNIN EUROPEA

Segn el informe Civil Protection and Environmental Accidents: State of

Implementation of the Single European Emergency Call Number 112,

presentado por la Comisin Europea con fecha del 18 de Octubre de 2001, el

estado actual del servicio de llamadas de emergencia 112 en los pases

miembros de la Unin Europea no es ni mucho menos homogneo, existiendo

ciertas diferencias en determinados aspectos. Esto supone dificultades tcnicas

a solventar, de manera que el sistema funcione correctamente

independientemente del pas de la UE donde nos encontremos y de forma

totalmente transparente al usuario. Los aspectos de mayor inters son:

Accesibilidad: todos los pases soportan el acceso desde todos los telfonos fijos, pblicos, mviles, y casi todos adems en el

caso de redes privadas corporativas de telefona. Existe

disparidad en otros tipos de acceso tales como redes privadas de

telefona mvil, e incluso llamadas va satlite.

Acceso mvil: en casi la totalidad de pases se puede efectuar la llamada incluso cuando el usuario no dispone del PIN o de una

tarjeta de memoria SIM, o no est abonado a la nica red que

3 Roaming. Habilidad de un cliente de telefona mvil de hacer y recibir llamadas de voz/datos as como de acceder a otros servicios cuando se viaja a un rea geogrfica localizada fuera del rea de cobertura de servicio de la red domstica, mediante el uso de una red visitante. Este concepto surgi con la tecnologa GSM, dada la necesidad de los usuarios de poder comunicarse cuando estaban en el extranjero.


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ofrece cobertura en el rea geogrfica en que se encuentra, caso

de existir un nico proveedor de servicio.


CAPTULO 4 - DOMINIOS E INTERFACES DEL SISTEMA eCall

Este apartado explica los diferentes actores que intervienen en el sistema

eCall, as como las relaciones existentes entre los mismos, y las

responsabilidades de cada uno de ellos. As mismo, se analiza el rendimiento

del sistema eCall de acuerdo a determinados parmetros de inters.

4.1 - DOMINIOS

El sistema eCall se basa en la denominada Cadena de Servicios eCall, la cual

consta de 6 dominios (actores), cada uno con determinadas

responsabilidades, llevadas a cabo mediante determinadas tareas, que en

algunos casos son comunes. La Figura-3 muestra los 6 dominios as como la

Cadena de Servicios.


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A continuacin se explican brevemente cada una de las partes involucradas en

el sistema eCall.

Vehculo: El vehculo es el responsable de detectar el accidente mediante una serie de sensores instalados en el mismo as como

de activar la llamada eCall (bien manualmente o de forma

automtica). Por ltimo, debe enviar el MSD (conjunto mnimo de

datos) al IVS.

IVS: El IVS consta de cuatro componentes bien diferenciados, cada uno con una tarea determinada: el dispositivo GNSS (Global

Navigation Satellite System Sistema Satlite de Navegacin

Global), el Network Access Device Dispositivo de Acceso a

Red (NAD), un Microprocesador y el HMI (Human-Machine

Interaction Interfaz Usuario-Mquina).

IVS a MNO: Se refiere a la mera transmisin de la informacin de la eCall (voz y datos) desde el NAD, ubicado en el vehculo

accidentado hasta el MNO (Operador de Telefona Mvil)

mediante la tecnologa GSM.


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4.2 - RESPONSABILIDADES Y ACTORES La Tabla-1 describe las distintas partes involucradas en cada uno de los

dominios, as como sus responsabilidades. Se observa como en muchos casos

hay un solapamiento de responsables y actores.

Tabla-1 Dominios, Responsable(s) y Actores

Dominio Responsable(s) "Actores" Vehculo Fabricantes de vehculos Fabricantes de vehculos Proveedores de Componentes Electrnicos de Vehculos Fabricantes de unidades de control de airbag PSAP Sistema en el Vehculo Fabricantes de vehculos Fabricantes de vehculos Fabricantes de dispositivos mviles Proveedores de Componentes Electrnicos de Vehculos Fabricantes de receptores GNSS Fabricantes de dispositivos mviles Operadores de Telefona Mvil PSAP Fabricantes de receptores GNSS IVS a MNO Fabricantes de vehculos Proveedores de Componentes Electrnicos de Vehculos Operadores de Telefona Mvil Operadores de Telefona Mvil Fabricantes de vehculos Fabricantes de dispositivos mviles Operador de Telefona Mvil Operadores de Telefona Mvil Operadores de Telefona Mvil Estados miembro de la UE MNO a PSAP Operadores de Telefona Mvil PSAP PSAP Operadores de Telefona Mvil Operadores de Telefona Fija Proveedores de equipos PSAP PSAP PSAP Proveedores de equipos PSAP Operadoras PSAP Estados miembro de la UE Proveedores GIS


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CAPTULO 5 - ANLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA eCall

En este captulo analizaremos el funcionamiento del sistema eCall, tanto a nivel

global (end-to-end)4, como individual de cada uno de sus componentes o

dominios, adems de estudiar el rendimiento del sistema.

5.1 - RENDIMIENTO GLOBAL (END-TO-END)

En este apartado estudiaremos el rendimiento global del sistema eCall,

centrndonos en aspectos de especial inters como la Disponibilidad, la

Precisin en la Localizacin y el Tiempo de Respuesta.

5.1.1 - DISPONIBILIDAD

La Disponibilidad del sistema se define como el nmero de llamadas de

emergencia correctamente recibidas por el PSAP. Este parmetro depende de

numerosos factores tcnicos tales como la exactitud en la activacin de los

sensores de accidente adecuados en el vehculo siniestrado, la disponibilidad

de la propia red de telefona mvil y su capacidad de evitar o minimizar cadas

del sistema, etc. Como lnea general propuesta por el DG eCall, el 90% de las

llamadas deberan llegar al correspondiente PSAP antes del ao 2010,

alcanzndose el 98% antes del ao 2020.

5.1.2 - PRECISIN EN LA LOCALIZACIN

El segundo parmetro a considerar es la Precisin en la Localizacin del

vehculo que ha sufrido el accidente. Este dato es esencial para el operador

que atiende la llamada de emergencia en el PSAP de modo que pueda enviar

los vehculos de ayuda necesarios (ambulancia, bomberos, polica, etc.) al

lugar adecuado. La precisin en la localizacin por satlite recomendada por el

4 end-to-end: Trmino que se refiere a la totalidad de un trayecto entre dos puntos extremos. En nuestro contexto sirve para medir el rendimiento del sistema a nivel global, desde que se produce el accidente hasta que la peticin de auxilio es atendida.


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DG eCall es de menos de 50 metros en el 50% de los casos, con una cota

mxima de 150 metros en el 95% de los casos.

5.1.3 -TIEMPO DE RESPUESTA

Por ltimo, el Tiempo de Respuesta es igualmente de vital importancia. No

basta con que la llamada de emergencia sea atendida y nuestra localizacin

capturada por el PSAP ms cercano, sino que adems, el PSAP debe recibir la

llamada eCall en un periodo de tiempo razonable bastante reducido. En la

Figura-4 se muestran los tiempos de respuesta individuales en la Cadena de

Servicios eCall.



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Por otra parte, la Figura-6 muestra los tiempos obtenidos en el caso de que s

se enve el MSD.


En este ltimo caso se pueden ahorrar hasta 17 minutos de tiempo con

respecto al caso sin envo de MSD. Esto se debe a que en el caso sin MSD, el

operador PSAP ha de solicitar la localizacin del vehculo al conductor. Este

proceso, que se lleva a cabo vocalmente, suele llevar cierto tiempo debido al

estado de excitacin del conductor, desconocimiento de la zona, falta de

referencias visuales (edificios emblemticos, monumentos, etc.).


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5.2 - FUNCIONAMIENTO DEL VEHCULO

Como ya comentamos en la Introduccin al Sistema eCall, ste se basa en el

Sistema de Llamadas de Emergencia Paneuropeo E112, el cual puede ser

usado mediante una llamada mvil tradicional en caso de que la eCall falle por

algn motivo. Las diferencias entre la E112 y la eCall son que con sta ltima,

adems de la mera llamada de voz se enva el MSD, y que su activacin puede

ser automtica. El problema que se plantea en este escenario es que debido a

las diferencias tcnicas entre vehculos de distintos fabricantes, es imposible

imponer un estndar en cunto a la activacin de la eCall a mano de los

sensores instalados en el propio vehculo. As pues, cada fabricante deber

establecer ciertos lmites a los tiempos de activacin de la eCall.

5.3 - FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA-EN-VEHCULO (IVS)

En este apartado hacemos un anlisis del funcionamiento del IVS (In-Vehicle

System), que es el dispositivo instalado en el vehculo que gestiona las eCalls,

haciendo hincapi en la localizacin del vehculo, el empaquetado de los datos

(MSD), el HMI, la activacin/desactivacin de la eCall, as como el tiempo de

respuesta.

Localizacin: Es imprescindible que la localizacin del vehculo sea actualizada constantemente, de modo que en caso de

accidente, esta est disponible y lista para ser enviada al PSAP

sin mayor dilacin. No es aceptable que tras el accidente, el

vehculo debiese iniciar una comunicacin GPS con el satlite de

posicionamiento para obtener as su localizacin exacta ya que

este proceso dilatara bastante el tiempo total de respuesta.

Empaquetado del MSD: El IVS es el responsable, adems, del empaquetado del conjunto mnimo de datos (MSD) a enviar, que

en particular ser como mnimo la localizacin, adems de la

marca, el modelo, la matrcula, el color, etc.


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5.4 - FUNCIONAMIENTO DEL INTERFAZ IVS-MNO

Respecto al interfaz entre el IVS y el MNO, el DG eCall propone las

siguientes recomendaciones:

Tiempo de Iniciacin de Llamada (T1): es el tiempo transcurrido desde la recepcin de la seal de accidente

hasta que el NAD se registra en la red de telefona mvil e

inicia la llamada eCall. No definido.

5.5 - FUNCIONAMIENTO DEL OPERADOR DE TEL. MVIL (MNO)

Los operadores de telefona mvil deben tratar las eCalls con la misma

prioridad que las llamadas 112 en todos los dispositivos de encaminamiento

existentes en su red troncal.

5.6 - FUNCIONAMIENTO DEL INTERFAZ MBO-PSAP

En lo referente al interfaz existente entre el Operador de Telefona Mvil y el

PSAP, los tiempos recomendados por el DG eCall son los siguientes:

Tiempo de Transmisin de la Llamada de Voz (T21): es el tiempo que tarda la llamada de voz en alcanzar el PSAP.

Debe ser menor de 4 segundos.

Tiempo de Transmisin del MSD (T31): es el tiempo que tarda el conjunto de datos (MSD) en alcanzar el PSAP.

Debido a que el MSD se enva al igual que la llamada de

voz por un canal diseado para la transmisin de voz, el

tiempo de transmisin coincide con el anterior; es decir,

debe ser menor de 4 segundos. Ntese que el MSD podra

ser enviado por un canal diferente, a travs por ejemplo de

un mensaje SMS, una conexin exclusiva GPRS, etc.


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5.7 - FUNCIONAMIENTO DEL PSAP

Las recomendaciones del DG eCall respecto al PSAP, sugieren la necesidad

de que el PSAP gestione correctamente al menos el 99% de las llamadas de

emergencia recibidas. Dependiendo de cada estado miembro, el procedimiento

a seguir en el PSAP ante la ocurrencia de una llamada eCall podr variar, si

bien es recomendable un protocolo de actuacin comn para todos los estados

miembros de la UE.

A continuacin estudiamos los aspectos ms relevantes a considerar en el

PSAP, como son el procedimiento operacional seguido tras la recepcin de la

eCall, la exactitud en la localizacin del vehculo accidentado, y los tiempos de

respuesta recomendados.

Procedimiento Operacional: si bien existen ciertas diferencias en el mismo entre distintos estados miembros, en lneas

generales el procedimiento seguido en todos ellos es similar, y

consta de los siguientes pasos:

Responder las llamadas de emergencia entrantes. Evaluar las llamadas entrantes. Re-direccionar (si es necesario) la llamada a otro PSAP o

al centro de coordinacin de emergencias.

Respuesta de las llamadas de emergencia provenientes del centro 112 a manos del PSAP o del centro de

coordinacin de emergencias.

Envo de la unidad de asistencia que en cada caso sea requerida (ambulancia, bomberos, polica, etc.).

Tiempo hasta la llegada a la ubicacin donde tuvo lugar el siniestro.

Exactitud en la Localizacin del Vehculo Accidentado: a la hora de enviar a los servicios de emergencia al lugar

del accidente, es imprescindible conocer con precisin la


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localizacin del mismo. El IVS incluye la ubicacin del

vehculo dentro del


CAPTULO 6 - MSD (MINIMUM SET DATA): CONJUNTO MN. DE DATOS

6.1 - INTRODUCCIN Como ya comentamos anteriormente, el MSD (Minimum Set of Data) o

Conjunto Mnimo de Datos es una serie de datos sobre la localizacin del

vehculo que ha sufrido el accidente, as como informacin especfica del

propio vehculo (matrcula, marca, modelo, etc.). El IVS, sistema eCall instalado

en el propio vehculo, genera una eCall (llamada de emergencia) en instantes

inmediatos tras la ocurrencia del accidente. La eCall, formada por una llamada

de datos adems del MSD, es transmitida va aire hasta el PSAP ms cercano

usando las redes de telefona mvil de 2G 3G actuales.

El MNO (Mobile Network Operador) u Operador de Telefona Mvil, recibe en

su red el MSD, no existiendo necesidad de que ste acceda o modifique de

forma alguna el contenido del mismo, y lo retransmite hasta el PSAP mediante

una lnea de telefona fija (lnea bsica tradicional o RDSI) y una conexin de

datos.



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6.2 - ESTABLECIMIENTO Y ENTREGA DEL MSD AL PSAP

En este apartado estudiamos los requisitos necesarios en la generacin del

MSD, as como en la transmisin del mismo al PSAP.

Tamao del MSD Un tamao mnimo de 140 bytes es la recomendacin presentada

por el DG eCall.

Soporte del Operador de Telefona Mvil Para eCalls Todas las redes de telefona mvil 2G y 3G actualmente

existentes en la UE que soportan llamadas de emergencia 112 o

E112, soportan de antemano las llamadas eCall. Si bien la

mayora de las llamadas de emergencia son realizadas desde

telfonos fijos o mviles, existe la posibilidad de soporte eCall a

travs de Internet mediante una conexin VoIP5, que adems

podra contener en un futuro elementos multimedia, en lo que se

ha denominado FSD (Full Set of Data) o Conjunto Completo de

Datos.

6.3 - INFORMACIN CONTENIDA EN EL MSD

Hasta el momento hemos estudiado qu es el MSD, por qu es necesario, las

ventajas de su uso, as como la forma en que se transmite. Pero, qu hay

dentro del MSD? Qu informacin va contenida en ese paquete de

informacin? El presente apartado tiene como objetivo responder a estas

preguntas. Analizaremos de forma detallada el interior del mensaje MSD.

Cada uno de los campos de informacin contenidos en el MSD ha sido elegido

de acuerdo a estudios sobre su relevancia en caso de rescate de emergencia

por accidente. Toda esta informacin se encuentra definida de acuerdo con la

5 VoIP: Voice On IP o Voz Sobre IP, se refiere a un protocolo para la transmisin de voz a travs de una conexin de datos en Internet. IP es el denominado Internet Protocol o Protocolo de Internet, protocolo de nivel-3 (modelo OSI) de la estructura en capas actual de Internet.


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eCallMsg Abstract Syntax Notation o Notacin de Sintaxis Abstracta del

Mensaje eCall, segn la pila del protocolo GST RESCUE.

Es de notar que la primera versin de la definicin de la estructura de datos del

MSD no constaba de todos los campos existentes en la estructura actual, la

cual se aprecia en la siguiente tabla.


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Tabla-2 Definicin de los Elementos de Informacin Incluidos en el MSD

6.4 - INTERPRETACIN DEL MSD EN EL PSAP

La informacin ofrecida por los sensores del vehculo tal cual, est expresada

en un formato difcil de interpretar por un ser humano. El operador PSAP no

desea recibir informacin en semejantes condiciones, sino informacin intuitiva

y fcil de comprender, de modo que pueda as dar una respuesta lo ms

eficiente y rpida posible a la emergencia.

La Figura-8 muestra la forma en que una eCall es atendida por una operadora,

los interfaces entre el Terminal PSAP y el resto de elementos, as como el

aspecto aproximado de lo que la operadora ve en la pantalla de su terminal.


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As pues, el formato en el que la informacin contenida en el MSD es

presentada al operador PSAP es un aspecto de mxima importancia, debiendo

de estar ste normalizado. Algunos ejemplos de esto se muestran a

continuacin:

Fecha: dd-mm-yyyy Hora: hh:mm:ss Velocidad: km/h mph Aceleracin: g Temperatura: Celsius


6.5 - IMPLEMENTACIONES DE LA TRANSMISIN DEL MSD

El MSD es, como ya comentamos anteriormente, un conjunto de datos

relevantes en caso de emergencia por accidente, con un tamao mximo de

140 bytes. Esos datos pueden ser transmitidos evidentemente de varias

formas, empleando diferentes tecnologas y protocolos de comunicaciones muy

diversos.


6.5.1 - SMS (SERVICIO DE MENSAJES CORTOS)

SMS (Short Message Service) o Servicio de Mensajes Cortos es un servicio

ampliamente conocido, difundido y fiable. Su auge comenz con el uso masivo

de telfonos mviles, si bien existen otros dispositivos que soportan dicho

servicio, como PDAs, Blackberries, telfonos fijos, ordenadores, etc. Hoy en da

es posible enviar un mensaje de texto desde nuestro telfono fijo tradicional

hasta otro telfono fijo, o bien entre un telfono fijo y un mvil, o viceversa, e


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incluso enviar un mensaje de texto desde nuestro PC conectado a Internet

hasta un telfono mvil o fijo (siempre que soporte este servicio).

As pues, la tecnologa SMS permite la transmisin de nuestro paquete de

datos MSD de 140 bytes. Existe no obstante un problema: en numerosas

ocasiones, los mensajes SMS sufren cierto retardo en la red. No olvidemos que

en la mayora de los casos los mensajes transmitidos por SMS no tienen

carcter de urgente. La solucin pasa por configurar los SMS-SC6 de modo que

traten con prioridad los mensajes SMS de tipo eCall, y los retransmitan al

mismo destino al que se enva la llamada de voz, es decir, al PSAP. Otro

aspecto a tener en cuenta es la limitacin del tamao de los mensajes SMS,

que es de 160 bytes. Es posible que en un futuro los mensajes MSD requieran

ms de los 140 bytes actuales, superando la limitacin de los 160 bytes. En

ese caso, la solucin sera la concatenacin de dos o ms mensajes SMS tal y

como se posible en la actualidad cuando el mensaje de texto que tecleamos en

muestro mvil supera los 160 caracteres o bien enviamos algn elemento

multimedia que hace que se supere este lmite.


6.5.2 - UUS (SEALIZACIN USUARIO-USUARIO)

La segunda alternativa a la hora de transmitir el MSD es la denominada UUS

Sealizacin Usuario-Usuario, la cual a su vez se divide en tres tipos: UUS1,

UUS2 y UUS3.

UUS1: en este caso, los dos usuarios extremo intercambian cierta informacin de control bsica denominada UUI (User-User

Information), tanto en el establecimiento como en el cierre de la

conexin en forma de indicadores de control (ALERTING,

CONNECT, DISCONNECT, PROGRESS, RELEASE, RELEASE

COMPLETE, SETUP). Un inconveniente de esta solucin es que

6 SMS-SC: SMS-Service Center (Centro de Servicio SMS). Se encarga de la distribucin de mensajes SMS.


26

si bien UUS1 podra transmitirse por un canal-D RDSI (canal de

datos), la mayora de las redes de telefona fija limitan el tamao

de este tipo de mensajes a slo 32 bytes. La conexin se libera

automticamente al finalizar la llamada.


6.5.3 - USSD (DATOS SERVICIO SUPLEMENTARIO NO ESTRUCTURADO)

Los Datos de Servicio Suplementario No Estructurado o USSD presentan

numerosas ventajas:

Es robusto. Es bi-direccional. Es muy conocido. Es muy usado por los operadores de telecomunicaciones

Europeos.


6.5.4 - GSM CS (SISTEMA GLOBAL MBIL - CONMUTACIN DE

CIRCUITOS)

Las principales ventajas de GSM SC son:

Es robusto. Es muy conocido.

Por el contrario, las desventajas ms significativas son:

La velocidad de transmisin es bastante reducida (9.6 bits/s), de modo que para transmitir el MSD se necesitaran varios

segundos.

El tiempo de establecimiento de la conexin es muy elevado (aproximadamente 30 segundos).


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6.5.5 - DTMF (TONO DUAL MULTIFRECUENCIA)

DTMF es una tecnologa muy utilizada en la actualidad. De hecho la inmensa

mayora de los telfonos fijos actuales la utilizan, en sustitucin de la ya

obsoleta marcacin por tonos. Se basa en una matriz bidimensional de

frecuencias, de modo que a cada una de las teclas del telfono se le asigna un

par nico (frecuencia-1, frecuencia-2) que sirve como identificador.

Como principales ventajas tenemos:

Es muy conocido. Es muy usado.

Como desventajas, podramos citar las siguientes:

No tiene correccin de errores. [... CONTENT EXCLUDED ...]

6.5.6 - MDEM EN-BANDA

Esta solucin es una aplicacin de sealizacin en banda, con control de

errores y de ancho de banda ms que suficiente para nuestras necesidades.

Una caracterstica a destacar es que en caso de un error de cualquier ndole en

la transmisin de los datos (MSD), la llamada de voz E112 seguira su curso

con total normalidad. En este caso, los datos son transmitidos en la banda de

audio (300Hz-3.1KHz) en cuanto se inicie la llamada de voz, siendo necesario

que su transmisin sea lo ms rpida posible para as poder realizar la

correccin de errores y enviar una confirmacin al PSAP de que los datos que

ha recibido desde el IVS son correctos.

Las principales ventajas de esta opcin son:


28

El enrutamiento de la eCall hasta el PSAP es automtico. No se requiere transcodificacin dentro de la red, favoreciendo as

la integridad de los datos.

No se requiere cambio alguno en la infraestructura de red, con la consecuente reduccin de costes.


6.5.7 - COMPARATIVA ENTRE IMPLEMENTACIONES

Para cerrar este captulo veremos una tabla incluyendo una comparativa de las

distintas implementaciones que acabamos de estudiar.


29

CAPTULO 7 - IVS (IN-VEHICLE SYSTEM) SISTEMA-EN-VEHCULO

7.1 - INTRODUCCIN

Como ya sabemos, el IVS Sistema En Vehculo es la parte del sistema

eCall que va instalada en el vehculo. Hasta el momento hemos estudiado la

estructura y requisitos globales del sistema eCall, las llamadas 112 y E112,

as como las principales opciones para la transmisin de los datos MSD. An

nos queda por estudiar en mayor detalle el IVS. Este captulo tiene como

objetivo el analizar en profundidad los requisitos funcionales exigidos a dicho

sistema, la estructura del IVS, sus interfaces con el vehculo y el usuario, as

como las diferentes opciones de implementacin, incluyendo sus ventajas e

inconvenientes.

7.2 - REQUISITOS FUNCIONALES

Los requisitos funcionales del IVS son los siguientes:

El sistema debe decidir automticamente la necesidad o no de activar la eCall en caso de accidente.

Debe existir igualmente la posibilidad de activar la eCall de forma manual, por ejemplo, en caso de fallo del sistema de activacin

automtica.

En caso de activar la eCall, el sistema debe intentar enviar el MSD al PSAP ms cercano. Que esto ocurra finalmente o no

depender de que la red del proveedor de telefona a la cul se

conecta el IVS soporte dicha transmisin o no.



30

7.3 - ARQUITECTURA E INTERFACES: PHONE-BASED Vs EMBEDDED

Las dos principales opciones de implementacin se denominan Phone-Based

(Basada en Telfono) y Embedded (Empotrado). La primera consiste en un

telfono mvil y un interfaz estandarizado (por ejemplo Bluetooth o algn

interfaz por cable), mientras que la segunda estara formada por un NAD

(Network Access Device) o Dispositivo de Acceso a Red (por ejemplo un

mdulo GSM); es decir, bsicamente es igual que la primera opcin con la

diferencia de que el telfono mvil estara integrado en el propio sistema.

7.3.1 - IMPLEMENTACIN PHONE-BASED

Requisitos:

El IVS debe ser capaz de establecer una conexin de datos con el mvil del usuario.

El IVS debe de informar al usuario del estado de dicha conexin. El IVS debe detectar la puesta en marcha de un activador eCall

tras la ocurrencia de un accidente grave.


Arquitectura e Interfaces:

Ventajas:

Coste: utilizacin del mvil de usuario.


31

Flexibilidad: posibilidad de llevar el mvil fuera del vehculo. Posicionamiento GPS: desde un mvil con GPS o navegador de

serie.


Inconvenientes:

No llamada: si el usuario no dispone de mvil en un momento dado, bateras agotadas, etc.

Temperatura: los mviles soportan de -20 a 55 C, mientras que el vehculo podra llegar a soportar temperaturas de -40 a 85 C.

Posicionamiento GPS: inferiores caractersticas de mviles con GPS que en los navegadores GPS convencionales.


7.3.2 - IMPLEMENTACIN EMBEDDED

Requisitos:

El IVS debe detectar la puesta en marcha de un activador eCall tras la ocurrencia de un accidente grave.

El IVS debe iniciar la llamada de voz (registro en la red de telefona mvil del MNO).

El IVS debe enviar el MSD al MNO.

Arquitectura e Interfaces:


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Ventajas:

Seguridad: a la hora de efectuar una eCall, debido al diseo robusto del vehculo (batera, etc.)

Coste: las compaas de seguros podran subvencionar parte del proyecto, dado los costes que se ahorraran en posibles

accidentes derivados del uso de la otra opcin.


Inconvenientes:

Requisitos del mercado automovilstico: podran ralentizar la penetracin en el mercado del sistema eCall.


7.4 - ESPECIFICACIONES FUNCIONALES

En todo caso el IVS deber de satisfacer los requisitos especficos impuestos a

los OEMs7. Adems de esto, existen una serie de requisitos especficos que el

IVS deber de cumplir y son los siguientes:

7 OEM: Original Equipment Manufacturer o Fabricante Original de Equipo. En este contexto se refiere a los fabricantes de automviles.


33

El IVS deber incluir un botn 112 (SOS), el cual servir para activar y desactivar manualmente la llamada eCall. Existen varias opciones de

activacin que tratan de evitar la activacin de la eCall por error, como

son la necesidad de mantener pulsado el botn durante 3 ms

segundos, o bien pulsarlo 2 veces en un intervalo de 5 segundos, etc.


El IVS deber activarse automticamente al arrancar el vehculo, y

desconectarse al poner la llave en posicin de apagado. Adems, en

caso de apagar el vehculo en medio de la trasmisin de una eCall, el

IVS no deber finalizar automticamente dicha eCall, sino que deber de

terminar su procesamiento normalmente.


34

CAPTULO 8 - CONCLUSIONES

La Unin Europea, en su afn por mejorar la seguridad vial en las carreteras de

los pases comunitarios, lleva aos desarrollando numerosos proyectos

encaminados a tal fin, dentro de la denominada eSafety, una iniciativa

conjunta de la Comisin Europea, el mercado automovilstico, etc.

El sistema eCall es un sistema paneuropeo de llamada de emergencia desde

el vehculo. Es un sistema (redes telemticas, dispositivos electrnicos,

personas, etc.) encargado de asistir al conductor de un vehculo en caso de

accidente mediante la realizacin de una llamada, bien de forma manual o

automtica, incluyendo ciertos datos, conocidos como MSD (Minimum Set of

Data) o Conjunto Mnimo de Datos, como la localizacin del vehculo, etc. La

llamada de emergencia se enva automticamente al servicio de emergencia

(PSAP) ms prximo, de modo que los tiempos de asistencia se ven

drsticamente reducidos.

El sistema eCall est basado en el sistema nico de llamadas de emergencias

europeo 112. Las llamadas son gratuitas, adems de recibir su

encaminamiento un trato prioritario.


El sistema eCall est basado en un enlace de voz/datos casi-simultneo,

establecido entre un generador eCall (dispositivo instalado en el vehculo

accidentado) y un PSAP.

El sistema eCall debe cumplir los siguientes requisitos: Capacidad de roaming,

Estndar GSM (ETSI, 3GPP), Transmisin casi-simultnea de voz/datos,

Protocolo de transporte en tiempo real, Protocolos de seguridad a nivel de

transporte y enrutamiento y Reconocimiento automtico.

El sistema de llamadas 112 ofrece su servicio al sistema eCall, si bien eCall

consta de otros elementos ajenos al propio sistema de llamadas 112.


35

El estado actual del servicio de llamadas de emergencia 112 en los pases

miembros de la Unin Europea no es ni mucho menos homogneo, existiendo

ciertas dificultades a solventar: Accesibilidad, Acceso mvil, Unicidad, Coste,

Retorno y Desconexin.


El Rendimiento Global (End-To-End) del sistema eCall se puede medir

analizando los siguientes parmetros: Disponibilidad, Precisin en la

Localizacin y Tiempo de Respuesta.

Existen 2 opciones: Con Envo de MSD y Sin Envo de MSD, ofreciendo la

primera opcin una respuesta ms rpida a la emergencia.


Los aspectos ms relevantes a considerar en el PSAP, son el Procedimiento

Operacional, la Exactitud en la Localizacin del vehculo accidentado, y los

Tiempos de Respuesta.

El MNO (Mobile Network Operator) u Operador de Telefona Mvil, recibe en su

red el MSD sin acceder ni modificar el mismo, y lo retransmite al PSAP.

El tamao mnimo recomendado para el MSD es de 140 bytes.

Todas las redes de telefona mvil 2G y 3G actualmente existentes en la UE

que soportan llamadas de emergencia 112 o E112, soportan llamadas eCall.


El IVS debe traducir de la informacin proporcionada por los sensores al

formato estndar requerido por el MSD, de forma que sta sea entendida por el

PSAP.


36

Existen varias opciones para transmitir el MSD: SMS (Servicio de Mensajes

Cortos), UUS (Sealizacin Usuario-Usuario), USSD (Datos de Servicio

Suplementario No Estructurado), GSM (Sistema Global Mvil), DTMF (Tono

Dual Multifrecuencia), y Mdem En-Banda, cada una con ciertas ventajas e

inconvenientes.



37

APNDICE A - GLOSARIO 2G: 2nd Generation 2 Generacin. 3G: 3rd Generation 3 Generacin.

CLI: Caller Line Identification Identificador de Lnea del Usuario Llamante. DG eCall: Driving Group eCall Grupo de Desarrollo eCall. DTMF: Dual Tone Multi-Frequency Tono Dual Multifrecuencia.

FSD: Full Set of Data Conjunto Completo de Datos. GNSS: Global Navigation Satellite System Sistema Satlite de Navegacin Global.

GPRS: General Packet Radio Service Servicio General de Radio por Paquetes. GSM: Global System Mobile Sistema Global Mvil.


SACCH: Show Associated Control Channel Canal de Control Asociado Lento. SDDCH: Stand-alone Dedicated Control Channel Canal de Control Dedicado Independiente.

SIM: Subscriber Identity Module Mdulo de Identificacin de Abonado. SM: Short Message Mensaje Corto.

SMS: Short Message Service Servicio de Mensajes Cortos.


VoIP: Voice On IP Voz Sobre IP.

VPLMN: Visited Public Land Mobile Network Red Mvil Terrestre Pblica Visitada.


38

APNDICE B - NDICE DE FIGURAS [... CONTENT EXCLUDED ...]


39

APNDICE C - NDICE DE TABLAS



40

APNDICE D - BIBLIOGRAFA


Documentos Adicionales


Juan Antonio Martn Checa

Impreso en Mlaga, el 3 de Julio de 2008

Sistema de Emergencias ecall

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