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Sistema de Llamada de Emergencia eCall (Summary VERSION)

Juan Antonio Martín Checa

E.T.S.I.Telecomunicación

Universidad de Málaga (España)

2 de Julio de 2008

Sistema de Llamada de Emergencia eCall Juan Antonio Martín Checa

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ÍNDICE

CAPÍTULO 1- INTRODUCCIÓN AL SISTEMA “eCall” 1.1 - ¿QUÉ ES “eCALL”?

1.2 - EL SISTEMA DE LLAMADAS DE EMERGENCIA “112”

1.3 - INTEROPERATIVIDAD Y LOCALIZACIÓN DE LLAMADAS

1.4 - VENTAJAS Y COSTES

CAPÍTULO 2 - ARQUITECTURA DEL SISTEMA “eCall” CAPÍTULO 3 - LLAMADAS DE EMERGENCIA “112”.

3.1 - ARQUITECTURA DE RED DEL SERVICIO DE LLAMADAS “112”

3.2 - ROAMING 3.3 - SITUACIÓN ACTUAL DEL SERVICIO DE LLAMADAS “112” EN

LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA UNIÓN EUROPEA

CAPÍTULO 4 - DOMINIOS E INTERFACES DEL SISTEMA “eCall” 4.1 - DOMINIOS

4.2 - RESPONSABILIDADES Y “ACTORES”

CAPÍTULO 5 - ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA “eCall”

5.1 - RENDIMIENTO GLOBAL (“END-TO-END”)

5.1.1 - DISPONIBILIDAD

5.1.2 - PRECISIÓN EN LA LOCALIZACIÓN

5.1.3 - TIEMPO DE RESPUESTA

5.2 - FUNCIONAMIENTO DEL VEHÍCULO

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

5.4 - FUNCIONAMIENTO DEL INTERFAZ IVS-MNO

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

5.6 - FUNCIONAMIENTO DEL INTERFAZ MBO-PSAP

5.7 - FUNCIONAMIENTO DEL PSAP


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CAPÍTULO 6 - MSD (MINIMUM SET DATA): CONJUNTO MÍN. DE DATOS 6.1 - INTRODUCCIÓN

6.2 - ESTABLECIMIENTO Y ENTREGA DEL MSD AL PSAP

6.3 - INFORMACIÓN CONTENIDA EN EL MSD

6.4 - INTERPRETACIÓN DEL MSD EN EL PSAP

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

6.5.2 - UUS (SEÑALIZACIÓN USUARIO-USUARIO)

6.5.3 - USSD (DATOS SERVICIO SUPLEMENTARIO NO

ESTRUCTURADO)

6.5.4 - GSM (SISTEMA GLOBAL MÓBIL)

6.5.5 - DTMF (TONO DUAL MULTIFRECUENCIA)

6.5.6 - MÓDEM EN-BANDA

6.5.7 - COMPARATIVA ENTRE IMPLEMENTACIONES CAPÍTULO 7 - IVS (IN-VEHICLE SYSTEM) ó SISTEMA-EN-VEHÍCULO

7.1 - INTRODUCCIÓN

7.2 - REQUISITOS FUNCIONALES

7.3 - ARQUITECTURA E INTERFACES: PHONE-BASED Vs

EMBEDDED

7.3.1 - IMPLEMENTACIÓN “PHONE-BASED”

7.3.2 - IMPLEMENTACIÓN “EMBEDDED”

7.4 - ESPECIFICACIONES FUNCIONALES

CAPÍTULO 8 - CONCLUSIONES APÉNDICE A - GLOSARIO APÉNDICE B - ÍNDICE DE FIGURAS APÉNDICE C - ÍNDICE DE TABLAS APÉNDICE D - BIBLIOGRAFÍA


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CAPÍTULO 1- INTRODUCCIÓN AL SISTEMA “eCall”

La Unión Europea, en su afán por mejorar la seguridad vial en las carreteras de

los países comunitarios, lleva años desarrollando numerosos proyectos

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

conjunta de la Comisión 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

tecnologías de comunicación en soluciones inteligentes para así aumentar la

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

Proyectos que requieren la cooperación de todos los países miembros a varios

niveles: investigación y desarrollo, industrial, económico, social, educativo, etc.

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

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

necesarios ciertos conocimientos tecnológicos para su total comprensión, ya

que no es objeto del mismo la explicación pormenorizada de las tecnologías,

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

sistema, así como las relaciones con dichas tecnologías, arquitectura de la red,

etc. Pero, ¿en qué consiste el sistema eCall?

1.1 - ¿QUÉ ES “eCALL”? Una definición sencilla del sistema eCall podría ser: “sistema paneuropeo de

llamada de emergencia desde el vehículo”. Analicemos la definición anterior

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

implicados, obtenemos lo siguiente:

Sistema: Conjunto de elementos que, ordenadamente relacionados entre sí,

contribuyen a determinado objetivo.

Paneuropeo: De toda Europa o relativo a la totalidad del continente.

Llamada: Acción y resultado de llamar.


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Emergencia: Accidente o suceso que sobreviene de forma imprevista.

Vehículo: Medio de locomoción o transporte, en especial el automóvil.

Profundizando algo más, podríamos decir que eCall es un sistema (redes

telemáticas, dispositivos electrónicos, personas, etc.) encargado de asistir al

conductor de un vehículo en caso de accidente mediante la realización de una

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

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

Set of Data) o “Conjunto Mínimo de Datos”, como la localización del vehículo, la

hora, la identificación del vehículo (marca, modelo, color, matrícula, etc.),

además de un identificador de estado eCall (como mínimo deberá de informar

de si la llamada se activó de forma manual o automática, etc.). La llamada de

emergencia se envía automáticamente al servicio de emergencia más próximo,

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

todas las ventajas que eso conlleva.

1.2 - EL SISTEMA DE LLAMADAS DE EMERGENCIA “112”

El sistema eCall está basado en el sistema único de llamadas de emergencias

europeo “112”. Las llamadas son gratuitas, además de recibir su

encaminamiento un trato prioritario.

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

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

automáticamente o bien ésta es realizada manualmente por el propio

conductor.

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

con el PSAP (Public Safety Answering Point) o “Centro Público de Atención de

Llamada de Urgencia y Emergencia 112” más cercano:


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Comunicación por voz: es la propia llamada, y permite a los ocupantes del

vehículo accidentado comunicarse con un operador de eCall, el cuál atenderá a

la petición de ayuda de la forma más rápida y eficaz posible.

Comunicación de datos: independientemente de la llamada de voz, el sistema

envía de forma automática el MSD.

1.3 - INTEROPERATIVIDAD Y LOCALIZACIÓN DE LLAMADAS Como ya vimos anteriormente en la definición del sistema eCall, éste se

concibió desde el principio para dar servicio a todos los países miembros de la

Unión Europea. Es decir, cualquier vehículo europeo debe poder utilizar el

sistema, con independencia del país en el que esté matriculado, de su

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

[... CONTENT EXCLUDED ...]

1.4 - VENTAJAS Y COSTES

Como conclusión a este primer capítulo, analizamos brevemente las principales

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

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

número de vidas que se podrían salvar al año en la UE-25 asciende hasta las

2500. Además, la gravedad de las lesiones sufridas podría verse reducida

hasta en un 15%.

Otra de las ventajas es la reducción de los atascos de tráfico así como de

accidentes secundarios.


CAPÍTULO 2- ARQUITECTURA DEL SISTEMA “eCall”


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

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

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

de primer nivel.

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

solventadas en su mayoría mediante la adopción de una serie de requisitos

impuestos al sistema por el DG:

Capacidad de roaming.

Estándar GSM (ETSI, 3GPP).

Transmisión casi-simultánea de voz/datos.

Protocolo de transporte en tiempo real.

Protocolos de seguridad a nivel de transporte y enrutamiento.

Reconocimiento automático.

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


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


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CAPÍTULO 3 - LLAMADAS DE EMERGENCIA “112”. 3.1 - ARQUITECTURA DE RED DEL SERVICIO DE LLAMADAS “112”

Es importante señalar 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 años, si bien, eCall es un proyecto no

operativo aún. El vínculo 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 núcleo del sistema está formado por una serie de Trunks (Conmutadores Principales), los cuales constituyen la Red Pública. El

interfaz de estos con el resto del sistema lo forman los Conmutadores

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

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

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



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3.2 - ROAMING

Como ya comentamos en el Capítulo-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 Unión Europea, de modo que si

marcamos el “112” desde nuestro móvil, obtendremos respuesta a nuestra

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

emergencia 112 son gestionadas por un único operador.

3.3 - SITUACIÓN ACTUAL DEL SERVICIO DE LLAMADAS “112” EN LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA UNIÓN EUROPEA

Según el informe “Civil Protection and Environmental Accidents: State of

Implementation of the Single European Emergency Call Number 112”,

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

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

miembros de la Unión Europea no es ni mucho menos homogéneo, existiendo

ciertas diferencias en determinados aspectos. Esto supone dificultades técnicas

a solventar, de manera que el sistema funcione correctamente

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

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

Accesibilidad: todos los países soportan el acceso desde todos

los teléfonos fijos, públicos, móviles, y casi todos además en el

caso de redes privadas corporativas de telefonía. Existe

disparidad en otros tipos de acceso tales como redes privadas de

telefonía móvil, e incluso llamadas vía satélite.

Acceso móvil: en casi la totalidad de países se puede efectuar la

llamada incluso cuando el usuario no dispone del PIN o de una

tarjeta de memoria SIM, o no está abonado a la única red que

3 Roaming. Habilidad de un cliente de telefonía móvil de hacer y recibir llamadas de voz/datos así como de acceder a otros servicios cuando se viaja a un área geográfica localizada fuera del área de cobertura de servicio de la red doméstica, mediante el uso de una red visitante. Este concepto surgió con la tecnología GSM, dada la necesidad de los usuarios de poder comunicarse cuando estaban en el extranjero.


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ofrece cobertura en el área geográfica en que se encuentra, caso

de existir un único proveedor de servicio.


CAPÍTULO 4 - DOMINIOS E INTERFACES DEL SISTEMA “eCall”

Este apartado explica los diferentes “actores” que intervienen en el sistema

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

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

del sistema eCall de acuerdo a determinados parámetros de interés.

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 así como la

Cadena de Servicios.


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

el sistema eCall.

Vehículo: El vehículo es el responsable de detectar el accidente

mediante una serie de sensores instalados en el mismo así como

de activar la llamada eCall (bien manualmente o de forma

automática). Por último, debe enviar el MSD (conjunto mínimo 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 ó “Sistema Satélite de Navegación

Global”), el Network Access Device ó “Dispositivo de Acceso a

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

Interaction ó Interfaz Usuario-Máquina”).

IVS a MNO: Se refiere a la mera transmisión de la información de

la eCall (voz y datos) desde el NAD, ubicado en el vehículo

accidentado hasta el MNO (Operador de Telefonía Móvil)

mediante la tecnología GSM.


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

dominios, así 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" Vehículo Fabricantes de vehículos Fabricantes de vehículos Proveedores de Componentes Electrónicos de Vehículos Fabricantes de unidades de control de airbag PSAP Sistema en el Vehículo Fabricantes de vehículos Fabricantes de vehículos Fabricantes de dispositivos móviles Proveedores de Componentes Electrónicos de Vehículos Fabricantes de receptores GNSS Fabricantes de dispositivos móviles Operadores de Telefonía Móvil PSAP Fabricantes de receptores GNSS IVS a MNO Fabricantes de vehículos Proveedores de Componentes Electrónicos de Vehículos Operadores de Telefonía Móvil Operadores de Telefonía Móvil Fabricantes de vehículos Fabricantes de dispositivos móviles Operador de Telefonía Móvil Operadores de Telefonía Móvil Operadores de Telefonía Móvil Estados miembro de la UE MNO a PSAP Operadores de Telefonía Móvil PSAP PSAP Operadores de Telefonía Móvil Operadores de Telefonía Fija Proveedores de equipos PSAP PSAP PSAP Proveedores de equipos PSAP Operadoras PSAP Estados miembro de la UE Proveedores GIS


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CAPÍTULO 5 - ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA “eCall”

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

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

dominios, además de estudiar el rendimiento del sistema.

5.1 - RENDIMIENTO GLOBAL (“END-TO-END”)

En este apartado estudiaremos el rendimiento global del sistema eCall,

centrándonos en aspectos de especial interés como la Disponibilidad, la

Precisión en la Localización y el Tiempo de Respuesta.

5.1.1 - DISPONIBILIDAD

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

emergencia correctamente recibidas por el PSAP. Este parámetro depende de

numerosos factores técnicos tales como la exactitud en la activación de los

sensores de accidente adecuados en el vehículo siniestrado, la disponibilidad

de la propia red de telefonía móvil y su capacidad de evitar o minimizar caídas

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

llamadas deberían llegar al correspondiente PSAP antes del año 2010,

alcanzándose el 98% antes del año 2020.

5.1.2 - PRECISIÓN EN LA LOCALIZACIÓN

El segundo parámetro a considerar es la Precisión en la Localización del

vehículo 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 vehículos de ayuda necesarios (ambulancia, bomberos, policía, etc.) al

lugar adecuado. La precisión en la localización por satélite recomendada por el

4 end-to-end: Término 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 petición 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

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

5.1.3 -TIEMPO DE RESPUESTA

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

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

capturada por el PSAP más cercano, sino que además, 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 sí

se envíe el MSD.


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

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

operador PSAP ha de solicitar la localización del vehículo al conductor. Este

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

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

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


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5.2 - FUNCIONAMIENTO DEL VEHÍCULO

Como ya comentamos en la Introducción al Sistema eCall, éste se basa en el

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

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

algún motivo. Las diferencias entre la E112 y la eCall son que con ésta última,

además de la mera llamada de voz se envía el MSD, y que su activación puede

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

las diferencias técnicas entre vehículos de distintos fabricantes, es imposible

imponer un estándar en cuánto a la activación de la eCall a mano de los

sensores instalados en el propio vehículo. Así pues, cada fabricante deberá

establecer ciertos límites a los tiempos de activación de la eCall.

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

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

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

haciendo hincapié en la localización del vehículo, el empaquetado de los datos

(MSD), el HMI, la activación/desactivación de la eCall, así como el tiempo de

respuesta.

Localización: Es imprescindible que la localización del vehículo

sea actualizada constantemente, de modo que en caso de

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

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

vehículo debiese iniciar una comunicación GPS con el satélite de

posicionamiento para obtener así su localización exacta ya que

este proceso dilataría bastante el tiempo total de respuesta.

Empaquetado del MSD: El IVS es el responsable, además, del

empaquetado del conjunto mínimo de datos (MSD) a enviar, que

en particular será como mínimo la localización, además de la

marca, el modelo, la matrícula, 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 Iniciación de Llamada (T1): es el tiempo

transcurrido desde la recepción de la señal de accidente

hasta que el NAD se registra en la red de telefonía móvil e

inicia la llamada eCall. No definido.

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

Los operadores de telefonía móvil 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 Telefonía Móvil y el

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

• Tiempo de Transmisión 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 Transmisión del MSD (T31): es el tiempo que

tarda el conjunto de datos (MSD) en alcanzar el PSAP.

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

voz por un canal diseñado para la transmisión de voz, el

tiempo de transmisión coincide con el anterior; es decir,

debe ser menor de 4 segundos. Nótese que el MSD podría

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

un mensaje SMS, una conexión 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 podrá variar, si

bien es recomendable un protocolo de actuación común para todos los estados

miembros de la UE.

A continuación estudiamos los aspectos más relevantes a considerar en el

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

eCall, la exactitud en la localización del vehículo accidentado, y los tiempos de

respuesta recomendados.

Procedimiento Operacional: si bien existen ciertas diferencias

en el mismo entre distintos estados miembros, en líneas

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 coordinación de emergencias.

Respuesta de las llamadas de emergencia provenientes

del centro 112 a manos del PSAP o del centro de

coordinación de emergencias.

Envío de la unidad de asistencia que en cada caso sea

requerida (ambulancia, bomberos, policía, etc.).

Tiempo hasta la llegada a la ubicación donde tuvo lugar el

siniestro.

Exactitud en la Localización del Vehículo Accidentado: a la hora de enviar a los servicios de emergencia al lugar

del accidente, es imprescindible conocer con precisión la


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localización del mismo. El IVS incluye la ubicación del

vehículo dentro del


CAPÍTULO 6 - MSD (MINIMUM SET DATA): CONJUNTO MÍN. DE DATOS

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

“Conjunto Mínimo de Datos” es una serie de datos sobre la localización del

vehículo que ha sufrido el accidente, así como información específica del

propio vehículo (matrícula, marca, modelo, etc.). El IVS, sistema eCall instalado

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

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

de datos además del MSD, es transmitida vía aire hasta el PSAP más cercano

usando las redes de telefonía móvil de 2G ó 3G actuales.

El MNO (Mobile Network Operador) u “Operador de Telefonía Móvil”, recibe en

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

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

una línea de telefonía fija (línea básica tradicional o RDSI) y una conexión de

datos.



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6.2 - ESTABLECIMIENTO Y ENTREGA DEL MSD AL PSAP

En este apartado estudiamos los requisitos necesarios en la generación del

MSD, así como en la transmisión del mismo al PSAP.

Tamaño del MSD Un tamaño mínimo de 140 bytes es la recomendación presentada

por el DG eCall.

Soporte del Operador de Telefonía Móvil Para eCalls Todas las redes de telefonía móvil 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

mayoría de las llamadas de emergencia son realizadas desde

teléfonos fijos o móviles, existe la posibilidad de soporte eCall a

través de Internet mediante una conexión VoIP5, que además

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

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

Datos”.

6.3 - INFORMACIÓN CONTENIDA EN EL MSD

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

ventajas de su uso, así como la forma en que se transmite. Pero, ¿qué hay

dentro del MSD? ¿Qué información va contenida en ese paquete de

información? 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 información contenidos en el MSD ha sido elegido

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

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

5 VoIP: “Voice On IP” o “Voz Sobre IP”, se refiere a un protocolo para la transmisión de voz a través de una conexión 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 “Notación de Sintaxis Abstracta del

Mensaje eCall”, según la pila del protocolo “GST RESCUE”.

Es de notar que la primera versión de la definición 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 Definición de los Elementos de Información Incluidos en el MSD

6.4 - INTERPRETACIÓN DEL MSD EN EL PSAP

La información ofrecida por los sensores del vehículo tal cual, está expresada

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

desea recibir información en semejantes condiciones, sino información intuitiva

y fácil de comprender, de modo que pueda así dar una respuesta lo más

eficiente y rápida 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, así como el

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


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Así pues, el formato en el que la información contenida en el MSD es

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

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

continuación:

• Fecha: dd-mm-yyyy

• Hora: hh:mm:ss

• Velocidad: km/h ó mph

• Aceleración: g

• Temperatura: Celsius


6.5 - IMPLEMENTACIONES DE LA TRANSMISIÓN DEL MSD

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

relevantes en caso de emergencia por accidente, con un tamaño máximo de

140 bytes. Esos datos pueden ser transmitidos evidentemente de varias

formas, empleando diferentes tecnologías 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 comenzó con el uso masivo

de teléfonos móviles, si bien existen otros dispositivos que soportan dicho

servicio, como PDAs, Blackberries, teléfonos fijos, ordenadores, etc. Hoy en día

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

hasta otro teléfono fijo, o bien entre un teléfono fijo y un móvil, o viceversa, e


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

hasta un teléfono móvil o fijo (siempre que soporte este servicio).

Así pues, la tecnología SMS permite la transmisión 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 mayoría de los casos los mensajes transmitidos por SMS no tienen

carácter de urgente. La solución 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 envía la llamada de voz, es decir, al PSAP. Otro

aspecto a tener en cuenta es la limitación del tamaño de los mensajes SMS,

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

más de los 140 bytes actuales, superando la limitación de los 160 bytes. En

ese caso, la solución sería la concatenación de dos o más mensajes SMS tal y

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

muestro móvil supera los 160 caracteres o bien enviamos algún elemento

multimedia que hace que se supere este límite.


6.5.2 - UUS (SEÑALIZACIÓN USUARIO-USUARIO)

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

“Señalización 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

información de control básica denominada UUI (User-User

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

conexión en forma de indicadores de control (ALERTING,

CONNECT, DISCONNECT, PROGRESS, RELEASE, RELEASE

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

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


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

datos), la mayoría de las redes de telefonía fija limitan el tamaño

de este tipo de mensajes a sólo 32 bytes. La conexión se libera

automáticamente 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 MÓBIL - CONMUTACIÓN DE

CIRCUITOS)

Las principales ventajas de GSM SC son:

Es robusto.

Es muy conocido.

Por el contrario, las desventajas más significativas son:

La velocidad de transmisión es bastante reducida (9.6 bits/s), de

modo que para transmitir el MSD se necesitarían varios

segundos.

El tiempo de establecimiento de la conexión es muy elevado

(aproximadamente 30 segundos).


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6.5.5 - DTMF (TONO DUAL MULTIFRECUENCIA)

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

mayoría de los teléfonos fijos actuales la utilizan, en sustitución de la ya

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

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

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

Como principales ventajas tenemos:

Es muy conocido.

Es muy usado.

Como desventajas, podríamos citar las siguientes:

No tiene corrección de errores.


6.5.6 - MÓDEM EN-BANDA

Esta solución es una aplicación de señalización en banda, con control de

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

Una característica a destacar es que en caso de un error de cualquier índole en

la transmisión de los datos (MSD), la llamada de voz E112 seguiría 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 transmisión sea lo más rápida posible para así poder realizar la

corrección de errores y enviar una confirmación al PSAP de que los datos que

ha recibido desde el IVS son correctos.

Las principales ventajas de esta opción son:


28

El enrutamiento de la eCall hasta el PSAP es automático.

No se requiere transcodificación dentro de la red, favoreciendo así

la integridad de los datos.

No se requiere cambio alguno en la infraestructura de red, con la

consecuente reducción de costes.


6.5.7 - COMPARATIVA ENTRE IMPLEMENTACIONES

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

distintas implementaciones que acabamos de estudiar.


29

CAPÍTULO 7 - IVS (IN-VEHICLE SYSTEM) ó SISTEMA-EN-VEHÍCULO

7.1 - INTRODUCCIÓN

Como ya sabemos, el IVS ó “Sistema En Vehículo” es la parte del sistema

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

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

así como las principales opciones para la transmisión de los datos MSD. Aún

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

objetivo el analizar en profundidad los requisitos funcionales exigidos a dicho

sistema, la estructura del IVS, sus interfaces con el vehículo y el usuario, así

como las diferentes opciones de implementación, incluyendo sus ventajas e

inconvenientes.

7.2 - REQUISITOS FUNCIONALES

Los requisitos funcionales del IVS son los siguientes:

El sistema debe “decidir” automáticamente 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 activación

automática.

En caso de activar la eCall, el sistema debe intentar enviar el

MSD al PSAP más cercano. Que esto ocurra finalmente o no

dependerá de que la red del proveedor de telefonía a la cuál se

conecta el IVS soporte dicha transmisión o no.



30

7.3 - ARQUITECTURA E INTERFACES: PHONE-BASED Vs EMBEDDED

Las dos principales opciones de implementación se denominan Phone-Based

(“Basada en Teléfono”) y Embedded (“Empotrado”). La primera consiste en un

teléfono móvil y un interfaz estandarizado (por ejemplo Bluetooth o algún

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

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

módulo GSM); es decir, básicamente es igual que la primera opción con la

diferencia de que el “teléfono móvil” estaría integrado en el propio sistema.

7.3.1 - IMPLEMENTACIÓN “PHONE-BASED”

Requisitos:

El IVS debe ser capaz de establecer una conexión de datos con el

móvil del usuario.

El IVS debe de informar al usuario del estado de dicha conexión.

El IVS debe detectar la puesta en marcha de un “activador eCall”

tras la ocurrencia de un accidente grave.


Arquitectura e Interfaces:

Ventajas:

Coste: utilización del móvil de usuario.


31

Flexibilidad: posibilidad de llevar el móvil fuera del vehículo.

Posicionamiento GPS: desde un móvil con GPS o navegador de

serie.


Inconvenientes:

No llamada: si el usuario no dispone de móvil en un momento

dado, baterías agotadas, etc.

Temperatura: los móviles soportan de -20 a 55 ºC, mientras que

el vehículo podría llegar a soportar temperaturas de -40 a 85 ºC.

Posicionamiento GPS: inferiores características de móviles con

GPS que en los navegadores GPS convencionales.


7.3.2 - IMPLEMENTACIÓN “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

telefonía móvil 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 diseño

robusto del vehículo (batería, etc.)

Coste: las compañías de seguros podrían subvencionar parte del

proyecto, dado los costes que se ahorrarían en posibles

accidentes derivados del uso de la otra opción.


Inconvenientes:

Requisitos del mercado automovilístico: podrían ralentizar la

penetración en el mercado del sistema eCall.


7.4 - ESPECIFICACIONES FUNCIONALES

En todo caso el IVS deberá de satisfacer los requisitos específicos impuestos a

los OEMs7. Además de esto, existen una serie de requisitos específicos que el

IVS deberá 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 automóviles.


33

El IVS deberá incluir un “botón 112” (SOS), el cual servirá para activar y

desactivar manualmente la llamada eCall. Existen varias opciones de

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

son la necesidad de mantener pulsado el botón durante 3 ó más

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


El IVS deberá activarse automáticamente al arrancar el vehículo, y

desconectarse al poner la llave en posición de apagado. Además, en

caso de apagar el vehículo en medio de la trasmisión de una eCall, el

IVS no deberá finalizar automáticamente dicha eCall, sino que deberá de

terminar su procesamiento normalmente.


34

CAPÍTULO 8 - CONCLUSIONES

La Unión Europea, en su afán por mejorar la seguridad vial en las carreteras de

los países comunitarios, lleva años desarrollando numerosos proyectos

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

conjunta de la Comisión Europea, el mercado automovilístico, etc.

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

el vehículo”. Es un sistema (redes telemáticas, dispositivos electrónicos,

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

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

automática, incluyendo ciertos datos, conocidos como “MSD” (Minimum Set of

Data) o “Conjunto Mínimo de Datos”, como la localización del vehículo, etc. La

llamada de emergencia se envía automáticamente al servicio de emergencia

(PSAP) más próximo, de modo que los tiempos de asistencia se ven

drásticamente reducidos.

El sistema eCall está basado en el sistema único de llamadas de emergencias

europeo “112”. Las llamadas son gratuitas, además de recibir su

encaminamiento un trato prioritario.


El sistema eCall está basado en un enlace de voz/datos casi-simultáneo,

establecido entre un generador eCall (dispositivo instalado en el vehículo

accidentado) y un PSAP.

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

Estándar GSM (ETSI, 3GPP), Transmisión casi-simultánea de voz/datos,

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

transporte y enrutamiento y Reconocimiento automático.

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 países

miembros de la Unión Europea no es ni mucho menos homogéneo, existiendo

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

Retorno y Desconexión.


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

analizando los siguientes parámetros: Disponibilidad, Precisión en la

Localización y Tiempo de Respuesta.

Existen 2 opciones: “Con Envío de MSD” y “Sin Envío de MSD”, ofreciendo la

primera opción una respuesta más rápida a la emergencia.


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

Operacional, la Exactitud en la Localización del vehículo accidentado, y los

Tiempos de Respuesta.

El MNO (Mobile Network Operator) u Operador de Telefonía Móvil, recibe en su

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

El tamaño mínimo recomendado para el MSD es de 140 bytes.

Todas las redes de telefonía móvil 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 información proporcionada por los sensores al

formato estándar requerido por el MSD, de forma que ésta sea entendida por el

PSAP.


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

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

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

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

inconvenientes.



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APÉNDICE A - GLOSARIO 2G: 2nd Generation ó “2ª Generación”.

3G: 3rd Generation ó “3ª Generación”.

CLI: Caller Line Identification ó “Identificador de Línea del Usuario Llamante”.

DG eCall: Driving Group eCall ó “Grupo de Desarrollo eCall”.

DTMF: Dual Tone Multi-Frequency ó “Tono Dual Multifrecuencia”.

FSD: Full Set of Data ó “Conjunto Completo de Datos”.

GNSS: Global Navigation Satellite System ó “Sistema Satélite de Navegación Global”.

GPRS: General Packet Radio Service ó “Servicio General de Radio por Paquetes”. GSM: Global System Mobile ó “Sistema Global Móvil”.


SACCH: Show Associated Control Channel ó “Canal de Control Asociado Lento”.

SDDCH: Stand-alone Dedicated Control Channel ó “Canal de Control Dedicado Independiente”.

SIM: Subscriber Identity Module ó “Módulo de Identificación de Abonado”.

SM: Short Message ó “Mensaje Corto”.

SMS: Short Message Service ó “Servicio de Mensajes Cortos”.


VoIP: Voice On IP ó “Voz Sobre IP”.

VPLMN: Visited Public Land Mobile Network ó “Red Móvil Terrestre Pública Visitada”.


38

APÉNDICE B - ÍNDICE DE FIGURAS [... CONTENT EXCLUDED ...]


39

APÉNDICE C - ÍNDICE DE TABLAS



40

APÉNDICE D - BIBLIOGRAFÍA


Documentos Adicionales


© Juan Antonio Martín Checa

Impreso en Málaga, el 3 de Julio de 2008