En 2020, le département des transports de la ville de New York a achevé le déploiement d'un système de transport intelligent (ITS) à grande échelle, sous la direction d'AT&T. Le projet a nécessité la collaboration de plusieurs fournisseurs et agences qui ont travaillé ensemble dans des délais serrés. Le résultat final est une mise à niveau des communications du système de trafic à l'échelle de la ville, y compris Digi Remote Manager® (Digi RM), un double routeur cellulaire Digi à chaque intersection, et des logiciels et services Digi personnalisés.
Le NYC DOT supervise l'un des réseaux de transport urbain les plus complexes au monde, avec 6 300 miles de rues et d'autoroutes, plus de 12 000 miles de trottoirs, près de 14 000 intersections signalisées et 800 ponts et tunnels. Sa mission déclarée est d'assurer la circulation sûre, efficace et respectueuse de l'environnement des personnes et des biens dans la ville de New York et de maintenir et d'améliorer l'infrastructure de transport essentielle à la vitalité économique et à la qualité de vie de nos principaux clients, les résidents de la ville. Il s'agit d'un engagement considérable, en particulier dans la ville la plus grande et la plus fréquentée des États-Unis.
Gestion du trafic dans la ville de New York
Le système de gestion du trafic du ministère des transports de la ville de New York contrôle les feux de signalisation de 14 000 intersections, ainsi qu'une série de dispositifs de systèmes de transport intelligents (STI), notamment des caméras de surveillance du trafic, des panneaux à messages variables et des dispositifs de détection des véhicules. Une application logicielle intelligente fonctionnant au centre de gestion du trafic (TMC) du ministère des transports de New York, à Long Island City, permet de s'adapter à l'évolution du trafic et d'atténuer les embouteillages. Elle obtient la profondeur et le mouvement des files de véhicules à partir de différents types de capteurs situés dans toute la ville, puis ajuste la synchronisation des signaux en se coordonnant avec les contrôleurs avancés de l'état du sol (ASTC) situés à chaque intersection.
Les événements spéciaux, les travaux ou les incidents de circulation perturbent généralement les conditions de circulation dans les villes. En raison de cette dynamique, en particulier dans les villes de New York denses et surpeuplées, une gestion efficace du trafic n'est pas possible sans un réseau de communication fiable et à haut débit et sans une gestion centralisée.
NYCWiN Remplacement
Les années d'expérience opérationnelle du NYC DOT avec le précédent réseau NYCWiN et la connaissance des tendances émergentes ont permis d'établir un cahier des charges détaillé pour le réseau de remplacement. Les domaines critiques comprenaient le basculement/retour à deux opérateurs simultanés, la gestion centralisée des appareils, le cryptage approuvé par NYC Cyber et la prise en charge des véhicules connectés (CV). La solution proposée par AT&T et Digi a progressé dans le cadre d'un projet pilote au début de 2019, puis dans le déploiement à partir d'octobre, se terminant en avance sur le calendrier en juin 2020. Le précédent réseau NYCWiN a été mis hors service le même mois.
Digi a fourni une assistance experte et des ressources dédiées pendant l'intégration et le déploiement du système. Les services de mise en œuvre sur mesure comprenaient du personnel sur place travaillant quotidiennement avec les ingénieurs réseau et les sous-traitants du ministère des transports de la ville de New York pendant près d'un an. La planification, les tests et le dépannage effectués par l'ingénieur chargé de la mise en œuvre ont permis au projet d'avancer, tout comme l'engagement coordonné de l'ingénierie et de l'assistance technique de Digi en cas de besoin.
Dans chaque armoire, l'ancien équipement NYCWiN a été remplacé par un routeur cellulaire Digi, une antenne PCTEL et un commutateur Power-over-Ethernet (POE) de Transition Networks. Le commutateur POE permet la communication avec les caméras et augmente le nombre de ports Ethernet pour la connexion à divers dispositifs ITS tels que l'unité CV Roadside Unit (RSU). L'antenne est en fait constituée de plusieurs éléments d'antenne logés dans un radôme unique résistant aux chocs, et prend en charge les communications cellulaires, GPS, Wi-Fi et Bluetooth. Le routeur cellulaire Digi se connecte au contrôleur de trafic existant et sert de passerelle vers le TMC pour tous les dispositifs ITS. Sa plateforme informatique embarquée, construite sur un environnement Python embarqué, permet une intégration personnalisée avec des dispositifs ITS non standard et une adaptation rapide à l'évolution des exigences du système.
Le nouveau réseau
L'exploitation d'un réseau de communications cellulaires aussi vaste et diversifié, avec une exigence de disponibilité de 99,99 %, exige un niveau élevé d'automatisation, une plateforme matérielle/logicielle très fiable et une tolérance aux pannes/redondance du réseau, ainsi que d'excellents outils de gestion et des mesures de performance précises. L'infrastructure de réseau hybride, avec Digi RM hébergé dans le nuage et un routeur Digi à chaque intersection, fournit les performances et l'évolutivité requises.
L'une des principales caractéristiques du déploiement, qui a contribué à la rapidité du processus d'installation, a été la configuration "zero-touch", une fonction de Digi RM via son outil Profile Manager. Cette méthode de configuration des appareils avec les fonctionnalités requises a permis au personnel de terrain d'installer rapidement les appareils préconfigurés. Elle continue de permettre au personnel technique du NYC DOT de gérer tous les appareils de manière centralisée et de déployer rapidement des mises à jour du micrologiciel sur l'un ou l'ensemble des systèmes déployés.
Gestion centralisée avec Digi RM
NYC DOT tire pleinement parti de Digi RM, la plateforme de gestion des appareils et d'activation des données de Digi, basée sur le cloud. Les fonctions d'activation des données permettent l'intégration des systèmes existants et complémentaires dans le réseau de communication.
L'automatisation des réseaux est une capacité essentielle de Digi RM et est conçue pour améliorer la sécurité, la disponibilité et l'efficacité opérationnelle. Elle s'est rapidement imposée comme une nécessité pour l'industrie à mesure que les réseaux se diversifient et s'étendent face à une menace croissante pour la sécurité mondiale.
Digi RM automatise la mesure des performances des liens clés, ce qui permet une évaluation et une visibilité rapides des tendances. Le dépannage n'a plus rien d'aléatoire, ce qui permet de déterminer efficacement les causes profondes et de remédier plus rapidement à la situation.
Tolérance de panne du réseau
Le nouveau réseau intègre une conception à double opérateur qui maximise la connectivité et la disponibilité du réseau en basculant automatiquement sur un opérateur secondaire en cas d'interruption du service réseau. Le routeur Digi se rabat également automatiquement sur le réseau primaire AT&T FirstNet®. Les deux liaisons cellulaires (et la liaison par fibre optique lorsqu'elle est disponible) sont actives et surveillées de bout en bout.
Sécurité
Le réseau est protégé à tous les niveaux par une stratégie de défense en profondeur. Le lien principal est FirstNet®, fournissant au ministère des transports de New York une solution de niveau premier intervenant, ainsi qu'une priorité et une préemption sur les ondes et sur le noyau FirstNet®. En outre, toutes les communications de paquets de données entre l'intersection et le TMC sont cryptées et transportées sur un VPN IPsec utilisant des algorithmes de cryptage avancés, avec le routeur Digi dans l'armoire comme point d'extrémité et un FortiGate Next Generation Firewall (NGFW) de classe transporteur de Fortinet au niveau des centres de données de tête.
Les NGFW filtrent le trafic réseau pour protéger une organisation contre les menaces internes et externes. Tout en conservant les caractéristiques des pare-feux dynamiques, telles que le filtrage des paquets, la prise en charge des VPN IPsec et SSL, la surveillance du réseau et les fonctions de mappage IP, les NGFW possèdent des capacités d'inspection de contenu plus approfondies. Ces capacités permettent d'identifier les attaques, les logiciels malveillants et d'autres menaces, et permettent au NGFW de bloquer ces menaces.
Le routeur Digi comprend une suite de fonctions matérielles et micrologicielles appelées Digi TrustFence® pour se protéger et assurer la fiabilité et l'intégrité de ses fonctions de sécurité. Il utilise un coprocesseur cryptographique pour protéger les données particulièrement sensibles telles que les mots de passe stockés et les clés de cryptage, de sorte qu'elles ne soient pas accessibles, même par un administrateur. Il comprend également des mécanismes permettant de mettre à jour le routeur lui-même tout en garantissant que les mises à jour n'introduiront pas de modifications malveillantes ou inattendues. Un pare-feu dynamique puissant bloque les accès non autorisés et surveille toutes les connexions réseau.
Figure montrant les routeurs cellulaires Digi WR54 déployés dans la ville de New York
Le résultat
Le déploiement du projet a valu à NYC DOT d'être récompensé par l'Intelligent Transportation Society of New York (ITS-NY) en tant que "Outstanding ITS Project of the Year - Traffic Management Systems" (projet ITS exceptionnel de l'année - systèmes de gestion du trafic). La transcription de la réunion au cours de laquelle le NYC DOT a reçu le prix fournit la description suivante du projet : "Le réseau d'infrastructure sans fil de la ville de New York (NYCWIN) fournit un réseau de communication à l'échelle de la ville pour tous les dispositifs ITS, y compris les caméras de circulation, les VMS, les dispositifs de détection des véhicules et les 14K feux de circulation. Ce projet impliquait la mise hors service de l'infrastructure NYCWIN précédente, qui était intégrée à tous les équipements ITS et de trafic du département des transports de la ville de New York (NYC DOT). Le réseau de remplacement est un réseau sans fil AT&T, qui incorpore une conception à double porteuse pour maximiser la connectivité et le temps de fonctionnement du réseau. L'utilisation automatique d'un second opérateur en cas d'interruption du service réseau assure une fiabilité de communication de 99,99 %. Il s'agit d'une solution clé en main pour exploiter et maintenir l'intégrité des systèmes du ministère des transports de la ville de New York. Ce déploiement à grande échelle a été réalisé en 9 mois et dans les limites du budget..."
Aujourd'hui, Digi travaille avec des agences du ministère des transports à travers les États-Unis pour mettre en œuvre des systèmes similaires afin de résoudre les problèmes de congestion, d'établir l'automatisation pour améliorer le flux du trafic, de s'assurer que les véhicules d'urgence peuvent répondre rapidement aux incidents, et de fournir une visibilité et une gestion aux agences du ministère des transports.
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