導讀:隨著全球都市化快速推進和人口密度增加,軌道交通已成為現(xiàn)代大城市不可或缺的交通基礎建設。面對乘客流量不斷增長、營運模式日趨復雜,以及對安全性和可靠性的更高要求,軌道交通系統(tǒng)必須加速智能化和數(shù)字化的轉型。
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隨著全球都市化快速推進和人口密度增加,軌道交通已成為現(xiàn)代大城市不可或缺的交通基礎建設。面對乘客流量不斷增長、營運模式日趨復雜,以及對安全性和可靠性的更高要求,軌道交通系統(tǒng)必須加速智能化和數(shù)字化的轉型。軌道交通專用工控機憑借強大的運算能力和數(shù)據(jù)處理功能,結合高度耐用性與可靠性,能在持續(xù)震動、強電磁波干擾(EMS)及極端氣候等嚴苛環(huán)境下保持穩(wěn)定運行,成為優(yōu)化運營效率和提升乘客體驗的關鍵支柱。廣泛展現(xiàn)在列車控制、訊號系統(tǒng)、車廂安全監(jiān)控和乘客信息顯示等應用,不僅促進智慧交通的發(fā)展,也確保軌道交通能夠滿足現(xiàn)代城市的需求。
本文將深入探討軌道交通專用工控機所面臨的常見挑戰(zhàn)及其必須具備的行業(yè)認證,并通過實際案例分享,全面剖析透過軌道交通專用工控機如何推動軌道交通的智慧化發(fā)展,最終成為智慧城市中不可或缺的核心推動力。
軌道交通專用工控機的四大關鍵特性
軌道交通專用工控機在推動交通智能化進程中面臨諸多挑戰(zhàn),不僅需要克服惡劣的安裝環(huán)境,還必須支持多樣化的應用需求。透過四大關鍵特性,這些工控機為軌道交通系統(tǒng)的穩(wěn)定運作提供了可靠的基礎。
高可靠性與穩(wěn)定性
列車運行中的持續(xù)震動、周圍電子設備的電磁波干擾、不穩(wěn)定的電流,以及機柜內的高溫環(huán)境,對軌道交通專用工控機構成了嚴峻考驗。為了確保高穩(wěn)定性與可靠性,這些專用工控機需要具備耐震與抗沖擊的能力,其中有些工控機甚至符合美國軍規(guī)耐沖擊震動標準 (MIL-STD-810H)。此外,安裝環(huán)境中可能鄰近如高壓電力系統(tǒng)和訊號設備等電波干擾源,因此強化的防電磁干擾能力(EMS)也是不可少的。這些專用工控機普遍還支持寬溫(-40°C到70°C)和寬壓范圍(9-48V),并采用無風扇、無線材的設計,以確保在嚴苛環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定運行。
強大的數(shù)據(jù)處理能力
軌道交通系統(tǒng)根據(jù)應用需求,需要實時處理和分析大量數(shù)據(jù),以確保列車運行的安全性、運營效率和乘客體驗的提升。這些應用可能涉及列車控制指令、訊號系統(tǒng)的狀態(tài)、車廂內安全監(jiān)控、乘客信息顯示、列車位置、速度、車廂內外環(huán)境數(shù)據(jù)等。為此,軌道交通專用工控機必須具備優(yōu)異的處理效能,以實現(xiàn)快速反應和實時分析。
豐富的I/O接口與靈活的擴展性
豐富的I/O接口與靈活的擴展性是滿足軌道交通多樣化應用需求的必要條件。通過PCIe、Mini PCIe 、M.2等插槽,軌道交通專用工控機能夠快速添加各種附加卡、通訊模塊、I/O模塊或存儲設備。此外,為了連接傳感器、監(jiān)視器等設備,以執(zhí)行訊號控制、乘客信息顯示和監(jiān)控管理等應用,專用工控機需要擁有多元且充足的I/O接口。
低維護性
軌道交通系統(tǒng)需要長時間密集的運行,減少維護時間和人力成本至關重要,因此軌道交通專用工控機力求實現(xiàn)低維護性。除了采用無風扇、無線材等設計以及工業(yè)級防護來提高產(chǎn)品的可靠性外,各廠商也不斷尋求有效的解決方案以縮短維護時間。例如,Cincoze 的軌道交通專用工控機將 Reset Switch、Clear CMOS Switch、AT/ATX Mode Switch、SIM 卡插槽與前抽取式硬盤等重要配置集中配置于前維護區(qū),如此貼心的設計不僅優(yōu)化了客戶的快速維護和管理,也在處理緊急事件時有效縮短了運營中斷的時間。
軌道交通認證與標準
作為主要的運輸載體,軌道交通的安全性是首要任務。而安裝于軌道交通系統(tǒng)中的工控機必須通過或符合多項認證和標準,以提升整體系統(tǒng)的安全性和可靠性。
EN50155
EN 50155 是針對軌道交通電子設備的國際標準,涵蓋了溫度、濕度、震動沖擊、電磁兼容性、電源質量等多方面的要求。
- 溫度范圍:依據(jù)EN 50155標準,將溫度適應性分為多個等級,其中 TX 等級是高階的要求,需在-40°C至70°C的環(huán)境下長期穩(wěn)定運行,且短時間內(10分鐘)能耐受高達+85°C的溫度,以應對極端的高溫情況。
- 濕度:電子設備需具備在75%至95%相對濕度下穩(wěn)定運行的能力。電子設備必須具備防結露設計,為避免因溫度變化導致內部結露而造成損壞。
- 震動與沖擊:列車運行中頻繁震動和偶發(fā)沖擊是常見的挑戰(zhàn)。根據(jù)EN 50155標準,電子設備需通過IEC 61373測試。
- 電磁兼容性(EMC):EN 50155引用了EN 50121-3-2 標準,要求電子設備具備優(yōu)良的電磁兼容性(EMC)。這意味著電子設備在高壓電力、訊號系統(tǒng)等強電磁干擾環(huán)境中,既要避免受到電磁干擾,也不會對其他設備產(chǎn)生干擾。
EN 45545-2
EN 45545-2 是歐洲針對軌道車輛的防火安全標準,旨在確?;馂陌l(fā)生時能夠盡可能地保護人員的安全。該標準聚焦于車輛內部材料和部件的防火性能,將不同材料和部件劃分為多個等級(R1至R28),并根據(jù)用途對阻燃性、煙霧密度和毒性提出具體要求。以軌道交通專用工控機為例,通常需符合 R24、R25 或 R26 的要求。根據(jù)測試結果,材料的防火性能被劃分為三個危險等級(Hazard Levels,HL1、HL2、HL3),其中HL3是高階的防火等級,適用于隧道中或風險較高的運行環(huán)境。
軌道交通相關的常見應用
車廂智慧監(jiān)控
近年來,鐵路系統(tǒng)的恐怖攻擊事件屢見不鮮,為了確保乘客安全,火車上的實時監(jiān)控變得愈益發(fā)重要。除了可以掌握車廂內的乘客沖突、擁擠情況、并可對異常情況發(fā)出警告,從而及時處理突發(fā)事件,保障乘客的安全。
案例分享:一家亞洲的鐵路系統(tǒng)整合商將Cincoze DI-1000 整合于NVR(Network video recorder)系統(tǒng)中,進行車廂內實時監(jiān)控,讓駕駛員及控制中心能夠迅速做出反應并采取必要的行動,確保鐵路營運的安全。
自動化軌道檢測車
軌道檢測是軌道交通系統(tǒng)中至關重要的一環(huán)。傳統(tǒng)的人工檢測方法不僅費時,甚至容易出現(xiàn)誤差,而自動化軌道檢測車則提供了一個高效且精確的解決方案。這些檢測車能實時監(jiān)測軌道狀態(tài),例如磨損、變形、裂縫等問題,同時減少人工檢測所需的時間和成本,確保軌道營運的穩(wěn)定性和安全性。
案例分享:一家軌道維修檢測設備的制造商,將Cincoze 軌道交通專用工控機安裝在自動化軌道檢測車上。由列車下方安裝的鐳射傳感器和鏡頭拍攝影像,并透過成像系統(tǒng)進行軌道安全的精準判斷。
火車訊號控制系統(tǒng)
火車訊號控制系統(tǒng)是軌道交通營運的核心,負責處理來自各類傳感器的數(shù)據(jù),包括列車位置、速度、行駛方向等,并實時發(fā)送指令以控制訊號燈、道岔及其他關鍵設施。此外,該系統(tǒng)還能根據(jù)實時的交通狀況靈活調整列車行駛路徑,從而優(yōu)化軌道營運效率,確保運輸安全與順暢。
案例分享:亞洲的一家火車營運商將 Cincoze DX-1100 整合于火車訊號控制系統(tǒng)中,用于優(yōu)化鐵路列車的管理方案。Cincoze DX-1100 不僅負責收集來自車廂和信號系統(tǒng)傳感器的數(shù)據(jù),還能將GPS定位信息實時傳輸至行車控制中心,以確保列車運營的精確管理和高效調度。
乘客信息系統(tǒng)(PIS)
PIS(乘客信息系統(tǒng),Passenger Information System)能有效改善乘客的乘車體驗,為乘客提供準確的列車運行信息、下一站到達時間、換乘建議以及緊急公告等。除了基本的行車信息發(fā)布,PIS 還能整合娛樂系統(tǒng),如播放影片、音樂和新聞,為乘客帶來更豐富的乘車體驗,讓旅途更加愉快和便捷。
案例分享:一家北歐國有鐵路公司希望透過乘客信息系統(tǒng)(PIS)提供實時信息的推播,包括路線圖、到站景點信息、出發(fā)和抵達時間以及廣告等,藉此豐富旅客的乘車體驗并提高乘客的黏著度。為實現(xiàn)這一目標,他們選擇了靈活配置且強固可靠的 Cincoze DE-1000 軌道交通專用工控機,為PIS系統(tǒng)提供穩(wěn)定的運行支撐。