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驅動智能交通的關鍵- 軌道交通專用工控機

2024-11-13 10:31:38　來源: 德承（深圳）科技有限公司　訪問：660 次

德承官方網站：www.cincoze-china.com

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，軌道交通系統必須加速智能化和數字化的轉型。軌道交通專用工控機憑借強大的運算能力和數據處理功能，結合高度耐用性與可靠性，能在持續震動、強電磁波干擾（EMS）及極端氣候等嚴苛環境下保持穩定運行，成為優化運營效率和提升乘客體驗的關鍵支柱。廣泛展現在列車控制、訊號系統、車廂安全監控和乘客信息顯示等應用，不僅促進智慧交通的發展，也確保軌道交通能夠滿足現代城市的需求。

本文將深入探討軌道交通專用工控機所面臨的常見挑戰及其必須具備的行業認證，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，不僅需要克服惡劣的安裝環境，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的穩定運作提供了可靠的基礎。

高可靠性與穩定性

列車運行中的持續震動、周圍電子設備的電磁波干擾、不穩定的電流，以及機柜內的高溫環境，對軌道交通專用工控機構成了嚴峻考驗。為了確保高穩定性與可靠性，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耐沖擊震動標準 (MIL-STD-810H)。此外，安裝環境中可能鄰近如高壓電力系統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，以確保在嚴苛環境下仍能保持穩定運行。

強大的數據處理能力

軌道交通系統根據應用需求，需要實時處理和分析大量數據，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、訊號系統的狀態、車廂內安全監控、乘客信息顯示、列車位置、速度、車廂內外環境數據等。為此，軌道交通專用工控機必須具備優異的處理效能，以實現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、監視器等設備，以執行訊號控制、乘客信息顯示和監控管理等應用，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低維護性。除了采用無風扇、無線材等設計以及工業級防護來提高產品的可靠性外，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，如此貼心的設計不僅優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的環境下長期穩定運行，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沖擊是常見的挑戰。根據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、訊號系統等強電磁干擾環境中，既要避免受到電磁干擾，也不會對其他設備產生干擾。

EN 45545-2

EN 45545-2 是歐洲針對軌道車輛的防火安全標準，旨在確保火災發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境。

軌道交通相關的常見應用

車廂智慧監控

近年來，鐵路系統的恐怖攻擊事件屢見不鮮，為了確保乘客安全，火車上的實時監控變得愈益發重要。除了可以掌握車廂內的乘客沖突、擁擠情況、并可對異常情況發出警告，從而及時處理突發事件，保障乘客的安全。

案例分享：一家亞洲的鐵路系統整合商將Cincoze DI-1000 整合于NVR(Network video recorder)系統中，進行車廂內實時監控，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中至關重要的一環。傳統的人工檢測方法不僅費時，甚至容易出現誤差，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測軌道狀態，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，并透過成像系統進行軌道安全的精準判斷。

火車訊號控制系統

火車訊號控制系統是軌道交通營運的核心，負責處理來自各類傳感器的數據，包括列車位置、速度、行駛方向等，并實時發送指令以控制訊號燈、道岔及其他關鍵設施。此外，該系統還能根據實時的交通狀況靈活調整列車行駛路徑，從而優化軌道營運效率，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中，用于優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傳感器的數據，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（PIS）

PIS（乘客信息系統，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布，PIS 還能整合娛樂系統，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（PIS）提供實時信息的推播，包括路線圖、到站景點信息、出發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系統提供穩定的運行支撐。

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