介紹

大多數(shù)城市軌道交通系統(tǒng)和高速鐵路都是用電運行的，受電弓是安裝在列車頂部的設(shè)備，它從架在空中的電纜收集電力并向列車輸送電力。

受電弓包含多個部件，使安全檢查和監(jiān)控變得復(fù)雜。傳統(tǒng)的人工檢查效率低下，一些鐵路公司開始使用技術(shù)來構(gòu)建火車受電弓監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)備問題，以便他們能夠主動地修復(fù)。然而，在開發(fā)這些監(jiān)測系統(tǒng)方面存在困難。除了安裝空間有限外，監(jiān)測系統(tǒng)還必須收集大量的成像和傳感數(shù)據(jù)。

該監(jiān)控方案采用了工業(yè)平板電腦廠家的CompactPCI系列產(chǎn)品，因為其工業(yè)級可靠性高，性能高。使用模塊化卡，一個背板可以配備多個處理單元、多個通信端口和大量存儲空間，易于維護熱插拔功能。該系統(tǒng)還提供了良好的熱設(shè)計和抗振動性和廣泛的溫度運行特性。

系統(tǒng)要求

中國一家專業(yè)提供城市軌道交通安全在線監(jiān)控解決方案的高科技公司，設(shè)計和構(gòu)建了中國一、二線城市廣泛應(yīng)用的鐵路受電弓監(jiān)測系統(tǒng)。為了提高列車安全性和監(jiān)控精度，中國一家鐵路公司計劃對其車載受電弓監(jiān)控系統(tǒng)進行升級。然而，用于監(jiān)控系統(tǒng)的列車安裝空間很小，散熱問題也會出現(xiàn)。

新系統(tǒng)需要在列車上方受電弓周圍安裝多個攝像頭和傳感裝置，通過采集圖像、視頻、溫度和電壓數(shù)據(jù)，動態(tài)評估設(shè)備的健康狀況。由于系統(tǒng)需要收集大量數(shù)據(jù)并實時處理，因此系統(tǒng)的性能、I/O靈活性、存儲容量、可靠性和壽命等方面的要求都需要遠遠高于一般系統(tǒng)要求。

系統(tǒng)集成商（SI）確定通用IPC或箱式PC既不夠靈活，也不具有成本效益。未來也很難升級或擴展，因此他們決定了工業(yè)平板電腦廠家的3U CompactPCI產(chǎn)品，并列出了以下要求：

●3U CompactPCI產(chǎn)品尺寸符合列車機架的高度和寬度，散熱性能優(yōu)異。

●背板提供了20多個空插槽，用于配置需要的多個計算單元，以提供所需的計算性能。

●多個I/O接口，滿足所有數(shù)據(jù)采集和傳輸需求。

●卓越的擴展和兼容性特性，以滿足未來的需要。

系統(tǒng)描述

工業(yè)平板電腦廠家通過其一站式服務(wù)和集成服務(wù)為本項目提供了多種3U CompactPCI產(chǎn)品。產(chǎn)品包括最新機箱、最新處理器、最新存儲載體板、最新串行通信板、最新電源模塊、最新以太網(wǎng)板和最新以太網(wǎng)交換機。

采用工業(yè)平板電腦廠家的整體解決方案，車載受電弓監(jiān)控系統(tǒng)接收來自前端攝像頭和傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備記錄、傳輸、存儲和分析來自受電弓的所有運行值。如果任何數(shù)據(jù)超過標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)將向司機室的司機機接口（DMI）顯示警告，同時向中央控制室的操作員發(fā)出警報。

一個關(guān)鍵產(chǎn)品是最新處理器。使用Intel第六代Core-i處理器和高達16GB的DDR4-2133內(nèi)存，使blade獲得了卓越的計算性能。此外，與一般的插入式SO-DIMM內(nèi)存不同，最新直接使用內(nèi)置板載內(nèi)存以獲得更好的抗振動能力。最新符合鐵路應(yīng)用的EN50155標(biāo)準(zhǔn)。其優(yōu)化的散熱設(shè)計有效地解決了散熱問題，保證了系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。支持Plus-IO，提供豐富的I/O接口，充分發(fā)揮了SI的創(chuàng)造力，設(shè)計了一個完整的監(jiān)控系統(tǒng)。

另一款產(chǎn)品最新采用了nVent Schroff 3U機箱，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機架式機箱，帶有一個支持多達21個插槽的無源背板。它適用于多系統(tǒng)緊湊型PCI應(yīng)用。nVent Schroff底盤采用堅固的設(shè)計，可有效散熱，并提供出色的射頻屏蔽和高沖擊和振動保護。例如，背板上可以容納三個計算單元和兩個電源模塊，以滿足系統(tǒng)對涉及大量數(shù)據(jù)的高速靈活計算的需求。

最新C是一個熱插拔獨立存儲載體板，這意味著它可以在不關(guān)閉電源的情況下直接熱插拔。最新是支持多個RS-232/422/485串行通信的通信卡。該通信卡提供多種串行通信方式，開發(fā)人員無需更換通信卡即可根據(jù)工程需要選擇自己喜歡的通信方式，節(jié)省了集成工作量。

此外，最新產(chǎn)品是一個標(biāo)準(zhǔn)的110VDC電源模塊，可以通過M12或接線板接收作為輸入電壓的電源。最新產(chǎn)品是千兆以太網(wǎng)和以太網(wǎng)交換卡，兩種產(chǎn)品都使用堅固的M12連接器，以確?？煽康牟僮?。

工業(yè)平板電腦廠家在CompactPCI產(chǎn)品方面擁有強大的研發(fā)能力，并在軌道交通應(yīng)用領(lǐng)域擁有多年的成功經(jīng)驗。工業(yè)平板電腦廠家在CompactPCI產(chǎn)品出廠前對其進行全面測試，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。因此，系統(tǒng)集成商有信心在未來的系統(tǒng)升級中不會出現(xiàn)硬件不兼容的問題。

系統(tǒng)圖

項目實施：

最新:3U CompactPCI機柜，適用于不同類型的3U卡

最新:3U CompactPCI PlusIO Intel第6代四核處理器

最新C:3U CompactPCI串行載波板，帶2.5“SATA SSD

最新:3U CompactPCI RS-232/422/485串行通信卡

最新:3U CompactPCI DC110V輸入電源單元

最新:3U CompactPCI 4端口M12 X代碼以太網(wǎng)卡

最新:3U CompactPCI 3端口/5端口M12 X碼以太網(wǎng)交換機卡

結(jié)論

為了滿足車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)大規(guī)模數(shù)據(jù)采集和高速計算的需要，SI需要多系統(tǒng)解決方案作為監(jiān)控主機，但也必須解決安裝空間有限、散熱困難的問題。

工業(yè)平板電腦廠家的模塊化3U標(biāo)準(zhǔn)CompactPCI產(chǎn)品是一個性能優(yōu)異、散熱優(yōu)化、配置靈活、易于擴展和易于維護的穩(wěn)健解決方案。由于其諸多優(yōu)點，SI采用了工業(yè)平板電腦廠家的CompactPCI解決方案。目前，我國南方多個城市已成功開發(fā)實施了車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)，已成為列車穩(wěn)定供電和行車安全的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。