作為軌道列車采集和傳送電力的重要設(shè)備，受電弓的健康與否攸關(guān)供電穩(wěn)定性與行車安全性。然而作為系統(tǒng)核心監(jiān)測主機，車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)難度與復(fù)雜度非常高。研華提供優(yōu)選方案——CompactPCI系列產(chǎn)品，巨量儲存空間，出色散熱設(shè)計，以及方便維護的熱插入功能，高效助力車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)防微杜漸。
對于靠電力行駛的地鐵與高鐵而言，受電弓是為軌道列車采集和傳送電力至鐵路車輛的重要設(shè)備。由于受電弓的組成組件眾多，因此其安全檢測項目也相當繁瑣。傳統(tǒng)靠人力檢查不僅缺乏實時性，也有效率不高與易于疏漏等問題。
近來，軌道列車已開始運用科技產(chǎn)品建置車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)，藉此來偵測受電弓的實時狀態(tài)，以便早一步發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在問題。
然而，車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)有較高難度與復(fù)雜度。除了安裝空間受限之外，更得采集大量的圖像與感測數(shù)據(jù)，還要進行高速比對與分析。因此，作為系統(tǒng)核心的監(jiān)測主機若缺乏足夠的性能與配置彈性，系統(tǒng)開發(fā)必然困難重重，更難同時滿足不同應(yīng)用場景列車的多樣需求。
設(shè)備需求-車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)持續(xù)提升列車安全性與監(jiān)測精確性
中國一家專門為城市軌道交通安全提供在線監(jiān)測解決方案的高新技術(shù)公司，其針對受電弓所開發(fā)的多種監(jiān)測系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于中國的一線與二線城市之軌道列車上。
為了持續(xù)提升列車安全性與監(jiān)測精確性，該公司計劃為車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)進行升級。但因列車為監(jiān)測主機所預(yù)留的安裝空間相當狹小，影響系統(tǒng)運作穩(wěn)定性的主機散熱問題成為開發(fā)系統(tǒng)的一大考驗。
此外，由于新系統(tǒng)將于列車的受電弓周邊裝設(shè)多個攝像機和感測裝置，透過取得的圖像、視頻、溫度和電壓等數(shù)據(jù)來實時和動態(tài)的了解受電弓健康與否。這樣的系統(tǒng)需要收集的數(shù)據(jù)量相當大，同時需要實時處理所采集的資料;因此所需的監(jiān)測主機不論是運算性能、通訊端口種類與數(shù)量、以及儲存容量都遠高于一般需求。
經(jīng)過評估，該公司認為一般工控機或嵌入式計算機的性能與功能都已被固定，無法根據(jù)需求靈活地搭配出具成本效益的方案，日后要調(diào)整或擴充也有困難。
選用3U CPCI產(chǎn)品的性能要求
● 尺寸符合列車機架高度與寬度并有良好散熱功能的3U CPCI產(chǎn)品
● 超過20個插槽的背板以便配置多個處理器來提供所需運算性能
● 多樣化的I/O接口以滿足各式各樣的數(shù)據(jù)采集與傳輸需求
● 系統(tǒng)具備絕佳的擴充和兼容能力，可透過增加周邊板卡滿足未來擴充需求
研華方案-研華多款標準3U CPCI產(chǎn)品，一站式服務(wù)滿足穩(wěn)定供電與行車安全
研華為此項目提供了多款標準3U CPCI產(chǎn)品，分別是：背板MIC-3023、處理器板卡MIC-3332、儲存載板MIC-3954、串行通訊卡MIC-3955、電源模塊MIC-3956、以太網(wǎng)絡(luò)卡MIC-3958C、以太網(wǎng)絡(luò)交換卡MIC-3958D，以一站式服務(wù)滿足了此項目的所有需求。
透過研華完整解決方案組合而成的監(jiān)測主機，系統(tǒng)整合廠商所設(shè)計的車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)就能接收來自前端的攝像機與感測裝置的數(shù)據(jù)，從而對受電弓運行狀態(tài)進行記錄、傳輸、存儲與分析，當檢測資料超出標準值時，除了會顯示于列車車載屏幕與監(jiān)控中心計算機以示警，同時也會自動發(fā)送警報通知相關(guān)人員。
MIC-3332
整套方案中最關(guān)鍵的產(chǎn)品即是處理器板卡MIC-3332。采用Intel第六代四核處理器與最高可達16GB的DDR4-2133內(nèi)存，讓此款板卡擁有高速且強大的運算性能。而且，不同于一般以插入方式提供SO-DIMM內(nèi)存，MIC-3332的DDR4-2133是直接內(nèi)建于板卡上的板載內(nèi)存，在列車行駛中有更好的抗振能力。
此外，符合EN50155鐵路應(yīng)用規(guī)范的MIC-3332采用了優(yōu)化的散熱設(shè)計，有效解決擁擠空間散熱不易的問題，也為系統(tǒng)的順暢運作提供了最佳保障。而支持Plus IO并擁有豐富的I/O接口則讓系統(tǒng)整合廠商可以充分發(fā)揮創(chuàng)意設(shè)計出完善的監(jiān)測系統(tǒng)。
MIC-3023
而另一款產(chǎn)品MIC-3023采用nVent Schroff 3U機箱搭配21插槽的無源背板，特別適合多系統(tǒng)緊湊型之應(yīng)用。nVent Schroff機箱具備堅固的結(jié)構(gòu)和有效的散熱，并在RFI屏蔽以及高沖擊和振動性能提供出色的保護。此項目受惠于MIC-3023提供了足夠多的插槽，因此能在背板上配置多達三組運算單元與兩組電源模塊，滿足系統(tǒng)需要高速運算大量數(shù)據(jù)的要求。
MIC-3954C
在其他產(chǎn)品方面，MIC-3954C是熱插入的獨立儲存載板，不需關(guān)閉電源即可直接更換，對維護來說相當便利。而MIC-3955是支持 RS-232/422/485多種串行模式的通訊卡，能夠一卡抵多卡，因此開發(fā)者可依實際需求來選用而不用更換板卡。
MIC-3956
再則，MIC-3956是標準110VDC的電源模塊，可透過M12或Wago連接器接收電源作為輸入電壓。而MIC-3958C與MIC-3958D則是Gigabit等級的以太網(wǎng)絡(luò)卡與以太網(wǎng)絡(luò)交換卡，兩款產(chǎn)品都能提供牢固性較佳的M12接頭以確?？煽窟\作。
值得一提的是，研華在CPCI產(chǎn)品的研發(fā)實力強，且在軌道交通應(yīng)用領(lǐng)域有多年的成功經(jīng)驗。像此項目的CPCI系列產(chǎn)品不僅能應(yīng)用于受電弓監(jiān)測系統(tǒng)，也能應(yīng)用在軌道障礙物檢測與輪對檢測等系統(tǒng)。
此外，研華CPCI產(chǎn)品在出廠前都對其功能、性能、兼容性、環(huán)境、EMC等項目進行過完整的測試以確保產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠度，并訂定有長期且完善的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃，因此系統(tǒng)整合廠商就能免除日后系統(tǒng)升級面臨硬件不兼容的困擾，從而加快升級效率與優(yōu)化升級成本。
為了滿足車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)采集與高速運算需求，系統(tǒng)整合廠商需要多系統(tǒng)的解決方案作為監(jiān)測主機，但同時又要兼顧安裝空間受限與散熱不易等問題。
而研華模塊化3U標準CPCI產(chǎn)品是具有優(yōu)異性能、散熱優(yōu)化、靈活配置、便于擴充、易于維護等特色的解決方案，高效幫助系統(tǒng)整合廠商解決項目痛點，更能減少硬件維護和升級投資。
此項目的系統(tǒng)整合廠商也因為研華CPCI解決方案多重優(yōu)點而選用。目前，車載受電弓監(jiān)測系統(tǒng)已順利完成開發(fā)與建置，并應(yīng)用于中國華南地區(qū)多個城市的軌道列車上，更成為了確保穩(wěn)定供電與行車安全的強力后盾。
