Решение беспроводной связи от Advantech позволяет использовать сеть поездов на основе IP для дистанционного мониторинга в системе метро Бостона

Беспроводное решение "поезд-земля"

Примеры и решения >> Интеллектуальные транспортные системы

Решение беспроводной связи от Advantech позволяет использовать сеть поездов на основе IP для дистанционного мониторинга в системе метро Бостона

Введение в проект

С развитием сетевых технологий все больше железнодорожных поездов теперь готово к работе в сети. В системах метро - важнейшей части городского транспорта - сети 4G и WiFi становятся все более популярными в качестве предпочтительной архитектуры связи между поездами и землей. Установив решение IP-сети для удаленного мониторинга поездов, центры управления движением и диспетчерские пункты могут беспрепятственно общаться с машинистом поезда, одновременно наблюдая за кабиной поезда через NVR. Этот тип решения также может своевременно обновлять содержимое информационной системы пассажира (PIS) в салоне и облегчать дистанционное управление поездом.

В ответ на растущую волну сетевых железнодорожных поездов производители и подрядчики вкладывают средства в исследования и разработки. Тем не менее, при разработке новых поездов обычно встречается ряд проблем: как спроектировать поезд метро, который может адаптироваться к различным городам, регионам или странам при соблюдении полного соответствия и / или внесении лишь незначительных корректировок; и как уменьшить проблемы совместимости, вызванные различными комбинациями продуктов. Если две основные проблемы не могут быть решены должным образом, запуск новых поездов может отрицательно повлиять на продукт. Это может привести к штрафам из-за несоблюдения сроков поставки по контракту.

Решение беспроводной связи «поезд-земля» от Advantech обеспечивает возможность переключения между различными сетевыми услугами и услугами оператора связи для удовлетворения потребностей многосетевых или многонациональных сетевых приложений. Более того, решение включает в себя все оборудование, необходимое для сетевого соединения поездов, что устраняет необходимость в поиске продуктов и проведении тестирования совместимости. Это позволяет производителям сосредоточиться на разработке поездов, ускоряет завершение проекта и обеспечивает своевременную доставку новых поездов владельцу проекта.

Системные Требования

Всемирно известный производитель поездов и поставщик решений выиграл тендер на реконструкцию поездов Boston Metro в Соединенных Штатах. Этот контракт требовал поставки сотен поездов следующего поколения. Чтобы сбалансировать эффективность и безопасность работы метро, обеспечивая при этом удобную и комфортную поездку, производители поездов должны были соответствовать более чем 100 строгим стандартам в отношении структуры транспортных средств, контроля безопасности и управления качеством.

Кроме того, производитель поездов обычно выбирает аппаратные продукты от разных поставщиков для завершения разработки IP поездов. Однако этот процесс создал сложности; во время консолидации и тестирования часто возникали технические трудности. Из-за трудностей в распределении обязанностей, процесс стоил разработчику значительного времени и усилий для решения этих проблем.

Поэтому, чтобы сосредоточиться на разработке новых поездов, производитель решил приобрести оборудование у одного поставщика, который удовлетворял следующим условиям:

  •  IP-сеть для поездов, построенная с использованием сертифицированного железной дорогой беспроводного маршрутизатора и коммутатора Ethernet
  •  Железнодорожный сертифицированный ПК для интерфейса HMI и дисплей видеонаблюдения (CCTV)
  •  Компактный размер для легкой установки в ограниченном пространстве внутри вагонов
  •  Конструкция с широким диапазоном температур, чтобы противостоять экстремальным сезонным условиям эксплуатации
  •  Несколько слотов для SIM-карт, модули LTE и модули WiFi для удовлетворения потребностей многосетевых или транснациональных сетей
  •  Автоматическое переключение сети для обеспечения бесперебойной передачи данных

Обзор Системы

Решение беспроводной связи «поезд-земля» от Advantech состояло из трех продуктов: 10,4-дюймовый безвентиляторный интерфейс ITA-8100, маршрутизатор LTE EKI-9502G, установленный в локомотиве, и управляемый коммутатор Ethernet EKI-9516, установленный в каждом вагоне поезда.

С этой конфигурацией все изображения и данные, относящиеся к поезду, могут быть загружены и выгружены через сети LTE или WiFi. Для загрузки данные для центра управления передавались в EKI-9502G через сеть, принимались ITA-8100, а затем передавались в EKI-9516 и систему отображения информации о пассажире (PIS) каждого вагона для показа информации для пассажиров в режиме реального времени. Для загрузки NVR каждого вагона передавал данные в ITA-8100 через EKI. В случае возникновения ненормальной ситуации система активно загружала данные в центр управления движением. Центр управления движением или диспетчерская также активно получают доступ к видеоданным через сеть.

Три продукта Advantech были разработаны для применения на железной дороге и поэтому имели некоторые эквивалентные технические характеристики. Например, продукция прошла международный стандарт EN 50155. Антивибрационные, противоударные и противоинтерференционные возможности соответствовали железнодорожным приложениям: разъемы M12 были оборудованы для предотвращения ослабления, вызванного вибрациями от движущегося поезда, и размер изделия также соответствовал компактным размерам проекта, что позволило сэкономить на месте установки и удобно разместить в купе поезда. Широкий диапазон рабочих температур (от -40 ° C до 70 ° C) обеспечил нормальную работу системы как в условиях высокой, так и низкой температуры. Когда поезд возвращался на станцию техобслуживания без системы кондиционирования, операторам не нужно было беспокоиться о низкой зимней температуре в Бостоне, которая влияет на работу системы.

Кроме того, автомобильная сеть была построена с помощью двух продуктов EKI. EKI-9502G, который предоставлял до восьми слотов для SIM-карт, четыре модуля LTE и два модуля WiFi, был ключом к реализации многосетевых или транснациональных сетевых услуг и обеспечивал автоматическое переключение сетей. Через новейший промышленный сотовый маршрутизатор Advantech поезд получил сигналы с модулями LTE во время работы. Когда поезд вошел на станцию или вернулся на станцию техобслуживания, он подключился к WiFi для передачи сигналов, что позволило сократить расходы на сетевую связь. Если сигнал SIM-карты определенного оператора связи был слабым, EKI-9502G автоматически переключался на SIM-карту другого оператора или преобразовывался из LTE в WiFi в соответствии с силой сигнала, таким образом гарантируя, что поезд всегда был подключен к сети.

В рамках проекта были установлены два ITA-8100 в локомотиве, которые, с одной стороны, служат интерфейсом для машиниста, а с другой - системой видеонаблюдения, подключенной к сетевому видеорегистратору (NVR), для отображения изображений каждого вагона. В дополнение к функциям, упомянутым выше, ITA-8100 также предоставил функцию автоматической регулировки яркости, чтобы предотвратить мерцание источника света, когда поезд входил и выходил из станции, позволяя машинистам поезда оставаться сосредоточенно сфокусированными на экране, не делая ручных настроек. Эта функция помогла предотвратить риск отвлечения водителя.

Внедрение проекта

ITA-8100: EN 50155 10.4" Интерфейс водителя машины

EKI-9502G: EN 50155 M12 Wi-Fi / сотовый маршрутизатор

EKI-9516: EN 50155 16-портовый управляемый гигабитный Ethernet-коммутатор

Заключение

Для дальнейшего улучшения мониторинга безопасности поездов, эффективности управления операциями и качества обслуживания пассажиров было необходимо применение IP. Advantech не только предложила комплексное решение беспроводной связи "поезд-земля", но и предоставила профессиональную помощь для вторичного развития проекта. Имея множество успешных примеров, Advantech позволяет производителям и подрядчикам поездов быстро разрабатывать поезда нового поколения на базе IP для удовлетворения строгих требований клиентов.

Проект реконструкции поезда в Бостонском метро был успешно завершен, и всестороннее обслуживание Advantech было признано производителем поезда. Производитель продолжит сотрудничество с Advantech по проектам модернизации железнодорожной сети в США и Европе.