Монтована на потязі система пантографічного моніторинга

Автоматизація контролю безпеки транспорту

Готові рішення та реалізовані проекти з використанням IOT-технологій >> Інтелектуальні транспортні системи

Монтована на потязі система пантографічного моніторинга

Вступ

Більшість міських систем масового швидкісного транспорту і високошвидкісних залізниць працюють на електриці, а пантограф - це пристрій, встановлений на даху потягу, що збирає енергію від повітряних кабелів і передає її потягам.

Пантографи складаються з декількох компонентів, що ускладнює перевірку і контроль безпеки. Традиційні ручні перевірки неефективні, тому деякі залізничні компанії почали використовувати технології для створення змонтованих на потязі систем моніторингу пантографів, які виявляють потенційні проблеми з обладнанням для своєчасного усунення. Однак розробка цих систем моніторингу пов'язана з труднощами. Крім обмеженого простору для установки, система моніторингу повинна збирати великі обсяги даних зображень і зондування.

В рішенні для моніторингу використовувалися продукти Advantech серії CompactPCI через їх надійність і високу продуктивність. Використовуючи модульні карти, одна об'єднуюча плата може бути оснащена декількома процесорами, комунікаційними портами і великим об'ємом пам'яті з можливістю гарячої заміни. Система також забезпечує чудову тепловивідну конструкцію, надійний захист від вібрації і роботу в широкому діапазоні температур.

Системні вимоги

Китайська високотехнологічна компанія, що спеціалізується на рішеннях для онлайн-моніторингу безпеки міського залізничного транспорту, розробляє і випускає системи пантографічного моніторингу для залізниць, які широко використовуються в містах Китаю. Щоб підвищити безпеку потягів і точність моніторингу, залізнична компанія планувала модернізувати свої системи моніторингу пантографів, встановлених на потягах. Однак простір для установки такої системи був досить маленьким і розсіювання тепла було б додатковою проблемою.

Для нової системи було потрібно декілька камер і сенсорних пристроїв навколо пантографа у верхній частині потягу, щоб динамічно оцінювати стан обладнання отримуючи зображення, відео, дані про температуру і напругу. Оскільки системі необхідно було збирати такі великі обсяги даних і обробляти їх в режимі реального часу, специфікації системи повинні були бути набагато вище загальних системних вимог з точки зору продуктивності, гнучкості вводу / виводу, ємності сховища, надійності й довговічності.

Системний інтегратор зрозумів, що універсальний промисловий або вбудований ПК не буде ні досить гнучким, ні рентабельним, а в майбутньому будуть складнощі з модернізацією, тому вони зупинилися на продуктах Advantech CompactPCI 3U і висунули наступні вимоги:

  • Розміри продуктів CompactPCI 3U відповідають розмірам залізничної естакади, з відмінними тепловідвідними властивостями.
  • Об'єднуюча плата пропонує більше 20 порожніх слотів для налаштувань декількох обчислювальних блоків, необхідних для забезпечення потрібної обчислювальної потужності.
  • Кілька інтерфейсів вводу/виводу для задоволення всіх потреб збору і передачі даних.
  • Широкі можливості і сумісність для потенційного розширення.

Опис системи

Advantech надала різні продукти CompactPCI 3U для цього проекту: корпус MIC-3023, блейд-сервер MIC-3332, який несе плату MIC-3954, плату послідовного зв'язку MIC-3955, модуль живлення MIC-3956, плату MIC-3958C Ethernet і MIC-3958D комутатор Ethernet.

Використовуючи комплексне рішення Advantech, змонтована на потязі система моніторингу пантографа отримувала дані від зовнішніх камер і сенсорних пристроїв, які записували, передавали, зберігали і аналізували всі робочі значення з пантографа. Якщо будь-які дані перевищують стандартні значення, система буде відображати попередження на інтерфейс в кабіні водія і одночасно відправляти аварійні сигнали, які повідомляють операторів в центральній диспетчерській.

Ключовим продуктом став блейд-сервер MIC-3332. Використання процесора Intel Core-i 6 покоління з 16 ГБ пам'яті DDR4-2133 забезпечило виняткову обчислювальну потужність. Більш того, на відміну від звичайної доданої пам'яті SO-DIMM, в MIC-3332 використовувалася вбудована пам'ять безпосередньо на борту для кращої антивібраційної здатності. MIC-3332 відповідає стандарту EN50155 для залізничних додатків. Його оптимізований теплової дизайн ефективно вирішує проблеми розсіювання тепла і гарантує безперебійну роботу системи. Підтримка Plus IO і багаті інтерфейси вводу/виводу дозволили системному інтегратора створити повноцінну систему моніторингу.

MIC-3954C - це незалежна несуча плата для зберігання даних з можливістю гарячої заміни, що означає, що її можна замінювати безпосередньо, не вимикаючи живлення.

MIC-3955 - це комунікаційна карта, яка підтримує кілька послідовних інтерфейсів RS-232/422/485. Плата зв'язку забезпечувала кілька режимів послідовної зв'язку, тому розробники могли вибрати потрібний режим відповідно до потреб проекту без заміни карти, що економить зусилля з інтеграції.

Крім того, MIC-3956 представляє собою стандартний модуль живлення 110 В постійного струму, який може отримувати живлення у вигляді вхідної напруги через M12 або клемник.

MIC-3958C та MIC-3958D це комутаційні плати Gigabit-level Ethernet і Ethernet,  в обох продуктах використовуються міцні роз'єми M12 для забезпечення надійної роботи.

Advantech має відмінну науково-дослідну базу та багаторічний успішний досвід в області залізничного транспорту і проводить комплексні випробування продуктів CompactPCI перед їх відправкою з заводу, щоб гарантувати якість та надійність продукції. Тому системні інтегратори можуть бути впевнені, що під час майбутніх оновлень системи не виникне проблем з несумісністю обладнання.

Системна діаграма

.

Реалізація проекта:

  • MIC-3023:    Корпус 3U CompactPCI для різноманітних типів карт 3U
  • MIC-3332:    3U CompactPCI PlusIO, чотирьох'ядерний процесор Intel 6-го покоління, блейд-сервер
  • MIC-3954C: Послідовна несуча плата CompactPCI 3U з 2,5" твердотільним накопичувачем SATA
  • MIC-3955:    Карта послідовного зв'язку 3U CompactPCI RS-232/422/485
  • MIC-3956:    Блок вхідного живлення CompactPCI DC110V 3U
  • MIC-3958C: 3U CompactPCI 4 порта M12 X-Code Ethernet карта
  • MIC-3958D: 3U CompactPCI 3 порта / 5 портів M12 X-Code Ethernet-комутатор

Висновок

Щоб задовольнити потреби в великомасштабному зборі даних і високошвидкісних обчисленнях для монтованої на потязі системи моніторингу пантографів, системному інтегратору потрібне мультисистемне рішення, але їм також доводилося вирішувати проблему обмеженого місця для установки і відведення тепла.

Модульні стандартні продукти CompactPCI 3U від Advantech  -  надійне рішення з чудовою продуктивністю, оптимізованим тепловідводом, гнучкою конфігурацією, легким розширенням і простим обслуговуванням. Системний інтегратор скористався CompactPCI через його численні переваги. Змонтована на потязі система пантографічного моніторингу була успішно розроблена і впроваджена в багатьох містах на півдні Китаю і стала стандартним рішенням для забезпечення стабільного енергопостачання і безпеки руху в потягах.

Обладнання, яке може бути використаним в цьому рішенні

CompactPCI 3U комунікаційна плата розширення Advantech MIC-3955 на 4 послідовних порти RS-232/422/485

CompactPCI плата розширення MIC-3955

CompactPCI 3U комунікаційна плата розширення Advantech MIC-3955 на 4 послідовних порти RS-232/422/485