驱动智能交通的关键- 轨道交通专用工控机

随着全球都市化快速推进和人口密度增加，轨道交通已成为现代大城市不可或缺的交通基础建设。面对乘客流量不断增长、营运模式日趋复杂，以及对安全性和可靠性的更高要求，轨道交通系统必须加速智能化和数字化的转型。轨道交通专用工控机凭借强大的运算能力和数据处理功能，结合高度耐用性与可靠性，能在持续震动、强电磁波干扰（EMS）及极端气候等严苛环境下保持稳定运行，成为优化运营效率和提升乘客体验的关键支柱。广泛展现在列车控制、讯号系统、车厢安全监控和乘客信息显示等应用，不仅促进智慧交通的发展，也确保轨道交通能够满足现代城市的需求。

本文将深入探讨轨道交通专用工控机所面临的常见挑战及其必须具备的行业认证，并通过实际案例分享，全面剖析透过轨道交通专用工控机如何推动轨道交通的智慧化发展，最终成为智慧城市中不可或缺的核心推动力。

轨道交通专用工控机的四大关键特性

轨道交通专用工控机在推动交通智能化进程中面临诸多挑战，不仅需要克服恶劣的安装环境，还必须支持多样化的应用需求。透过四大关键特性，这些工控机为轨道交通系统的稳定运作提供了可靠的基础。

高可靠性与稳定性
列车运行中的持续震动、周围电子设备的电磁波干扰、不稳定的电流，以及机柜内的高温环境，对轨道交通专用工控机构成了严峻考验。为了确保高稳定性与可靠性，这些专用工控机需要具备耐震与抗冲击的能力，其中有些工控机甚至符合美国军规耐冲击震动标准 (MIL-STD-810H)。此外，安装环境中可能邻近如高压电力系统和讯号设备等电波干扰源，因此强化的防电磁干扰能力（EMS）也是不可少的。这些专用工控机普遍还支持宽温（-40°C到70°C）和宽压范围（9-48V），并采用无风扇、无线材的设计，以确保在严苛环境下仍能保持稳定运行。

强大的数据处理能力
轨道交通系统根据应用需求，需要实时处理和分析大量数据，以确保列车运行的安全性、运营效率和乘客体验的提升。这些应用可能涉及列车控制指令、讯号系统的状态、车厢内安全监控、乘客信息显示、列车位置、速度、车厢内外环境数据等。为此，轨道交通专用工控机必须具备优异的处理效能，以实现快速反应和实时分析。

丰富的I/O接口与灵活的扩展性
丰富的I/O接口与灵活的扩展性是满足轨道交通多样化应用需求的必要条件。通过PCIe、Mini PCIe 、M.2等插槽，轨道交通专用工控机能够快速添加各种附加卡、通讯模块、I/O模块或存储设备。此外，为了连接传感器、监视器等设备，以执行讯号控制、乘客信息显示和监控管理等应用，专用工控机需要拥有多元且充足的I/O接口。

低维护性
轨道交通系统需要长时间密集的运行，减少维护时间和人力成本至关重要，因此轨道交通专用工控机力求实现低维护性。除了采用无风扇、无线材等设计以及工业级防护来提高产品的可靠性外，各厂商也不断寻求有效的解决方案以缩短维护时间。例如，Cincoze 的轨道交通专用工控机将 Reset Switch、Clear CMOS Switch、AT/ATX Mode Switch、SIM 卡插槽与前抽取式硬盘等重要配置集中配置于前维护区，如此贴心的设计不仅优化了客户的快速维护和管理，也在处理紧急事件时有效缩短了运营中断的时间。

轨道交通认证与标准

作为主要的运输载体，轨道交通的安全性是首要任务。而安装于轨道交通系统中的工控机必须通过或符合多项认证和标准，以提升整体系统的安全性和可靠性。

EN50155
EN 50155 是针对轨道交通电子设备的国际标准，涵盖了温度、湿度、震动冲击、电磁兼容性、电源质量等多方面的要求。

- 温度范围：依据EN 50155标准，将温度适应性分为多个等级，其中 TX 等级是高阶的要求，需在-40°C至70°C的环境下长期稳定运行，且短时间内（10分钟）能耐受高达+85°C的温度，以应对极端的高温情况。

- 湿度：电子设备需具备在75%至95%相对湿度下稳定运行的能力。电子设备必须具备防结露设计，为避免因温度变化导致内部结露而造成损坏。

- 震动与冲击：列车运行中频繁震动和偶发冲击是常见的挑战。根据EN 50155标准，电子设备需通过IEC 61373测试。

- 电磁兼容性（EMC）：EN 50155引用了EN 50121-3-2 标准，要求电子设备具备优良的电磁兼容性（EMC）。这意味着电子设备在高压电力、讯号系统等强电磁干扰环境中，既要避免受到电磁干扰，也不会对其他设备产生干扰。

EN 45545-2
EN 45545-2 是欧洲针对轨道车辆的防火安全标准，旨在确保火灾发生时能够尽可能地保护人员的安全。该标准聚焦于车辆内部材料和部件的防火性能，将不同材料和部件划分为多个等级（R1至R28），并根据用途对阻燃性、烟雾密度和毒性提出具体要求。以轨道交通专用工控机为例，通常需符合 R24、R25 或 R26 的要求。根据测试结果，材料的防火性能被划分为三个危险等级（Hazard Levels，HL1、HL2、HL3），其中HL3是高阶的防火等级，适用于隧道中或风险较高的运行环境。

轨道交通相关的常见应用

车厢智慧监控
近年来，铁路系统的恐怖攻击事件屡见不鲜，为了确保乘客安全，火车上的实时监控变得愈益发重要。除了可以掌握车厢内的乘客冲突、拥挤情况、并可对异常情况发出警告，从而及时处理突发事件，保障乘客的安全。

案例分享：一家亚洲的铁路系统整合商将Cincoze DI-1000 整合于NVR(Network video recorder)系统中，进行车厢内实时监控，让驾驶员及控制中心能够迅速做出反应并采取必要的行动，确保铁路营运的安全。

自动化轨道检测车
轨道检测是轨道交通系统中至关重要的一环。传统的人工检测方法不仅费时，甚至容易出现误差，而自动化轨道检测车则提供了一个高效且精确的解决方案。这些检测车能实时监测轨道状态，例如磨损、变形、裂缝等问题，同时减少人工检测所需的时间和成本，确保轨道营运的稳定性和安全性。

案例分享：一家轨道维修检测设备的制造商，将Cincoze 轨道交通专用工控机安装在自动化轨道检测车上。由列车下方安装的镭射传感器和镜头拍摄影像，并透过成像系统进行轨道安全的精准判断。

火车讯号控制系统
火车讯号控制系统是轨道交通营运的核心，负责处理来自各类传感器的数据，包括列车位置、速度、行驶方向等，并实时发送指令以控制讯号灯、道岔及其他关键设施。此外，该系统还能根据实时的交通状况灵活调整列车行驶路径，从而优化轨道营运效率，确保运输安全与顺畅。

案例分享：亚洲的一家火车营运商将 Cincoze DX-1100 整合于火车讯号控制系统中，用于优化铁路列车的管理方案。Cincoze DX-1100 不仅负责收集来自车厢和信号系统传感器的数据，还能将GPS定位信息实时传输至行车控制中心，以确保列车运营的精确管理和高效调度。

乘客信息系统（PIS）
PIS（乘客信息系统，Passenger Information System）能有效改善乘客的乘车体验，为乘客提供准确的列车运行信息、下一站到达时间、换乘建议以及紧急公告等。除了基本的行车信息发布，PIS 还能整合娱乐系统，如播放影片、音乐和新闻，为乘客带来更丰富的乘车体验，让旅途更加愉快和便捷。

案例分享：一家北欧国有铁路公司希望透过乘客信息系统（PIS）提供实时信息的推播，包括路线图、到站景点信息、出发和抵达时间以及广告等，藉此丰富旅客的乘车体验并提高乘客的黏着度。为实现这一目标，他们选择了灵活配置且强固可靠的 Cincoze DE-1000 轨道交通专用工控机，为PIS系统提供稳定的运行支撑。

审核编辑 黄宇