基于ARBOR无风扇IPC的地铁自动化系统详细讲解

1 引言

地铁、轻轨、城轨、快轨等统称为轨道交通。如何利用先进的电子化手段提高轨道交通系统效率，获取城市交通客流信息服务与系统运营效益，保证投资者的回报，正在成为轨道交通系统运营商和投资商关注的焦点。

2 自动售票机解决方案

2.1 自动售票系统

自动售票系统主要由中心系统、车站系统、终端设备和车票四部分组成。

终端设备包括出/入站检票闸机、自动售票机、车站票务系统、自动充值机、自动验票机等现场设备。车票有单程票、储值票、特殊票。地铁自动售检票系统（afc），是基于网络、计算器、自动化控制、通信，完成地铁路网售票、检票、计费、收费、统计、管理全过程的自动化系统。使乘客能在乘坐地铁时，能够实现自动购票、自动检票、自动充值和自动查询等功能。系统框图参见图1所示。

图1 自动售票系统框图

2.2 自动售票终端

自动售票计程、计时收费模式终端采用全封闭的运行方式，以非接触式ic卡为车票介质，通过高度安全、可靠、保密性能良好的自动售检票计算机网络系统，完成地铁/轻轨运营中的售票、检票、计费、收费、统计等票务运营的全过程、多任务自动化管理。基于arbor公司arpex-1600计算机的自动售票机如图2所示。

图2 arpex-1600自动售票机

2.3 arpex-1600主机

（1）本案自动售检票系统中的arpex-1600控制计算器，应用于盘仪地铁自动售检票系统（afc）。arbor公司开发的一体化无风扇设计崁入式工控机arpex-1600，以高可靠性的无风扇设计确保系统长时间运作，紧凑超薄的防尘设计，确保系统的稳定及便于安装各种严苛的使用环境。

（2）arpex-1600控制计算器运用独家专利的message go！功能，可直接从arpex-1600机载文本显示器直接监控arpex-1600中各功能的运作状态，不需再另外再外接显示屏，提升后端维护的方便性，如图3所示。

图3

（3）arpex-1600售票控制计算机丰富的4个rs232串行端口口（其中2个支持rs422/rs485）及2个usb口，可连接周边，例如纸币识别器、硬币识别器、硬币找零机、led广告牌、以及触摸屏，同时arpex-1600内建独家的s.d.r （smart data recovery）技术，确保重要数据的不丢失，并具备数据回溯的功能。

3 流媒体解决方案

3.1 地铁流媒体

城市地铁工程包括多种施工项目与复杂工艺，除了要保障地铁车辆的安全高速正常运行，还需要相关配套设施的完善与跟进。这样，才能够健全整个地铁交通管网。

媒体播放系统就是这其中的项目之一，它不仅要无线接收和紧急插播系统指挥部门的报警信息，还要播放一般的地铁到站等宣传视频。可以说地铁流媒体承载着地铁人性化的整个活动。相比地铁测控系统而言，能够长时间适应地铁特殊环境稳定工作外，还必须担负视频处理的繁重工作。这就意味着机器本身需要有较高性能的cpu处理器和整体效能。

3.2 无风扇ipc研发

经过地铁项目组工程师的实验发现：要做到无风扇散热设计与视频播放繁重任务本身就很矛盾，市场上能够买到的高效能cpu处理器功率都在50w~120w之间，加上其他元器件的能量损耗，整机能够正常运行的功率在200w左右。这无疑给项目工程师出了很大的一个难题：在这样大的功耗下要用被动的散热片给机器做散热处理，导热铁片的体积起码要在0.5个平方米左右，这样一张办公桌大小的散热片是无论如何都不能够让客户接受的。

项目组通过测控系统与arbor公司的合作，希望arbor公司的hmi部门能够帮助解决此难题。arbor公司的研发工程师经过多次调研认证，结合intel公司合作伙伴的优势，选用了intel atom n270高性能低功耗cpu处理器，使得整机功耗在36w左右，然后加上arbor特殊的专利工艺，研制成功了地铁媒体播放机——arpex-2610。同样，经过地铁项目组对该机器的严格测试和实际运行，arpex-2610的无故障运行时间稳定在5万小时，能够支持windows及linux多操作系统，并通过ce、fcc、ul等多项国际认证。

3.3 arpex-2610特点

（1）intel atomtm n270 1.6ghz 32-bit x86 cpu核心；

（2）支持最大1600×120 （4:3）dvi输出；

（3）内置符号型lcm模块；

（4）隔离串口（rs-232/422/485）；

（5）内置免费opc驱动（仅 wince 系统版本）；

（6）被动散热系统（无风扇）；

（7）支持无线功能（可选）；

（8）内存备份可无限次恢复数据；

（9）方便安装/更换存储设备；

（10）2d/3d图形加速器。

3.4 基于arpex-2610的流媒体系统

专用主机型号：arpex-2610；操作系统：winxp；cpu处理器：intel atomtm n270；系统内存：2g；存储介质：160g hdd；网络：双千兆+wlan。基于研祥arpex-2610主机的流媒体播放系统如图4所示。

图4 流媒体系统

4 结束语

轨道交通是发达国家大中型现代化城市解决公众交通的必由之路。轨道交通以安全、舒适、方便、快捷等突出优点成为大城市解决交通结构、构筑立体交通运输网络、大幅度解决交通难题、改善城市环境的最佳方案。轨道交通的高效安全运行，是工业计算机ipc和嵌入式自动化系统的广阔工程领域。