CPCI工控机产品在铁路车辆统计中的应用

2015-07-29

一、 系统概述

 

火车在诸路段运行期间,各铁路局有必要也必须对驶经本辖区的车辆进行监控统计。应用于此的工控机,传统使用的是PCI总线的金手指插卡形式。由于设备靠近铁轨,火车经过时会对其造成震动影响,金手指连接方式不牢固的缺点就明显的暴露出来,容易出现系统运行不稳定、信号采集不完整、通信错误等问题,而一旦设备出现问题进行维修时还必须将其停止运行。面对铁路运输任务日益繁重、对开车辆逐渐增多的现状,使用CPCI产品代替原有IPC工控机是一大趋势。

 

二、 系统要求

 

CPCI标准是一种新的开放式工业计算机标准,它具有开放性、良好的散热性、高稳定性、高可靠性及可热插拔等特点,适用于工业现场、实时数据采集、 仪器测量,共同特点是模块化、强固结构设计,主要由三项领先技术综合而成:

1、PCI局部总线的电气特性。

2、工业级欧洲卡封装结构和规格

3、2mm高密度针孔连接器

从机箱前/后面插拔板卡,板卡通过连接器和导轨固定,前面板还有紧固螺丝,竖直安装的板卡,改善了散热条件,比PCI的金手指连接具有更好的抗冲击、抗震动特性。针孔连接器完全气密的特点,使得板卡抗腐蚀性大大提高,并且增加了负载能力。更具吸引力的特点是热插拔,就是在运行系统不断电条件下,拔出或插入功能模板,而不破坏系统的正常工作的一种技术,这大大提高了设备的易维护性。

 

三、 系统描述

 

火车车辆监控统计中,使用一整套CPCI设备,包括CPCI机箱、底板、主板、功能板等。在各路局路段交界处,将设备安放于铁轨附件的基站内,铁轨上置有数个传感器,其功能是探测过轨的车轮,每当有车轮经过,传感器均会发出相应信号,使用CPCI功能板将此信号采集、存储,进而实行下一步处理。比如可以据此得出经过车轮的数量,推算出火车车节数;根据采集信号的时间间隔,可以推算出火车行驶车速;根据传感器发出信号的先后顺序确定列车行驶方向。利用另一种CPCI解码板对车厢类型进行探测,大多客运车厢、货运车厢及其它功能车厢都有其独特的标签号,在列车经过时,通过解码板采集到各车厢的标签号,即可知悉所过列车执行的是何种运输。上述信息对于各铁路局对辖区内行驶车辆的统一调配具有重要意义。每种功能板都实现备份安装,这既确保了采集数据的正确性,又使得万一其中一块板卡失常,另一块仍然继续工作,不影响整个系统的运行。同时对于失常的板卡,可以直接从机箱内拔出,将新卡插入,充分利用CPCI产品热插拔特性,保证系统连续运行,方便维护。

 

四、 系统框图

系统构成示意图

 

五、 项目产品清单

 

上述功能利用研祥CPCI平台实现:选择4U机箱CPC-3414B,有14个CPCI插槽,配冗余可热插拔专用电源,风扇模块易于拆卸,方便维修。主控卡采用CPC-3713,这是一款凌动级别的系统板,具有高性能、低功耗的特点,集成了丰富的外围接口,板载1G内存,抗震动性强。为了满足使用多个串口进行数据传输的需求,另配功能扩展板卡CPC-8COM,它提供了8个串口,其中4个是RS232/422/485可调节的。在此基础上配合铁路部门专用的功能板卡,即可完成车辆监控统计。


例如可以采集到下述内容:

方向 车次 车速Km/h 辆数(节) 标签 开门 关门 时间

下行 K1711 35-47 16 1 70 70 2012.9.27  9:21

 

六、 EVOC产品优势

 

1、国内最强大的CPCI产品研发队伍,可提供国内最完善、最齐全的CPCI加固产品解决方案。

2、研祥CPCI产品应用于军工、通讯、轨道交通、安防、电力、钢铁等多个行业

3、产品经过如性能、功能、可靠性、可维护性、抗震动性、抗冲击性、抗宽温环境变化性等各种测试,完全能保证其产品的稳定性与可靠性。

 

七、 结论

 

综上所述,CompactPCI是PCI总线的电气和软件加上欧洲卡,它具有在不关闭系统的情况下的“即插即用“功能,该功能的实现对高可用系统和容错系统非常重要。使用CPCI产品,可以缩短开发时间、降低维护费用、提升系统的整体性能。随着国家对铁路建设的大力投入,也随着高速铁路的大力发展,铁路系统对其设备的稳定性和可靠性要求越来越高。研祥人用实际行动创造出高可靠的研祥产品。


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