Рішення бездротового зв'язку для дистанційного моніторингу в системі метро Бостона
Вступ в проект
З розвитком мережевих технологій все більше залізничних поїздів тепер готове до роботи в мережі. У системах метро - найважливішої частини міського транспорту - мережі 4G і WiFi стають все більш популярними в якості кращою архітектури зв'язку між потягами і землею. Встановивши рішення IP-мережі для віддаленого моніторингу потягів, центри управління рухом і диспетчерські пункти можуть безперешкодно спілкуватися з машиністом поїзда, одночасно спостерігаючи за кабіною поїзда через NVR. Цей тип рішення також може своєчасно оновлювати вміст інформаційної системи пасажира (PIS) в салоні і полегшувати дистанційне керування потягом.
У відповідь на зростаючу хвилю мережевих залізничних потягів виробники і підрядники вкладають кошти в дослідження і розробки. Проте, при розробці нових потягів зазвичай зустрічається ряд проблем: як спроектувати потяг метро, який може адаптуватися до різних міст, регіонів або країн при дотриманні повної відповідності та / або внесення лише незначних коректувань; і як зменшити проблеми сумісності, викликані різними комбінаціями продуктів. Якщо дві основні проблеми не можуть бути вирішені належним чином, запуск нових поїздів може негативно вплинути на продукт. Це може привести до штрафів через недотримання термінів поставки за контрактом.
Рішення бездротового зв'язку «потяг-земля» від Advantech забезпечує можливість перемикання між різними мережевими послугами та послугами оператора зв'язку для задоволення потреб багатомережевий або багатонаціональних мережевих додатків. Більш того, рішення включає в себе все обладнання, необхідне для підключення до мережі потяг, що усуває необхідність в пошуку продуктів і проведенні тестування сумісності. Це дозволяє виробникам зосередитися на розробці потяг, прискорює завершення проекту і забезпечує своєчасну доставку нових потяг власнику проекту.
Системні вимоги
Всесвітньо відомий виробник потяг і постачальник рішень виграв тендер на реконструкцію потяг Boston Metro в Сполучених Штатах. Цей контракт вимагав поставки сотень потяг наступного покоління. Щоб збалансувати ефективність і безпеку роботи метро, забезпечуючи при цьому зручну і комфортну поїздку, виробники потяг повинні були відповідати більш ніж 100 суворим стандартам щодо структури транспортних засобів, контролю безпеки і управління якістю.
Крім того, виробник потягів зазвичай вибирає апаратні продукти від різних постачальників для завершення розробки IP потягів. Однак цей процес створив складності; під час консолідації і тестування часто виникали технічні труднощі. Через труднощі в розподілі обов'язків, процес коштував розробнику значного часу і зусиль для вирішення цих проблем.
Тому, щоб зосередитися на розробці нових потяг, виробник вирішив придбати обладнання у одного постачальника, який задовольняв наступним умовам:
- IP-мережа для потягів, побудована з використанням сертифікованого залізницею бездротового маршрутизатора і комутатора Ethernet
- Залізничний сертифікований ПК для інтерфейсу HMI і дисплей відеоспостереження (CCTV)
- Компактний розмір для легкої установки в обмеженому просторі всередині вагонів
- Конструкція з широким діапазоном температур, щоб протистояти екстремальним сезонним умовам експлуатації
- Кілька слотів для SIM-карт, модулі LTE і модулі WiFi для задоволення потреб багатомережевий або транснаціональних мереж
- Автоматичне перемикання мережі для забезпечення безперебійної передачі даних
Огляд Системи
Рішення бездротового зв'язку «потяг-земля» від Advantech складалося з трьох продуктів: 10,4-дюймовий безвентиляторний ПК ITA-8100, маршрутизатор LTE EKI-9502G, встановлений в локомотиві, і керований комутатор Ethernet EKI-9516, встановлений в кожному вагоні потягу.
З цією конфігурацією все зображення і дані, що відносяться до потягу, можуть бути завантажені і вивантажені через мережі LTE або WiFi. Для завантаження дані для центру управління передавалися в EKI-9502G через мережу, приймалися ITA-8100, а потім передавалися в EKI-9516 і систему відображення інформації про пасажира (PIS) кожного вагона для показу інформації для пасажирів в режимі реального часу. Для завантаження NVR кожного вагона передавав дані в ITA-8100 через EKI. У разі виникнення ненормальної ситуації система активно завантажувала дані в центр управління рухом. Центр управління рухом або диспетчерська також активно отримують доступ до відеоданих через мережу.
Три продукту Advantech були розроблені для застосування на залізниці і тому мали деякі еквівалентні технічні характеристики. Наприклад, продукція пройшла міжнародний стандарт EN 50155. Антивібраційні, протиударні і протиінтерференціонні можливості відповідали залізничним додаткам: роз'єми M12 були обладнані для запобігання ослаблення, викликаного вібраціями від потягу, і розмір виробу також відповідав компактним розмірам проекту, що дозволило заощадити на місці установки і зручно розмістити в купе поїзда. Широкий діапазон робочих температур (від -40 ° C до 70 ° C) забезпечив нормальну роботу системи як в умовах високої, так і низької температури. Коли потяг повертався на станцію техобслуговування без системи кондиціонування, операторам не потрібно було турбуватися про низьку зимову температуру в Бостоні, яка впливає на роботу системи.
Крім того, автомобільна мережа була побудована за допомогою двох продуктів EKI. EKI-9502G, який надавав до восьми слотів для SIM-карт, чотири модулі LTE і два модуля WiFi, був ключем до реалізації багатомережевий або транснаціональних мережевих послуг і забезпечував автоматичне перемикання мереж. Через новітній промисловий стільниковий маршрутизатор Advantech поїзд отримав сигнали з модулями LTE під час роботи. Коли поїзд увійшов на станцію або повернувся на станцію техобслуговування, він підключився до WiFi для передачі сигналів, що дозволило скоротити витрати на мережевий зв'язок. Якщо сигнал SIM-карти певного оператора зв'язку був слабким, EKI-9502G автоматично переключався на SIM-карту іншого оператора або перетворювався з LTE в WiFi відповідно до силою сигналу, таким чином гарантуючи, що поїзд завжди був підключений до мережі.
В рамках проекту були встановлені два ITA-8100 в локомотиві, які, з одного боку, служать інтерфейсом для машиніста, а з іншого - системою відеоспостереження, підключеної до мережевого відеореєстратора (NVR), для відображення зображень кожного вагона. На додаток до функцій, згаданих вище, ITA-8100 також надав функцію автоматичного регулювання яскравості, щоб запобігти мерехтінню джерела світла, коли поїзд входив і виходив зі станції, дозволяючи машиністам поїзда залишатися зосереджено сфокусованими на екрані, не роблячи ручних налаштувань. Ця функція допомогла запобігти ризику відволікання водія.
Впровадження проекту
ITA-8100: EN 50155 10.4" Інтерфейс водія машини
EKI-9502G: EN 50155 M12 Wi-Fi / сотовий маршрутизатор
EKI-9516: EN 50155 16-портовий керуючий гігабітний Ethernet-коммутатор
Висновок
Для подальшого вдосконалення моніторингу безпеки потягів, ефективної системи управління операціями та якості обслуговування пасажирів було необхідне використання IP-адреси. Advantech не лише запропонував комплексне рішення бездротової зв'язку "поезд-земля", і запропонував професійну допомогу для середнього розвитку проекту. Багатий арсенал успішних прикладів Advantech дозволяє виробникам і підрядчикам потягів швидко розробити потяги нового покоління на базі IP для задоволення жорстких вимог клієнтів.
Проект реконструкції потягів в Бостонському метро був успішно завершений, і багатостороннє обслуговування Advantech було визнано виробником потягів. Виробник продовжує співпрацювати з Advantech за проектом модернізації залізнодорожніх мереж в США та Європі.