摘要：
本文介紹了華北工控的嵌入式工業(yè)計算機(jī)在軌道交通系統(tǒng)中的應(yīng)用，該基于Atom平臺的系列產(chǎn)品以其高處理能力、豐富的接口、超低的功耗、無風(fēng)扇靜音、靈活的擴(kuò)展工程等特性在城市軌道交通行業(yè)解決方案中有出色的表現(xiàn)。
一、 前言：
從1863年第一條軌道交通線路在英國倫敦開通以來，迅速成為人們重要的出行工具之一。而其中許多站臺上操作簡單的設(shè)施，更是為人們帶來了不少便利，包括自動售票機(jī)、檢票閘機(jī)、信息播放系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，都是由嵌入式系統(tǒng)隱藏其中一手掌控，華北工控的嵌入式工業(yè)計算機(jī)便在其中扮演了重要的角色。
作為嵌入式工業(yè)計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，華北工控針對城市軌道交通產(chǎn)業(yè)形成了完整的產(chǎn)品線，行業(yè)系列產(chǎn)品以其高處理能力、豐富的接口、超低的功耗、無風(fēng)扇靜音、靈活的擴(kuò)展工程等特性成為城市軌道交通行業(yè)解決方案的首選品牌。在廣州地鐵8號線、西部機(jī)場等重大項(xiàng)目中均有出色的表現(xiàn)。
二、英特爾Atom平臺及特點(diǎn)
綠色環(huán)保意識的增強(qiáng)，產(chǎn)品的功耗與散熱成為備受矚目的焦點(diǎn)。作為發(fā)熱大戶處理器當(dāng)然是需要技術(shù)創(chuàng)新來做保障的。英特爾在2008年3月初發(fā)布了新的低功耗處理器家族，命名為Atom。
英特爾Atom處理器是英特爾歷史上體積最小和功耗最小的處理器。Atom基于新的微處理架構(gòu)，專門為小型設(shè)備設(shè)計，旨在降低產(chǎn)品功耗，同時也保持了同酷睿2雙核指令集的兼容，產(chǎn)品還支持多線程處理。而所有這些只是集成在了面積不足25平方毫米的芯片上，內(nèi)含4700萬個晶體管。而11個這樣大小的芯片面積才等于一美分硬幣面積。
Atom基于45納米工藝和hi-k技術(shù)制造。產(chǎn)品的熱設(shè)計功耗為0.6瓦到2.5瓦之間，但是處理器的頻率卻能達(dá)到1.8GHz。而目前主流的酷睿2雙核處理器的熱設(shè)計功耗也要25瓦-35瓦。英特爾Atom處理器專門設(shè)計用于體積小、功耗低的應(yīng)用場合。
Atom平臺的特點(diǎn)：
三、基于Atom處理器的嵌入式平臺在軌道交通產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用
交通工具的不斷演化讓人們對出行的要求越來越嚴(yán)格，努力締造安全、快速、舒適的乘車環(huán)境成為所有系統(tǒng)集成商的目標(biāo)?？吹靡姷氖前踩珶o誤的運(yùn)行，看不見的是可靠的產(chǎn)品性能。
在軌道交通產(chǎn)業(yè)由于環(huán)境封閉，空間受限，打印、報警等外接設(shè)備多，因此要求產(chǎn)品具備體積小巧、功耗低、散熱性能、抗震、防塵、接口豐富等優(yōu)勢，而這些特點(diǎn)無疑都是Atom處理器所擁有的，所以英特爾Atom處理器由于被廣泛應(yīng)用于軌道交通產(chǎn)業(yè)。
嵌入式工業(yè)計算機(jī)在軌道交通中的應(yīng)用主要集中在自動售檢票AFC系統(tǒng)、乘客信息導(dǎo)引系統(tǒng)PIS系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)BAS系統(tǒng)等，每一個系統(tǒng)應(yīng)用都對嵌入式計算機(jī)提出了不同的要求。
軌道交通自動售檢票系統(tǒng)（AFC）
軌道交通自動售檢票系統(tǒng)（AFC）是由中央計算機(jī)、編碼/分揀機(jī)、車站計算機(jī)、車站AFC現(xiàn)場設(shè)備（進(jìn)/出閘機(jī)、雙向閘機(jī)、自動售票機(jī)、票房售票機(jī)和自動驗(yàn)票機(jī)）、車票及通信網(wǎng)絡(luò)組成。工控機(jī)在AFC系統(tǒng)中多用于閘機(jī)、自動售票機(jī)、半自動售票機(jī)中。
華北工控的閘機(jī)解決方案采用X86的Atom系統(tǒng)平臺，架構(gòu)靈活，方便擴(kuò)展，支持第三方開發(fā)。此外，由于閘機(jī)的環(huán)境多處于半封閉狀態(tài)，因此對環(huán)境溫度要求較高，體積受限，華北工控的系列產(chǎn)品針對閘機(jī)的特殊應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計，功耗低，散熱性能好，采用無風(fēng)扇設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧。
除閘機(jī)外，華北工控的系列產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于自動售票機(jī)、半自動售票機(jī)、自動充值機(jī)等系統(tǒng)。自動售票機(jī)由于安裝環(huán)境比較復(fù)雜，從地下地鐵站到地上輕軌站，地理位置的變化帶來環(huán)境的差異非常大，華北工控的解決方案不僅擁有豐富的串口，還可應(yīng)對各種苛刻的環(huán)境要求，在售票系統(tǒng)中擁有出色表現(xiàn)。
AG-6570是華北工控專門為城市軌道交通AFC系統(tǒng)量身打造的一款高性能無風(fēng)扇準(zhǔn)系統(tǒng)，它基于Intel945GSE+ICH7M芯片組，板載Intel Atom N270處理器，一條200Pin DDDRⅡ SO-DIMM插槽，最大支持2G DDDRⅡ400/533MHz內(nèi)存，北橋集成GMA 950，支持VGA/LVDS/DVI顯示，6COM，4USB2.0，2SATA，IDE，CompactFlash，DI/O等。具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，且功耗低，整合性能強(qiáng)勁，在軌道交通檢票系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢。
TVM-6571是一款針對軌道交通自動/半自動售票應(yīng)用而研發(fā)的行業(yè)專用產(chǎn)品，基于Intel Atom處理器，功耗低，性能強(qiáng)勁，接口豐富，支持VGA/LVDS/DVI顯示，擁有PCI、Mini-PCIE、10COM，4USB、2SATA、IDE以及CompactFlash，為多樣的終端設(shè)備介入提供了可能。TVM-6571結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，機(jī)殼采用獨(dú)家設(shè)計，堅(jiān)固抗震，散熱性能好，非常適合在自動/半自動售票系統(tǒng) 應(yīng)用環(huán)境中使用。
乘客信息導(dǎo)引系統(tǒng)PIS系統(tǒng)
軌道交通的乘客信息導(dǎo)引系統(tǒng)（PIS）是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計算機(jī)系統(tǒng)為核心，以車站和車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)。一般采用標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)、解碼卡、視頻卡、交換機(jī)組合而成。華北工控產(chǎn)品在PIS中的應(yīng)用分成兩類，一種是站臺上用于信息引導(dǎo)，另一類是在運(yùn)行的車輛上，用于播放各種資訊。
PIS系統(tǒng)對于工控機(jī)等設(shè)備的性能除了主頻、內(nèi)存、硬盤、顯卡等基本要求外，由于軌道交通設(shè)備工作環(huán)境特殊，在高可靠性的同時，還要求有很好的抗震性能。此外，還要求有低功耗無風(fēng)扇設(shè)計、體積小適合車內(nèi)狹小空間安裝、方便拆卸、可以擴(kuò)充插卡等要求，華北工控的系列產(chǎn)品都可以做到。
站臺乘客信息導(dǎo)引系統(tǒng)應(yīng)用中，華北工控的BIS-6310、BIS-6540LC、BIS-6540HD、BIS-6520、BIS-6550HD均有良好的應(yīng)用。
BIS-6550是一款適用范圍廣泛的高清多媒體播放器，它基于Intel Atom處理器平臺，采用華北工控已注冊商標(biāo)的冰翅外觀，內(nèi)部高效的銅管散熱設(shè)計，提供高性能低功耗的無風(fēng)扇安裝方式。媒體接口包括VGA，HDMI，S_VIDEO，TV-out，搭配高清硬件解碼卡滿足全高清視頻格式的播放；CF插座，SD讀卡器，2個SATA2接口提供多樣的存儲模式；2個標(biāo)準(zhǔn)USB2.0端口；內(nèi)置的WIFI和千兆以太網(wǎng)提供靈活的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境；可選的外置USB無線高清電視調(diào)協(xié)器。工業(yè)級嵌入式主板和高效散熱的無風(fēng)扇設(shè)計使其適應(yīng)軌道交通應(yīng)用對于震動、體積小、接口豐富等要求，是PIS系統(tǒng)的理想解決方案。
而工業(yè)計算機(jī)在車廂內(nèi)的乘客信息導(dǎo)引系統(tǒng)應(yīng)用中除了需要具備站臺環(huán)境下的多串口、小體積、低功耗等特點(diǎn)外，由于列車的運(yùn)行會造成劇烈的震動產(chǎn)品還需要擁有出色的抗震性能呢。華北工控的系列產(chǎn)品BIS-6620等在實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用中都以優(yōu)異的表現(xiàn)證明了在該應(yīng)用中的良好性能。
BIS-6620是一款結(jié)構(gòu)小巧緊湊，方便使用的瘦客戶機(jī)，采用目前Intel最流行的Menlow平臺，使得整機(jī)具備強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，功耗最大僅5.5W，無噪音設(shè)計，具有SATA、SD和CF卡多存儲手段，顯示終端的多樣性為客戶提供更多的可選擇性，客制化的擴(kuò)展槽可以提升外圍的擴(kuò)展彈性，在軌道交通多媒體信息播放應(yīng)用領(lǐng)域有著出色的表現(xiàn)。
調(diào)度集中系統(tǒng)CTC
調(diào)度集中系統(tǒng)CTC在計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信號技術(shù)高度發(fā)達(dá)以及DMIS系統(tǒng)成功實(shí)施的基礎(chǔ)上,提出來的一種新型的行車指揮和信號控制設(shè)備，同時也帶來一種新的高效的運(yùn)輸組織管理模式。華北工控的工業(yè)計算機(jī)是整個系統(tǒng)中的控制中心。通過對前端車輛信息的及時互動反饋，控制中心根據(jù)行車速度、車輛距離等數(shù)據(jù)給出最優(yōu)的通行解決方案。調(diào)度中心人員可實(shí)時監(jiān)控所有車輛的運(yùn)行軌跡、運(yùn)行速度等有效信息。在突發(fā)事件發(fā)生時該系統(tǒng)還具備自動報警功能。
調(diào)度集中系統(tǒng)的可靠性、安全性決定了列車運(yùn)行的安全可靠。所以，軌道交通的調(diào)度集中系統(tǒng)對工業(yè)計算平臺的穩(wěn)定性和可靠性要求非常高，調(diào)度集中系統(tǒng)CTC一般采用嵌入式主板/無風(fēng)扇一體機(jī)/服務(wù)器/標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)與交換機(jī)組合而成，華北工控的準(zhǔn)系統(tǒng)BIS-311基于英特爾處理器，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)勁，穩(wěn)定性好，該系列低功耗、無風(fēng)扇產(chǎn)品采實(shí)現(xiàn)了軌道交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑?、信息化管理，完成對高密度城市軌道交通調(diào)度指揮控制。
環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)BAS
在地鐵這一不同于地面建筑運(yùn)行環(huán)境的公共交通工程內(nèi)應(yīng)用BAS系統(tǒng)除了要求完備的環(huán)境監(jiān)測功能以外可靠的防災(zāi)控制系統(tǒng)尤為重要。地鐵內(nèi)的環(huán)境復(fù)雜、設(shè)備眾多，難以單純的依據(jù)某一項(xiàng)指標(biāo)來進(jìn)行調(diào)控；同時，地鐵通風(fēng)口較少，乘客流量大，人員不易疏散，因此，BAS系統(tǒng)必須能夠控制全線車站的環(huán)境控制，有效確保其它設(shè)備安全、高效、協(xié)調(diào)的運(yùn)行，保證軌道交通運(yùn)行環(huán)境的良好舒適，并在突發(fā)事件時快速反應(yīng)，指揮相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)向危險模式，為地鐵乘車環(huán)境提供安全保證。
華北工控將存儲設(shè)備與控制中心分離，根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小分別采用DS-500或者DS-1240作為存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)保存、轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)操作系統(tǒng)非常簡便；采用FWMB-7851F或者FWMB-7833作為高端服務(wù)器，良好系統(tǒng)散熱設(shè)計，系統(tǒng)更穩(wěn)定，保證了數(shù)據(jù)的安全，并且延長硬盤使用壽命。
利用華北工控完全自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，針對地鐵的特殊條件和功能要求，該系統(tǒng)采用了超強(qiáng)的抗高溫、潮濕、粉塵等干擾的措施，華北工控的工控設(shè)備在系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)存儲設(shè)備和高端服務(wù)器，負(fù)責(zé)對整個地鐵環(huán)境的統(tǒng)一調(diào)度和環(huán)境監(jiān)測，對電梯、空調(diào)、照明、給排水等設(shè)備實(shí)時控制并最大效能優(yōu)化。當(dāng)火災(zāi)等特殊事故發(fā)生的時候，緊急模式提供安全保證。
四、總結(jié)
華北工控采用工業(yè)級配件及設(shè)計，性能穩(wěn)定，適應(yīng)各種寬溫、多塵、潮濕、震動的惡劣工作環(huán)境，可長期連續(xù)24小時無人值守運(yùn)行，確保系統(tǒng)運(yùn)行萬無一失，讓系統(tǒng)集成商更加專注于核心業(yè)務(wù)。
針對軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用的特殊要求，華北工控系列產(chǎn)品接口豐富，擴(kuò)展整合能力強(qiáng)勁，支持顯示、打印、報警等多種外接設(shè)備接入。通過完備的I/O和可擴(kuò)展能力，該系列產(chǎn)品為多功能應(yīng)用提供了更多選擇，適應(yīng)未來發(fā)展需求。
面對日益緊張的能源危機(jī)，高效、節(jié)能的新型交通方案已成為清潔交通理想的選擇。華北工控在研發(fā)過程中充分利用節(jié)能減排技術(shù)，采用獨(dú)特的散熱方案，大大降低系統(tǒng)發(fā)熱量，同時采用無風(fēng)扇設(shè)計有效提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。
華北工控的系列產(chǎn)品在北京地鐵、廣州地鐵、西部機(jī)場建設(shè)等國內(nèi)乃至國際重大項(xiàng)目中均有突出表現(xiàn)。
