高性能加固计算平台 赋能“智能轨交核心应用”
2024/9/6
3U CPCI-Serial系列涵盖了刀片式主板、背板、电源、机箱、散热系统、功能板卡等等。其市场定位非常明确。主要聚焦于智能轨道交通、工厂自动化、航天加固、医疗影像、高端加固模块化设备等关键任务场景。在这些领域中，客户对设备的稳定性，可靠性和性能要求极高，为了满足这些需求，3U CPCI-Serial应运而生。
N个智能车载应用
- 列车控制
- 轮距检测
- 障碍物检测
- 驾驶行为检测
- 自动受电弓检测
- 车载乘客无线服务
刀片式产品
提供“一站式”智能轨交解决方案
智能运维 安全出行
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研华提供不同产品方案满足客户多种场景的应用需求
经典方案
基于Intel第6代CPU为核心的CPCI-Legacy方案，高性价比，除了高速周边卡，同时还支持传统的32bit PCI总线I/O卡
高速方案
基于Intel第9代CPU，多PCIe3.0/SATA3.0/GbE/USB3.0等高速扩展，可扩展各类NVIDIA PCIe/MXM GPU卡, 独立SATA/NvME存储以及多口加固PoE网卡
➀ 受电工监测和辅助驾驶的融合性系统方案
近年来高铁技术在速度和智能化面迅速发展，对列车自我故障监测和障碍物检测以及辅助驾驶功能要求越来越高，对计算机数据处理和AI算法形成很大挑战。对于靠电力行驶的地铁与高铁而言，受电弓是为轨道列车采集和传送电力至铁路车辆的重要设备作为轨道列车采集和传送电力的重要设备，受电弓的健康与否攸关供电稳定性与行车安全性，由于受电弓的组成组件众多，因此其安全检测项目也相当繁琐，传统靠人力检查不仅缺乏实时性，也有效率不高与易于疏漏等问题。 近来，轨道列车已开始运用科技产品建置车载受电弓监测系统，藉此来侦测受电弓的实时状态，以便早一步发现设备的潜在问题。
华东区某铁路段客户寻求将受电弓监测与辅助驾驶系统进行融合的系统方案，实现对列车进行智能化管理
- 超过20个插槽的背板以便配置多个处理器来提供所需运算性能
- 多样化的I/O接口以满足各式各样的数据采集与传输需求
- 系统具备绝佳的扩充和兼容能力，可透过增加周边板卡满足未来扩充需求
- 配置各类GPU卡以及大容量独立存储,提升系统在图像处理运算等方面综合性能
- 良好的散热能力以及板端设计符合轨道交通EN50155/EN50121, GB/T24338/GB/T25119等行业标准
挑战
受电弓监测和辅助驾驶系统融合方案有很大挑战性，除了需要考虑安装空间的受限之外，还需要进行各样的高速对比与分析，例如技术整合挑战、数据处理和算法挑战、融合系统的安全性挑战、系统可靠性的挑战以及成本投资效益挑战。
解决方案
研华导入智能化融合性解决方案，主要包括以下硬件系统：
- MIC-332,Jetson AGX Orin™模块最高可达 275 TOPS
- MIC-330V1, Intel® 9代14nm Xeon®/Core™ 处理器 with CM246 PCH
- MIC-3821,可搭载4组 M.2 PCIe/NVMe 模块且每一模块最高速率可达PCIe 3.0 x4
优势
- 21槽19英寸紧凑型3U机箱可集成3个系统运算单元
- 通过客制化背板，该系统可以集成客户自研的I/O卡
- 3个运算单元可以通过背板千兆网络与交换板互联
➁ 轨交行业AI解决方案
客户长期致力于轨道交通列车控制网络、避障检测系统、列车运维、司乘视觉AI方案提供。 产品做融合系统信息处理，需要计算+AI一体的加固式主机,注重供应商资质以及长期供货稳定性，寻找市场占有量头部厂商。
挑战
新技术需要与现有轨道交通系统相适应且与原有设备无缝对接 AI 数据的收集和处理以及系统的稳定性等等都是对供应商的一次挑
解决方案
研华可提供整体解决方案，除特殊功能板卡，轻松实现整套融合计算系统
- 3U CPCI-S结构，尺寸小适合嵌入式应用开发，整体抗震性能好
- 采用CPCI-S高速连接器，系统可用带宽大，可提供PCIe/SATA/GbE/USB3.0等高速信号
优势
- 3U高度,21槽上架式机箱节约空间
- 机箱上下盖内置超薄风扇结合内部CPU板/显卡被动式一体化散热片方案，可支持高温70C工作环境，解决主板/显卡在狭小空间内的高温散热问题
- 主机可灵活扩展各类多样化高速/低速IO,如显卡/CAN/COM/网络/存储/wifi等
- 整机系统通过MVB、TRDP、CAN、LAN等总线对列车及各子系统进行控制、监测和故障诊断等，其中子系统包括牵引、辅助供电、制动、空调、旅客信息、车门、火警及其他辅助子系统。
- 可支持单系统/多系统扩展
➂有轨电车辅助预警系统
客户从事轨道交通设备研发，专注于列车安全运行防护和AI智能系统方案提供。
挑战
预警系统需要能够准确地检测到轨道电车周围的障碍物和危险情况，并能够及时向列车驾驶员发出警告，因此系统的精准性和实时性是关键挑战。
解决方案
采用研华3U CPCI-S板卡，作为核心处理单元
- MIC-330 i3-9代作为CPU板，处理通信和网络数据处理
- MIC-3810+T1000显卡作为视频卡接入的AI图形识别
- 研华标准的11槽CPCI-S背板与客户VME背板通过网络连接
优势
- 解决了可靠性和品质问题
- 解决了主机扩展灵活性问题
- 满足车载EN50121和EN50155的规范
➃智能交通在路旁信号和机车车辆中的解决方案
轨交行业龙头企业，针对智能交通在路旁信号和机车车辆中的解决方案有着头号发言权，对于交通系统的安全性、效率和可持续性具有重要意义， 2023年在华东某轨交车辆段进行提升优化，实现了“双卡双待”新模式，开启了新的行业需求，进而更为推动了安全，可靠，便于维护的新优势 。
挑战
智能轨交优化解决方案面临诸多挑战：技术融合，需要串联多个技术领域，如CPU&软件平台及机构设计需求；l系统电磁兼容/安规设计符合EN50121-4,GB/T 24338.5；lMTBF>105 小时，；高可靠 低功耗 无风扇 宽温 1+1 冗余系统。
解决方案
研华拥有丰富的设计能力，以及验证能力。在智能化路侧信号解决方案，确保客户实现交通系统智能化、安全化和可持续化的管理，方案主要包括以下硬件:
- MIC-3329: Intel Atom CPU板, 后出显示，网络，USB，4port串口
- MIC-3955*2: 8prot串口板
- MIC-3958*1: 网口板
- CPCI电源
优势
- 低功耗无风扇系统,采用Atom平台CPU10W,4G板载内存
- 实现宽温-40C – 70C
- 每系包括一个主板/网卡/串口卡,系统中自带一套切换单元，系统采用双机冗余方式与外部设备连接协调工作,正常情况下两套计算机系统同时运行，完成相同的任务、处理 相同的数据，切换单元会指定其中一台作为主机。当其中一台发生故障时，切换单元会给出切换信号，通知无故障的计算机系统切换为主机，以此保证系统正常运行
- 整个系统全部后出线，系统前面全部LED指示灯,便于现场维护; 系统关键单元的1＋1冗余防护，故障情况下无需人工干预的热备切换方便维护
- 采用符合EMC及安规要求设计
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