軌道交通這幾年成為自動化應用的當紅炸子雞,除了大陸基礎建設的龐大商機所引爆的驚人需求外,自動化技術本身的快速提昇,也刺激了業者的導入動力,不過軌道交通系統的專業程度相當高,業者在導入時若選擇使用一般設備,穩定度極有可能不符系統所需,輕則不時當機,重責可能造成人命傷亡,因此釐清軌道交通設備的採購重點,將是系統導入時的第一考量。
選擇軌道交通的控制產品,首先最好採用無風扇設計,無風扇是工業電腦產品的特色之一,由於風扇是機械式運轉,其壽命往往遠低於主機板上的其他IC零組件,因此常會是系統故障的主因,然而風扇是系統散熱的主要工具,一旦拿掉風扇,「熱」就成為大問題,再加上為防止灰塵、水的侵入,導致系統不穩定,多數工業電腦產品都採密閉式設計,更大幅提高了散熱的難度,因此能否兼具無風扇的穩定與散熱問題,是系統整合廠商選購軌道交通主機板的重點之一,這部份可請主機板廠商提供長期測試的參數,藉以證明該產品的無風扇設計,能否在密閉空間下,長期而穩定的運作。
第二個重點則是寬壓設計,一般的工業電腦板卡的電源輸入埠多為12VDC單壓,多壓設計則為12、19、24等3種VDC埠,不過軌道交通系統大多為多工設計,必須同時支援多種設備,傳統的單壓與多壓,並不符合此一領域需求,系統整合業者可選擇寬壓設計的板卡,寬壓設計除了可彈性支援更多設備外,也可減少主機板本身的排線,降低設計複雜度,同時也有效提昇運作的穩定性。
穩定、整合、擴充
第三個重點是CPU的選擇,軌道交通系統的功能多元,對CPU的等級需求也不一,不過共通的一點依然是穩定,前文提到,軌道交通設備多採密閉式的無風扇設計,因此「熱」的處理就成為重點,系統整合業者可以用低功耗的CPU,如Intel的Atom系列。
軌道交通系統對高速匯流排設計與網路連線的需求也相當高,在高速匯流排方面,現在一般的選擇是PCIe,不過在體積考量下, Mini PCIe會是較佳選擇,另外系統內所有設備都必須鏈接到後端平台外,部份佈線不易的設備,也需內建長距離無線通訊技術,以方便操作人員遠端控制設備,現在主流的長距離通訊技術是4G,不過現在市面上的硬體供應商往往將Mini PCIe與4G分開設計,這使得系統在整合時,必須多花時間與成本重新設計一個安置SIM卡插槽的位置,現在已有工業主機板內建SIM卡插槽,讓系統廠商可以輕鬆整合3G網路,省下時間成本。
在擴充性方面,軌道交通系統的輸出設備並未一致,端看使用端所需,在此情況下,系統主機板的擴充彈性的重要性就被突顯出來,選擇EPIC規格主機板可以針對需求,往上堆疊不同功能的模組板卡,最高可到4層,不過EPIC規格的選擇並非必須,端視應用端需求以軌道交通的出入口閘門為例,由於出入閘門的功能多元,必須同時處理讀卡機、LED螢幕、警示系統、閘口出入控制、身份識別等,這些功能要逐一附加,對主機板的擴充彈性需求頗高。
抓住訣竅才能事半功倍
最後就市場面來看,軌道交通市場目前仍以中國大陸最為蓬勃,尤其是中低速的城市軌道基礎建設(地鐵),根據中國產業內部的估計,到「十二五」計畫末期,中國地鐵的營運總里程將達3,000公里,2020年可達7,000公里,20年內的車廂總節數機從現在的3,500節成長到1萬7000節,商機之龐大可望而之。
大陸的軌道交通建置要求一步到位,因此對自動化的需求相當高,不過雖然系統整合商對工業電腦需求甚殷,但也非所有產品都照單全收,除了上述的產品採購重點外,產品長供期保證也相當重要,一般軌道交通系統的IT平台汰換周期約為6年,能否在這6年內提供完整的維修保證,是業者選擇供應商的必要考量,長供期保證與切合使用端需求的設計,都是軌道交通產業對其產品的必要條件,系統整合廠商在採購產品,若能抓住這些訣竅,對系統上線將有事半功倍的效益。