账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
智慧交通设计大不同
稳定 宽温 适地性

【作者: 王明德】2017年01月20日 星期五

浏览人次:【8332】

智慧交通系统是工业电脑应用中相当重要的一环,由于交通系统对于效能的需求,并不如稳定性与强固性等要求来得迫切,因此相当适合工业电脑厂商切入;此外,相对于消费的电子产品环境,设置于智慧交通控制的电子产品所面临的环境往往更为严苛,因此交通控制的产品规格甚至比工业规格更高,因此通常系统整合厂商都会与工业电脑业者合作,采用高规格电子零组件,来完成其目标。


交通系统相当复杂,其组成元素包括路口与道路、车辆与驾驶、车辆与设备,车辆与车辆、驾驶人与驾驶人等不同元素的整合,这些不同元素的沟通连结与组合,与之间资讯的整合分享,就是交通系统的智慧化所在。


不过这些元素要相互链结整合,其难度相当高,首先各设备在严苛环境中能否顺畅运作,对系统整合商来说就是难题,因此在整合系统之前,如何让设备能在艰困环境中「存活」,将是首要任务。


宽温设计 让系统运作更稳定


与其他应用相较,交通系统对设备的需求差异相当大,仔细分析可以看出,智慧交通系统基本上可以分成「严苛环境」与「长时间运作」两大面向,交通建设绝大多数的设备,必须24小时暴露在户外,而户外严苛的环境,绝非室内可以比拟,以高速公路为例,一部架于路边的测速器,必须面对白天太阳的高温、路上的灰尘、车辆行驶的震动、寒暑的高低温差,即便是位于轨道系统中的列车号志,也要抵挡列车行驶的强震、多尘与油污,这些情况都对交通设备带来严苛的挑战。


宽温主要的要求,是在任何环境中,设备都可顺利启动并运作,不会因气温变化而停摆,在交通​​应用中,设备的置放地点通常是户外,长时间的阳光曝晒或高纬度国家的低温,都对设备带来集严苛的挑战,因此宽温将会是智慧交通系统不可或缺的设计。


除环境恶劣外,交通系统的另一挑战是稳定的长时间运作,一般来说,铁路与机场的营业时间至少都有18小时,公路更是24小时不中断,在倚赖交通设施甚深的情况下,若在尖峰时刻,高速公路上的收费系统故障,或地铁售票、机场航班系统故障,势必产生相当的不便与困扰。因此,长时性与稳定性是智慧交通系统的基本要求。


针对这部份,工业电脑的产品可分为2类,一是置于车上,用来作为车队管理的车载电脑,二是属于基础建设的各类自动化架构,包括地铁、公路等系统应用设备,但无论是车载或交通系统使用的电脑,都必须符合其环境要件。


环境耐受度 将是设计重点


由于传统电脑多是以「空调室」为其设定的使用环境而做的设计,工业单板电脑虽可在稍微恶劣的环境中运作,要用到交通领域,就可能力有未逮,尤其交通系统不只会有环境干扰,还有可能遭到物理破坏,包括人为的蓄意敲打或车辆事故的无意撞击,都会对设备造成极大伤害,因此,强固设计已是交通系统的必要设计。


因此智慧交通系统所使用的设备,与一般电脑产品的使用模式完全不同,一般资讯产业都将电脑设计为「娇弱」型,必需依照特定程序开、关机,才能确保系统的安全,但对交通系统却完全不一样,以车载电脑举例,常是汽车引擎关闭,电脑也就跟着断电,这种「冲击性」的使用模式,对车载电脑的寿命也是一大冲击,面对此一状况,设计者当然不能要求使用者立即改变使用习惯,但如何将这类冲击降到最低,这是设计交通系统设备的严格考验。


此外,交通系统设备均靠「连结」进行监控、管理及通讯,加上整个系统无法直接辨识设备的连结是否完好,因此「坚固的连结」也成为交通设备重点设计考量,由于在交通产业电脑的使用上,设备长时间放在震动或冲击的环境底下,接线连结的完整性必须妥善设计,原因在于智慧交通系统中,设备的「环境耐受度」是最基本要求,不管设备是设计于车辆中或道路系统上,都非可以随时拆开检修,因此如何维护最佳的稳定运作,将会是设计时的优先的考量。


除了宽温与长时间运作,智慧交通系统还有其他重点设计,抗震就是其一,不管是车载电脑或路上的设备,都不断会有震动情况发生,这类环境与传统工业电脑完全不同,因此抗震设计,也是交通系统设备设计时必须考量的环结,像是风扇在长时间的震动下,使用寿命将会大幅缩短,这时就必须考量是否设计为无风扇架构,前面提到的通讯线路的连接处,也必须有特殊强化,以免因不断震动导致松脱。


另一个重点设计是防雷击,此一设计主要以道路上的交通设备为主,部份交通设备位于空旷户外,极容易因为雷击导致系统故障,因此必须有抗突波设计,电脑与电源的联结规划方面,由于交通设备的电源供应无法像在其他自动化环境稳定,因此I/O部位的规划防护与抗噪,也是智慧交通系统的重要设计。


不管单一设备如何设计,在现在的智慧交通系统中,这些设备都须与其他感测设备整合,而为求系统简化,两者的整合设计都必须尽可能简洁,在最简单的架构下完成连结,现在像是PoE(乙太网路供电)或PLC(Power Line Communication;电力线通讯),都是可用的技术,这些技术可同时提供数据与电力的传输,在智慧交通的应用将会逐步增多。


此外,在资讯处理方面,数据的大量化,对智慧交通系统设备而言,将是巨大考题,传统工业电脑目前都已可随时备份储存大量资讯,并在特殊状况下进行即时运算分析,不过当场景换到环境更严苛的交通环境中,相同的系统能否在即时而大量的资讯处理下,依然兼顾高效能的运算,而且还能考量到耗能,这就考验设计者的功力。


适地性需求远高于效能


总和以上论点,智慧交通系统的设计重点在于「适地性」,交通设备的设置环境非常多元,车载系统就有车体内部、车厢中,路上的设备更包括高架、路旁、隧道、桥梁,这些环境都各有其艰困挑战,所需求的设计重点也就各有不同,例如车体中的车载电脑,虽不需防雷击设计,但车辆启动时的强大电磁波,就有可能造成系统故障,车辆熄火时的遽然断电,也会缩短设备的使用寿命,因此这类设备就除了加强EMC/EMI设计外,设备本身也要有因断电关机的缓冲设计,让设备不致因车辆熄火就失去电力被强迫关机,另外位于高架上的设备,因为维修不易,就应有远端控制功能,当设备故障时,可先从远端了解故障原因,并可以简单方式排除故障(如重开机),让系统更易于维护。


就技术面来看,目前工业电脑的技术发展已然成熟,加上应用日广,因此智慧交通系统的多数需求,设计上稍加更动就可满足,而智慧交通系统的设计考量中,最适化往往远高于效能极大化,在此情况下,设备厂商的建置经验、创意、整合力与执行力,就成为市场竞争的胜出条件,谁能够充分利用现有技术,整合出最具附加价值的系统,谁就能在这场波商机中获取最大利益。


相关文章
由自驾车迈向智慧交通系统的进展
要落实交通智慧化愿景 产官两端心态都须调整
AI革命启动 垂直应用将陆续上路
打造最隹化智慧交通系统
「无人驾驶」,究竟谁来驾驶?
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 台达於2024年汉诺威工业展 发表智能制造与低碳交通解决方案
» 安防大厂齐聚Secutech2024开展 跨域整合安全与智慧应用大爆发
» 宏正响应净滩行动逾十年 减塑还原海岸线样貌
» 西门子Veloce CS新品协助硬体加速模拟和原型验证
» 数位部访视全球传动 见证5G专网结合智慧储运管理成


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK84Q3E9DBKSTACUKF
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw