一、系統(tǒng)概述

火車在諸路段運(yùn)行期間，各鐵路局有必要也必須對(duì)駛經(jīng)本轄區(qū)的車輛進(jìn)行監(jiān)控統(tǒng)計(jì)。應(yīng)用于此的工控機(jī)，傳統(tǒng)使用的是PCI總線的金手指插卡形式。由于設(shè)備靠近鐵軌，火車經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)對(duì)其造成震動(dòng)影響，金手指連接方式不牢固的缺點(diǎn)就明顯的暴露出來(lái)，容易出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、信號(hào)采集不完整、通信錯(cuò)誤等問題，而一旦設(shè)備出現(xiàn)問題進(jìn)行維修時(shí)還必須將其停止運(yùn)行。面對(duì)鐵路運(yùn)輸任務(wù)日益繁重、對(duì)開車輛逐漸增多的現(xiàn)狀，使用CPCI產(chǎn)品代替原有IPC工控機(jī)是一大趨勢(shì)。

二、系統(tǒng)要求

CPCI標(biāo)準(zhǔn)是一種新的開放式工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，它具有開放性、良好的散熱性、高穩(wěn)定性、高可靠性及可熱插拔等特點(diǎn)，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、儀器測(cè)量，共同特點(diǎn)是模塊化、強(qiáng)固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由三項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)綜合而成：

1、PCI局部總線的電氣特性。

2、工業(yè)級(jí)歐洲卡封裝結(jié)構(gòu)和規(guī)格

3、2mm高密度針孔連接器

從機(jī)箱前/后面插拔板卡，板卡通過(guò)連接器和導(dǎo)軌固定，前面板還有緊固螺絲，豎直安裝的板卡，改善了散熱條件，比PCI的金手指連接具有更好的抗沖擊、抗震動(dòng)特性。針孔連接器完全氣密的特點(diǎn)，使得板卡抗腐蝕性大大提高，并且增加了負(fù)載能力。更具吸引力的特點(diǎn)是熱插拔，就是在運(yùn)行系統(tǒng)不斷電條件下，拔出或插入功能模板，而不破壞系統(tǒng)的正常工作的一種技術(shù)，這大大提高了設(shè)備的易維護(hù)性。

三、系統(tǒng)描述

火車車輛監(jiān)控統(tǒng)計(jì)中，使用一整套CPCI設(shè)備，包括CPCI機(jī)箱、底板、主板、功能板等。在各路局路段交界處，將設(shè)備安放于鐵軌附件的基站內(nèi)，鐵軌上置有數(shù)個(gè)傳感器，其功能是探測(cè)過(guò)軌的車輪，每當(dāng)有車輪經(jīng)過(guò)，傳感器均會(huì)發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，使用CPCI功能板將此信號(hào)采集、存儲(chǔ)，進(jìn)而實(shí)行下一步處理。比如可以據(jù)此得出經(jīng)過(guò)車輪的數(shù)量，推算出火車車節(jié)數(shù)；根據(jù)采集信號(hào)的時(shí)間間隔，可以推算出火車行駛車速；根據(jù)傳感器發(fā)出信號(hào)的先后順序確定列車行駛方向。利用另一種CPCI解碼板對(duì)車廂類型進(jìn)行探測(cè)，大多客運(yùn)車廂、貨運(yùn)車廂及其它功能車廂都有其獨(dú)特的標(biāo)簽號(hào)，在列車經(jīng)過(guò)時(shí)，通過(guò)解碼板采集到各車廂的標(biāo)簽號(hào)，即可知悉所過(guò)列車執(zhí)行的是何種運(yùn)輸。上述信息對(duì)于各鐵路局對(duì)轄區(qū)內(nèi)行駛車輛的統(tǒng)一調(diào)配具有重要意義。每種功能板都實(shí)現(xiàn)備份安裝，這既確保了采集數(shù)據(jù)的正確性，又使得萬(wàn)一其中一塊板卡失常，另一塊仍然繼續(xù)工作，不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)對(duì)于失常的板卡，可以直接從機(jī)箱內(nèi)拔出，將新卡插入，充分利用CPCI產(chǎn)品熱插拔特性，保證系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，方便維護(hù)。

四、系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

五、項(xiàng)目產(chǎn)品清單

上述功能利用研祥CPCI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)：選擇4U機(jī)箱CPC-3414B，有14個(gè)CPCI插槽，配冗余可熱插拔專用電源，風(fēng)扇模塊易于拆卸，方便維修。主控卡采用CPC-3713，這是一款凌動(dòng)級(jí)別的系統(tǒng)板，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，集成了豐富的外圍接口，板載1G內(nèi)存，抗震動(dòng)性強(qiáng)。為了滿足使用多個(gè)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，另配功能擴(kuò)展板卡CPC-8COM，它提供了8個(gè)串口，其中4個(gè)是RS232/422/485可調(diào)節(jié)的。在此基礎(chǔ)上配合鐵路部門專用的功能板卡，即可完成車輛監(jiān)控統(tǒng)計(jì)。

例如可以采集到下述內(nèi)容：