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宸曜科技赋能自动驾驶电动列车
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2025-03-13 11:48:46来源: 中国机器视觉网

自动驾驶列车上的计算机需要能承受持续振动、耐高温,还要能够应对供电问题。客户在轨道交通应用中选择了宸曜Nuvo-GC系列,不仅因其抗振、耐高温同时可以提供出色的人工智能推理,并且在连接了PB系列备用电源模块后还能应对铁路电压不稳的情况。

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自主技术已经越来越多运用在了曾经需要人工操作的机器上,火车也不例外。将人工智能/机器学习推理能力与相机和传感器一起整合到列车上,列车就可以“看见”、“推理”,并通过感知“做出决定”。随着自主化技术的引入,轨道交通实现了转型,铁路行业的痛点得以解决并帮助基建工程师、列车驾驶员和公共交通管理部门更好地管理铁路运营。以下是自主技术如何帮助现代化铁路转型的几个方面:

单程载客量/载货量更多:列车上不再需要机车人员,原本生活区的几节车厢可以改成标准车厢。减少能耗:单程承载量变大意味着所需车次减少,从长期来看也就意味着燃料/能源消耗减少。集中调度以确保准时:集中管理意味着在发生中断或混乱时,列车之间知道何时及如何调整,以确保列车准时准点。为基于通信的列车控制(CBTC)系统部署减轻压力:铁路信号系统中列车和轨道设备间采用远程通信,以实现更安全和高效的交通管理和控制。同时这种CBTC部署也比传统CBTC更快捷,通过列车下方的轮测距器(wheel odometers)和标签阅读器(tag reader)来进行定位。自主定位解决了很多问题并带来了新的好处。自主定位可与CBTC无缝集成,不再需要轨旁设备,整个车载系统安装仅需两天时间,且无需在列车下工作。可服务于偏远的铁路:在很多国家,偏远的和延伸段的铁路分支经常处于无人照看的状态。自动驾驶列车可以在大大减少运营成本的同时大大增加载客量/载货量。预测性维护:自动驾驶系统还可以实现零件/系统的预测性维护,在小问题演变成昂贵的维修之前对其进行标记。这同样也大大减少了停机时间,并提高了安全性。实时监测周围基础设施:自动驾驶列车上搭载的边缘端人工智能计算平台能够收集周围的环境数据,包括路堑、路堤、铁路沿线基础设施、建筑物和树木等植被。这些环境数据可用于创建地形数据库,并建立正态性基线,从而对出现的偏差进行实时监测。通过整合外部数据,如气象报告,可以进一步完善这一点。这对很多应用都大有助益,如落叶季节的滑坡风险检测,或轨道附近土方工程的情况监测。

挑战

由于铁路环境复杂且苛刻,在铁道车辆上部署电子设备总是困难重重。这些设备在稳定运行的同时必须能够承受持续振动,耐高温,能够安装进狭小空间内,并能应对供电问题等。除了环境条件苛刻,供电问题更为严峻。由于直流供电线短路和导致的后续保险丝/熔断器保护性操作,输入电压可能会在瞬间(几分之一秒内)骤降至0伏,而这在EN 50155标准中有所定义。EN 50155是铁路电气设备的欧盟标准,大多数国家都会参照此标准。EN 50155标准其中一条规定,正常输入电压必须为稳定(持续)电压(标称电压)的0.7~1.25倍,且为瞬间(几分之一秒内)波动电压范围的0.6~1.4倍。请参照下表:

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在铁路车辆电气系统中,另一个故障点出现在“第三轨系统”又名“导电轨系统”中。第三轨系统的一个缺点是,平交道口和交叉口处的接触轨存在无电区间隙。因此,列车的长度最短需要达到能够将“有间隙的”列车接触靴推回带电轨道的长度。第三轨系统中的这些无电区间隙是无法为列车供电的。

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自动驾驶列车上的计算机需要能够探测轨道上的物体并控制列车制动。此外还需提供足够的处理性能用于处理其它任务,如车厢内乘客监控系统,或可能性铁道车辆预测维护监测等。

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解决方案

客户在其轨道交通应用中选择了Neousys宸曜科技强固型GPU嵌入式计算平台Nuvo-GC系列,因其不仅可以搭载GPU卡用于人工智能推理,并且在连接了PB系列基于超级电容的备用电源模块后能提供临时的备用电源以维持系统的正常运行。Nuvo-GC系列最高可支持两片NVIDIA RTX 40系列GPU,为系统提供边缘端人工智能推理能力。为了应对列车突然断电或电压不稳的情况,基于超级电容的备用电源模块PB系列可以连接至Nuvo-GC计算平台,并提供高达9250瓦-秒电能。PB系列在提供备用电源的同时能够确保系统正常关机,保护硬件和数据免受损坏。PB系列配备符合MIL-STD-810G标准的减震架,可承受高达3Grms振动,可用于列车上运行而不会出现故障。

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Nuvo-GC系列还具备真正的宽温运行能力。同时,系统支持安装无线模块(WiFi或5G/ 4G模块)用于实时上传视频/数据,或下载训练程序。客户选中Nuvo-GC系列作为分析系统的一个重要原因是它的宽温运行能力。当计算机被放置在户外接受阳光直射时,温度快速上升,可能会导致系统出现热节流、停机甚至是永久损坏。Neousys宸曜科技的Nuvo系列计算平台提供人工智能视频分析能力、电源解决方案、抗振动和抗冲击能力、真正的宽温运行能力、丰富的接口、支持无线通信技术等,是非常适合用作人工智能分析系统的计算平台。