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工業(yè)計算機在高速公路行業(yè)應用現狀剖析

作者：工業(yè)平板電腦|手持終端解決方案提供商    來(lái)源：www.chentaijichuan-bangkok.com    發(fā)布時(shí)間：2014-02-28 08:43    瀏覽量：

         工業(yè)計算機（俗稱(chēng)工控機）在高速公路行業(yè)應用現狀剖析：隨著(zhù)國內高速公路數量的不斷增加及計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展智能交通系統在高速行業(yè)的應用越來(lái)越深入，其中利用工控機進(jìn)行高速公路全稱(chēng)的自動(dòng)化控制為目前的應用趨勢，該項應用也正在各大高速公路系統中如火如茶的進(jìn)行著(zhù),本文通過(guò)詳細介紹工控機的發(fā)展現狀及結構特點(diǎn)，結合在公路機電工程中的應用情況及發(fā)展趨勢，旨在讓更多的業(yè)主和集成商能進(jìn)一步了解工控產(chǎn)品，以選擇更適用、更好用的產(chǎn)品，使系統的使用、維護、管理發(fā)揮更大的作用，創(chuàng )造出更高的效率。
[定義] 
工控機即工業(yè)控制計算機，是一種采用總線(xiàn)結構，對生產(chǎn)過(guò)程及其機電設備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱(chēng)。具有重要的計算機屬性和特征如具有計算機CPU、硬盤(pán)、內存、外設及接口、并有實(shí)時(shí)的操作系統，控制網(wǎng)絡(luò )和協(xié)議，計算能力，友好的人機界面。
[分類(lèi)]
1983年工控機被列入國家計算機系列型譜及發(fā)展規劃，當前我國工控機的主要類(lèi)別有：IPC(PC總線(xiàn)工業(yè)電腦簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)PC)、 PLC（可編程控制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場(chǎng)總線(xiàn)系統）及CNC（數控系統）五種。據IDC統計2000年國內各自的市場(chǎng)比例對比見(jiàn)附表一：



由于IPC（工業(yè)PC）可充分利用計算機技術(shù)的進(jìn)步，便于更新?lián)Q代，所運行的軟件與普通PC完全一樣，便于軟件的開(kāi)發(fā)和調試，所以是目前發(fā)展應用快的機型，其它的各種類(lèi)型的工控機在早期的公路收費系統中有應用，但現在已不再采用。
[IPC結構] 
IPC：即基于PC總線(xiàn)的工業(yè)電腦。據2000年IDC統計目前PC機已占到通用計算機的95％以上，因其價(jià)格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟、硬件資源豐富，已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎。其主要的組成部份為工業(yè)機箱、無(wú)源底板及可插入其上的各種板卡組成如CPU卡、I／O卡等。并采取全鋼機殼、機卡壓條過(guò)濾網(wǎng)，雙正壓風(fēng)扇等設計及EMC（electro magnetic compatibility）技術(shù)以解決工業(yè)現場(chǎng)包括高速公路現場(chǎng)的電磁干擾、震動(dòng)、灰塵、高／低溫等問(wèn)題。
[IPC特點(diǎn)] 
1) 可靠性：工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高／低溫、潮濕、震動(dòng)、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR （Mean Time to Repair）一般為5min，MTTF 10萬(wàn)小時(shí)以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時(shí)。
2) 實(shí)時(shí)性，工業(yè)PC對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時(shí)進(jìn)行采集和輸出調節，（看門(mén)狗功能這是普通PC所不具有的）遇險自復位，保證系統的正常運行。
3) 擴充性，工業(yè)PC由于采用底板＋CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，多可擴充20個(gè)板卡，能與工業(yè)現場(chǎng)的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車(chē)輛檢測儀等相連，以完成各種任務(wù)。
4) 兼容性，能同時(shí)利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統，多種語(yǔ)言匯編，多任務(wù)操作系統。
[廠(chǎng)商介紹 ]
目前國內的工控機供應商主要由臺灣及大陸的廠(chǎng)商，國外的RADISYS、Rockwell、INTEL等產(chǎn)品由于成本高、價(jià)格高、服務(wù)難、現已完全退出國內市場(chǎng)。隨著(zhù)國內的IT業(yè)研發(fā)，加工技術(shù)力量的不斷提升，及各類(lèi)芯片和各類(lèi)器件、生產(chǎn)設備在國際市場(chǎng)基本可平等選購，其時(shí)間和價(jià)格相差有限，軟件資源的可移植性可節省大量的人力、物力這正是目前國內通用計算機業(yè)迅速發(fā)展的原因。如聯(lián)想電腦、曙光服務(wù)器等�，F狀對于國內的工控機廠(chǎng)商同樣是機會(huì )，如深圳研祥工控機、華北工控機則是在商機中涌現出來(lái)的好廠(chǎng)商之一，現國內市場(chǎng)主要工控機廠(chǎng)商有臺灣的研華工控機、凌華工控機、威達、磐儀、大眾、大陸的研祥、研發(fā)、華北等。


［應用］
1） 收費系統高速公路的收費系統大體上經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：手工收費、計算機收費、ETC（ELECTONIC TOLL COLLECTION不停車(chē)收費）。在收費系統的第二個(gè)時(shí)期才開(kāi)始使用工控機，主要使用的機型為19″寬、4U高的通用型標準主機，其體積較大，如研祥的IPC-810研華的IPC-610整機（體積為177 MM高 X482 MM寬X452 MM深，可同時(shí)擴充4個(gè)PCI、8個(gè)ISA、2個(gè)PCISA卡及各種外設，如通行券讀寫(xiě)機、收費專(zhuān)用鍵盤(pán)、收費票據打印機、電動(dòng)/手動(dòng)欄桿機、車(chē)輛檢測儀、車(chē)型顯示儀、費額顯示器、監控系統和對計、報警設備、信號燈、MODEM等。由于收費亭本身狹小、體積龐大的工控機加上部分資源的閑置，因而工業(yè)PC廠(chǎng)商依市場(chǎng)的需求推出體積更狹小的工業(yè)PC機箱（體積為170MM高*166MM寬*395 MM深），如研祥的IPC-6806、研華的IPC6806，不僅大大的減小了體積，并且進(jìn)一步提高了資源的利用率。如果說(shuō)在計算機的收費時(shí)期，工控機的應用要求更趨于小型化，則在ETC時(shí)期將趨勢于一體化、行業(yè)化，工控機、車(chē)道控制等設備將融為一體，但由于目前國內ETC暫無(wú)統一標準，系統集成商均是各成一體，互不兼容，但若國家相關(guān)部門(mén)能盡快制定出各相關(guān)的行業(yè)規范、接口標準后，屆時(shí)全國的公路將融成一網(wǎng)，一卡通不停車(chē)收費終真正實(shí)現“一卡走遍天下”。

2）監控系統：作為高速公路三大機電工程之一的監控系統是一個(gè)投資大而直接經(jīng)濟效短期不明顯的投資。目前的高速公路監控主要分為收費監控和交通監控，經(jīng)歷的模式有三種：即模擬錄像CCTV、數字化DVR、網(wǎng)絡(luò )化DVR。由于CCTV監控時(shí)期只是利用CCTV和錄像機進(jìn)行監視和錄像，完全人工操作。隨著(zhù)數字、視頻技術(shù)的發(fā)展及應用，在數字DVR時(shí)代，集成商通過(guò)采用具備強擴充性（如多硬盤(pán)、多ISA/PCI資源等）能長(cháng)時(shí)間穩定運行的工業(yè)PC機及視頻采集卡、視頻壓縮卡等組成DVR系統，當車(chē)檢儀、車(chē)道控制儀檢測到需捕獲圖像時(shí)系統就能自動(dòng)地進(jìn)行圖像的捕獲與錄像處理。其間使用的工業(yè)PC類(lèi)型也是從大（IPC-810）到�。↖PC-6806），但此時(shí)期的監控只是著(zhù)限于收費站（亭）的監控與整條高速公路的其它監控或信息系統并未連成一體，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展及ITS的應用與要求，工業(yè)PC廠(chǎng)商，通過(guò)在CPU卡（主板）上集成提供高性能的LAN如研祥的IPC-68IIVDNF（B）、IPC1621VN、研華的PCA-6166ECPU卡等，均已提供了高性能的工業(yè)級10/100M自適應網(wǎng)絡(luò )接口，使系統集成商能將所有的資源系統通過(guò)聯(lián)網(wǎng)方式實(shí)現信息的共享與充分利用，從而可將采集到的交通信息數據經(jīng)分析處理后通過(guò)信息發(fā)布系統發(fā)送到各信息終端，以對交通流進(jìn)行實(shí)時(shí)的引導和控制，進(jìn)一步提高道路的通行能力。
綜合以上工控機在高速公路的兩大機電工程中的應用不難看出，其應用的趨勢為工業(yè)PC逐漸小型化，并且隨著(zhù)行業(yè)差距的縮小，標準的統一，終的部分產(chǎn)品將實(shí)現一體化。
［問(wèn)題］
1.公路主管部門(mén)不明確，某省竟然有四個(gè)部門(mén)參與高速公路管理，投資主體的多元化使管理工作更加復雜。
2.無(wú)統一的行業(yè)標準和規范。
3.監控未得到大的重視與利用，導致了只監不控的現狀，也沒(méi)完全實(shí)現和收費的聯(lián)動(dòng)。 

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