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開心出門,安心回家: 以土耳其輕軌為例,剖析智能化運輸的挑戰與應變

2020/5/13

大眾運輸智能化趨勢:全面提升行車安全、資訊分享,打造完美乘車體驗

交通環境是城市發展的重要命脈。為提升運輸便利性,減輕大量流動人口帶來的壓力,先進城市近年來紛紛投入智慧運輸發展。如今,車載閉路電視監控系統(CCTV)已逐漸普及成大眾運輸系統的標準配備,功能亦越來越多元,從保障乘客上下車安全、監控行李架狀況、管理交通燈號到提升區域交通管制效率,無不需依靠影像監控的幫助。

軟硬體升級滿足高品質影像監控,但不增加車體負擔

為了使影像監控在未來能發揮更多效益(比如:應用人臉辨識技術,打造無票乘車環境),大眾運輸系統對影像解析度的要求持續上升,對網路流量的需求自然而然隨之提高。此外,為了增加便利性和管理效率,乘客資訊系統、娛樂系統、票務系統等等皆逐漸網路化。同時,為了節省能源消耗,車體的輕量化也成為建設者的重要目標,而供電網路化(PoE)技術正好能通過省去電源線材重量來滿足此項目標。

在上述趨勢下,我們可以預見大眾運輸系統對網路頻寬的需求將不停飆漲,利用高速乙太網路技術來打造車載網路骨幹更勢不可擋。


土耳其伊斯坦堡T5輕軌電車新上路,緩解交通壅塞現象

自2012年起,荷蘭導航公司TomTom每年都會公佈一份「全球十大交通壅塞城市」排行報告,而容納1500萬人口的土耳其經濟中心伊斯坦堡年年都在榜上。為了紓緩舉世皆知的嚴重塞車問題,伊斯坦堡市政府近年積極推動公共運輸建設,其中一項計畫便是加開輕軌電車路線T5。

路權共享設計,人車安全保護措施最重要

T5線全長10.1 公里,從Alibeyköy(阿利貝克)出發,沿著金角灣行駛35分鐘後會抵達終點站——昔日拜占庭的中心Eminonu(艾米諾努)。T5線上運行了30輛以5節車廂組成的列車,預期每天負載11萬多名乘客。基於運輸路程短、車廂容量小等特性,輕軌電車乘客的上下車頻率很高,且T5線採用了與汽車混行的共享路權設計,軌道緊挨著一般道路,因此保障乘客與行車的安全可謂至關重要。

嚴格要求(1):即時穩定的高品質影像監控

為使管理者能即時掌握車廂內外狀況,訊號穩定、高品質的影像監控系統是不可或缺的。通過不間斷的影像監控,無需投入大量巡視人員,管理者也能將車廂內部的動靜與道路上的異狀盡收眼底,不僅提升效率,更大幅降低人力成本。

嚴格要求(2):即時的乘客信息系統與人機管理介面

除了引入CCTV影像監控系統之外,伊斯坦堡輕軌營運方亦要求設置乘客信息系統(Passenger Information System,簡稱PIS),以便隨時向乘客更新到站資訊與列車動態,並在頭尾車廂中的每台攝影機均須被賦予獨立識別碼(UID)。

嚴格要求(3):系統同路運行卻不互相干擾

為了滿足上述需求,我們必須讓影像監控和乘客信息這兩個系統能在一個網路骨幹上同時運行且不相互干擾,並且提供充足穩定的PoE供電。


嚴格要求(4):輕軌車廂寸土寸金,如何達成空間利用最大化

本案最大挑戰即是在輕軌車廂狹小的空間中打造出健全穩定的網路環境,確保所有設備符合嚴格的EN50155規範(歐洲列車用電設備測試標準),並提供妥善的網路和PoE供電備援機制。

伊斯坦堡的交通壅塞問題長期難解、令市政府十分頭疼,因此T5線的建設和測試時程安排十分緊湊,目標在2020年夏天正式開始營運。為了能在極短的出貨時間內滿足大量交貨需求,研華整合了豐富的產業經驗和全球資源,提供客戶最快速也最完善的服務。 駐點於土耳其當地的研華工程師通過和市政府相關單位面對面溝通,了解了他們在控管乘客和交通方面的需求,進而提出了完善的乙太網路解決方案。


方案簡介:工業寬溫設計 + 通過EN50155認證測試 + 網路電源雙備援機制

EKI-9508E-MPL管理型乙太網路交換器和EKI-6528TPI乙太網路交換器均能在寬溫環境下運作,並使用安裝後不易鬆脫的M12接頭,能夠適應電車行駛產生的震動與衝擊。這兩款交換器更提供了完備的冗餘機制:EKI-6528TPI交換器提供雙冗餘電源設計,提升了供電穩定性; EKI-9508E-MPL交換器除了雙冗餘電源外,另外支援X-Ring環網技術,即便某個區段故障仍能確保通訊無虞,且回復速度非常快。

EKI-9508E-MPL 工業級管理型乙太網路交換器


EKI-9508E-MPL交換器的設計堅固耐用,且符合嚴格的電磁相容標準,格外適合軌道交通領域的應用。另外,本系列產品配備了有別於一般插拔式網路線接頭的M12接頭,安裝後不易鬆脫,故能克服各種環境干擾因素(比如火車行駛中產生的劇烈震盪),持續展現強大連線能力。這款交換器更提供了8個高速乙太網路M12連接埠,包含8個提供PoE供電功能、符合IEEE 802.3at/af標準的端口。EKI-9508 系列交換機的PoE最大輸出功率可達90瓦,可用來搭配符合IEEE 802.3at/af標準的受電裝置,例如IP網路攝影機、無線存取點和IP網路電話。

主要特色: 

  • 符合EN50155標準
  • 8個支援10/100Mbps傳輸速率、具PoE供電功能的的M12連接埠
  • 輸入電壓24/48 VDC
  • 整合X-Ring環網技術,提供可靠的網路冗餘機制和快速收斂性
  • 符合IEEE 802.3at標準、支援30瓦電源輸出的PoE端口
  • 符合IEEE 802.3af標準、支援15.4瓦電源輸出的PoE端口
  • 採用IP40防護等級
  • 攝氏負40度至正70度的寬溫作業範圍
  • EKI-6528TPI 乙太網路交換器


    EKI-6528TPI乙太網路交換器採用IP40防護等級設計,品質達EN50155規範,且具備寬溫作業能力,可以適應軌道交通應用。這款交換器提供了4個PoE端口,每個端口均支援IEEE 802.3af標準和15.4瓦電源輸出。M12連接埠確保了高度可靠的連線能力,適用於工業級通訊應用。配上IP40等級的堅固金屬外殼,這款交換器足以克服多塵環境。其網路埠更具備Auto Bypass功能,能確保穩定的乙太網路訊號連線,即便在某些車廂中不存在電力供應的情況下,依舊能為軌道上的所有載具提供不間斷的通訊功能。

    主要特色: 
     
  • 兩個網路埠之間的Auto Bypass功能
  • 符合EN50155標準
  • 支援備援電源輸入
  • 4埠PoE供電的M12連接埠
  • 攝氏負40度至正70度的寬溫作業範圍
  • 輕薄短小的尺寸易於安裝於狹小空間

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    研華致力成為產業推手,與客戶共創智慧運輸榮景

    智慧運輸時代已悄然啟動,而乙太網路架構在其中扮演的骨幹角色至關重要。在本案例中,高品質的影像監控系統和乘客信息系統將會為管理者帶來諸多益處,更將大大提升當地乘客的安全性與便利性,而這些系統的落實均仰賴穩定不間斷的乙太網路通訊。智慧運輸領域仍存在著無限的應用可能性,為了滿足更複雜多元的網路需求,研華將持續專注於解決方案的開發與部署,為客戶創造最大價值。


    Edited by
    Kuei Lang 郎閣揆
    kuei.lang@advantech.com.tw
    Advantech IIoT Intelligent Connectivity- Senior Marketing