火车是真正意义上最古老的机械交通方式。作为第一种不依赖人力或天气的交通方式,火车改变了我们生活和商业方式。从第一批蒸汽机车开始穿行于世界各地到如今已有两个世纪了,但火车依然处于技术、创新和安全发展的前沿。
地铁和轻轨每天要运送上千万的乘客。6,000 hp (4,500 瓦) 机车可以拖动相当于100辆汽车的货运列车,总吨位要大于一艘海军驱逐舰。高速货车,例如法国的高速列车邮政,时速可以达到250km,而像中国高铁这样的客运列车时速可到350 km/h。上海磁悬浮列车以430 km/h的惊人速度运行,而其最高可达时速为500 km!
这些列车必须依赖软件控制系统来实现启停、调整和保持速度,并在拐弯和受风力影响时保持平衡,确保沿着轨道行驶。总之,软件控制系统就是用以保证乘客和货物的安全。
火车拥有悠久的安全传统和在安全方面的创新,因而它依然是最安全的交通方式之一。
二十年前,欧洲电工标准化委员会的EN 50126、EN 50128 和 EN 50129 成为首批从宽泛的IEC61508中衍生出的细分行业标准,这并非偶然。而IEC61508则是电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全标准。铁路从业者不仅清楚安全的重要性以及安全运行铁路系统的条件,而且在200年间立足于技术创新的前沿,寻求在功能、效率和安全之间实现最佳的且可行的平衡。
当今的列车包含了众多嵌入式软件系统以实现众多功能,从调整每一个机车车轴上的扭矩和滑移,到通信信号收发和驾驶室仪表操作等等。列车不仅仅是机车和车厢;还包括了庞大的轨道网络、交叉点、车站、调车场等等。所有这些都必须工作到位,才能保证列车准时准点且安全地运行。
QNX和铁路
实时操作系统(RTOS)几乎是每个安全软件系统的核心所在,而QNX在这一领域积累了三十多年的经验— 在软件领域中,其时间之长堪比火被发现至今的历史— 而QNX系统对列车安全和效率的支持几乎也有同样长的历史。
欧洲隧道列车模拟装置
要在商业上有可行性,连接英格兰和欧洲大陆的欧洲隧道就需要实现1200次列车的通过率。而问题是,在1994年欧洲隧道开通前,能够驾驭一辆通过50km海底隧道且时速达160 km列车的工程师非常少。
在隧道开通前,负责培训第一批英吉利海峡隧道列车司机的法国公司EBIM也为欧洲之星、C92和LeShuttle列车提供了基于QNX技术的模拟装置。这是全球首批具备完整驾驶室环境的动态铁路模拟装置,针对巴黎-伦敦-布鲁塞尔这一完整线路提供三轴移动、完整声效和车站间电脑成像。
GE Evolution系列机车
GE Evolution系列机车赋予了柴油机车新的含义。这些庞然大物能产生4,400 hp(3,300瓦)的马力,其中每个轴上的1,000 hp 逆变器可以调整扭矩和滑移,而它们要用至少20个基于QNX平台的奔腾系统来维持机车运行、沿轨行驶和节能高效。这些系统要衡量和检测的参数多达5,000个,而数据延迟根据每单一功能的需求,从几十微秒到几十秒不等。
GE Evolution系列机车原本是在美国设计制造的,而如今它们驰骋于五大洲来运送货物。2009年,哈萨克斯坦国家铁路获得第3,000台该系列机车,而在中国,6,000 hp (4,500 瓦)定制款GE Evolution系列机车不久将运行,同当前用于中国主舰队的引擎相比,它们可以多产生75%的动力,而排放的氧化亚氮(NOx)要减少28%。
Xworks 列车通信系统
ONTRACK是一个负责新西兰铁路网的政府组织,通过运行一个覆盖全国的无线电系统,来支持列车安全运行,协助轨道工人的工作。ONTRACK最近已升级系统,包括了148个顶峰和隧道特高频中继器,从而来使用Xwork通信系统,该系统结合了用于列车顶峰通信的特高频模拟无线电,以及在QNX Neutrino实时操作系统上运行的RoIP网。
四频道的RoIP装置也被称为ORC,Xworks系统增强了对移动数据的可靠性、灵活性和支持。它在传统的VHF/UHF无线电网络和IP网络间搭起桥梁。操作者可以在新西兰国家列车控制中心远程管理和控制这一全集成、低带宽且厂商中立的RoIP解决方案。
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