課題
- 既存のティア1プロバイダーの2U 19インチラックマウントシステムを、高度な鉄道信号処理の次世代性能にアップグレードしながら、よりスマートな省スペース設計に置き換える。
- 鉄道信号インフラ向けファンレス組み込みコンピューティングソリューションの堅牢で高性能な設計を活用する。
- 堅牢な車載設計に関連する、長期にわたるエンジニアリングコストと開発タイムラインを回避する。
- 鉄道規格を満たすEN-50155認証プロセスを維持し、通常の市場投入までの18～24か月の期間を短縮する。
- 性能と寿命のために着実に増加するデータ処理要件を予測する、より高度なエッジコンピューティングを採用する。
- リアルタイム監視などの追加の重要な車載アプリケーション全体で、鉄道信号アップグレード投資の価値を拡大する。
ソリューション
- 堅牢なコンピューティングアプリケーション設計、製造、サポートにおいて30年の実績を持つPremioとのアジャイルテクノロジーパートナーシップを通じてシステムインフラを刷新。
- 鉄道配備向け設計のカスタマイズにおける実世界での専門知識によって培われた、産業用製品に焦点を当てた深い垂直市場理解。
- 堅牢なファンレス組み込みコンピューターのPremio ACO-6000シリーズ。迅速なカスタマイズと展開のための事前認定システム。
- 厳格な絶縁およびEMI基準を満たすようにカスタマイズされたモジュラーLAN/PoEドーターボード。
- 転がり車両および鉄道コンピューティング規格EN50155/50121-3-2/EN 50121-4/IS402に事前検証済み。高度なセキュリティのためのTPM 2.0を備えた第6世代および第7世代Intel® Core™の性能。
- 柔軟な性能と優れたデータ伝送のための最大16個のPoEポート。
メリット
- Premioの堅牢なエンジニアリングと実績のある製造品質に支えられた、エッジコンピューティングと堅牢なファンレスCOTSベースPCを活用する。
- 堅牢な性能と標準準拠のために認定された、事前検証済みのターンキーシステムの迅速なカスタマイズに基づき、9か月以内に300以上の鉄道信号および堅牢なNVRシステムを開発・配備。
- Premioの専門家が主導する効果的な標準レビューに基づき、競争上の優位性を獲得し、市場投入までの時間を短縮する。
- データの発生源近くでビッグデータを処理し、ネットワークの複雑性と遅延を増加させるクラウドリソースへの依存を低減する。
- 解像度とフレームレートの向上などのIPカメラの進歩に、それに対応するデータペイロードの大幅な増加に制約されることなくアクセスする。
- 車載アプリケーションのデータおよびエッジ処理ニーズの指数関数的な将来の成長に備える。
- ティア1プロバイダーからは得られないスケーラブルなホワイトグローブ設計および製造サービスにより、ソリューションを差別化し、長期的な競争上のリーダーシップを確保する。
企業
ここで紹介する顧客は、50カ国以上にオフィスを構える世界をリードする鉄道ソリューションプロバイダーであり、転がり車両、インフラ、鉄道信号、デジタルモビリティ、コンポーネント、および関連サービスにおいて包括的なポートフォリオを提供しています。利便性、安全性、信頼性は、そのすべての鉄道システムの中心にあり、次世代の性能と堅牢なエッジでの効果的なデータ処理を特徴とする最新の設計戦略を形成しています。
なぜPremioなのか？
- 転がり車両および鉄道コンピューティング規格EN50155/50121-3-2/EN 50121-4/IS402に事前検証済み。
- 厳格な絶縁およびEMI基準を満たすようにカスタマイズされたモジュラーLAN/PoEドーターボード。
- PremioのACO-6000堅牢ファンレス組み込みコンピューター。鉄道向けに迅速なカスタマイズと展開のための事前認定システム。
課題
インフラ技術の継続的な刷新の一環として、世界的な鉄道大手は、車載設備として2U 19インチラックマウントシステムとして展開されている鉄道信号システムをアップグレードすることを検討していました。長年にわたり展開され、実績のある鉄道信号システムは、ゼロから開発されていました。同社は、すべてのコンポーネントを調達し、筐体を構築し、マザーボードを統合し、18～24か月の認証プロセスを経てシステムを導入しました。パフォーマンスをアップグレードするために、同様に長期間を要するタイムラインは、あまりにも大きな代償であり、よりスマートで競争力のある選択肢の必要性を明確にしました。
組み込みファンレスコンピューティングが鉄道信号インフラに信頼性の高い価値を追加
鉄道信号処理は、鉄道網全体での貨物列車と旅客列車の安全かつ効率的な管理を促進する通信ベースの列車制御です。列車と制御ハブ間の自動通信は、車両を正しい路線とプラットフォームに誘導し、制動距離を保護し、集中システムの一部として列車の位置と速度を正確に特定します。この複雑な機器ネットワークにおいて、組み込みファンレスシステムは、信頼性、保守性、拡張性を可能にすることで重要な役割を果たします。
これらの堅牢で高性能なシステムは、複雑なアルゴリズムの時刻表を処理することで列車運行を管理します。パフォーマンスはワークロード統合され、堅牢なコンピューティング能力と、理想的な列車制御操作のための幅広い通信ポートによってサポートされています。時刻表と許容誤差はネットワークに事前プログラムされていますが、Premioの高度なファンレス組み込みボックスは、MTBFを低減し、最終的には鉄道アプリケーションの移動における信頼性を向上させるのに役立ちます。各ACO-60004Lは通信ノードとして機能し、厳格な鉄道の安全性とコンプライアンス規制を満たすように設計された組み込みの保護機能を備えた列車制御および通信用の4ポートLANモジュールを備えています。これにより、コンピューティング能力に優位性が生まれるだけでなく、広い動作温度範囲や衝撃や振動への耐性などの環境上の課題に対する回復力も保証されます。このアプローチは、システムの競争価値と寿命も保証します。厳格なコンプライアンスと事前検証済みのテストにより、最小限の開発および認証時間で効率的なアップグレードと改修が保証されるためです。
堅牢なエッジコンピューティングの価値を高める
同時に、同社はデータソースでの優れたデータ処理を中心に、鉄道信号処理機能をより現代的なアプローチで進化させ、以前の製品を凌駕する堅牢なエッジデバイスを開発したいと考えていました。このようなデバイスは、重要な鉄道信号処理を超えて、リアルタイム監視などのデータ集約型の他の鉄道アプリケーションを、ネットワークビデオレコーダー（NVR）によって強化する可能性を秘めていました。堅牢性はここで重要であり、不安定な車両環境の物理的および物流上の課題を、重要なデータワークロードのバランスを効果的に取ることで克服しました。
効果的なコンプライアンス試験による勢いとパフォーマンスの維持
過酷な鉄道コンピューティング環境内でミッションクリティカルな性能を提供するために、車両搭載システムは、EN-50155/50121-3-2/EN50121-4シリーズの車両コンピューティング規格に準拠している必要があります。耐久性と無故障性能に関する複雑な基準には、衝撃と振動、電磁干渉、電源とサージ保護、静電放電、極端な温度と湿度など、さまざまな要因が含まれます。コンプライアンスには、24時間365日、約250,000時間、または30年間に相当する信頼性の高い性能が検証されている必要があります。これは、乗客の安全を確保する上での技術の役割を反映した、非常に高い基準です。コンプライアンス審査プロセス自体も、OEMのリソースを消耗させ、鉄道大手内部チームのスキルセットに課題を突きつける可能性のある別のハードルでした。
厳格な鉄道機器認証のための組み込みコンピュータの予備認定のための社内試験ラボ
ソリューション
鉄道大手の企業は、当初はPremioの産業用ファンレス組み込みコンピューターの豊富なポートフォリオと、要求の厳しい車載展開への長年の注力に惹かれ、Premioに注目しました。Premioの電気および機械工学の優秀な人材は、堅牢で高信頼性のシステム開発の困難さを軽減する広範な実世界の専門知識を提供するという、競争上のボーナスとなりました。
製品戦略の主要な特徴として、標準的で検証済みの認定ソリューションを設計することで、Premioは鉄道大手の企業に、OEMからの最終仕様を待つばかりの、ほぼ導入準備が整った製品によるビルディングブロックアプローチを提供しました。カスタマイズは導入の最終段階として迅速に処理され、前例のない30日以内にテスト可能な製品が完成しました。システムは車両のブロックアーキテクチャネットワークに直接接続され、同社はこれまでのどのソリューションよりも迅速かつ費用対効果の高い方法で、検証済み製品を市場に投入することができました。
事前認定されたモジュラーシステムで開発リソースを削減 PremioのACO-6000シリーズ車載コンピューターは、このソリューションのバックボーンを形成し、すでに信頼性テスト済みでEN-50155/50121-3-2/EN50121-4規格に準拠した産業グレードのコンピューティングシステムです。鉄道大手は、欧州連合鉄道庁が定めた鉄道市場共通安全方式に関する規制であるIS402への準拠も期待していました。Premioは、IS402が要求するリスク評価と査定を引き受け、技術チームを現場に派遣して、この規格に対する性能を検証するためのテストプロセスを詳細に調査しました。モジュラー設計として、システムの追加4LANポートは、必要に応じてポートを分離するように調整され、サージ評価、耐電圧、絶縁、パルス耐性を含むHIPOTテストを通じてシステムを認定することができました。
第6世代および第7世代Intel® Core™プロセッサに対応するACO6000シリーズは、優れたCPU性能と電力効率に加え、接続されたエッジからクラウドへのコンピューティングを促進するために設計されたさまざまなオンチップ機能を利用できます。このコンパクトで堅牢なファンレス設計は、最大18個のLANポートと16個のPoEを備え、鉄道コンピューティングのために特別に構築されています。データ処理は非常に優れており、ワークロードはクラウドから分散されて即座に処理されます。データの発生源近くでワークロードのバランスをとることで、システムはデータをより効果的に分析し、リアルタイムで行動できます。これは、鉄道信号処理のミッションクリティカルな性質と一致しています。
ワークロード統合の価値をIoT監視に拡大する
PremioのACO-6000システムが提供するワークロード統合は、IoT監視アプリケーションにおけるNVRデータ伝送にも魅力的であることが証明されました。Premioの堅牢なNVRは、温度、湿度、衝撃、振動に関するEN50155規格の性能要件と、電磁両立性に関するEN50121-3-2指令を独自に満たしています。これらの堅牢な機能と、ソリッドステートストレージ、RAIDベースのデータ冗長性、推論処理を組み合わせることで、このシステムは真の堅牢なエッジデバイスとして際立っています。高振動や動き、環境汚染物質、不安定な電源電圧、厳しい温度条件下での視覚処理と記録に特化して設計されています。
最大16台のPoEデバイスに対応するシステムの拡張性は、低電力カメラや周辺機器を戦略的な場所に配置できる点で重要な差別化要因です。これは、電源リソースが限られているか利用できない場合に特に望ましい機能です。このユニークな機能は、鉄道車両環境に大きな影響を与えます。各車両に最大16台のカメラを備えた複数の車両を使用して、非常に効果的なリアルタイム監視ネットワークを構築できます。乗客のプライバシーを確保し、機密情報を制御するために、システムは信頼できるプラットフォームモジュール（TPM）の機能を利用しています。これは、ハードウェアレベルを保護し、マルウェアをブロックし、一般データ保護規則（GDPR）などのプライバシー管理に準拠してビデオやその他のデータを暗号化するために使用されます。
スマートな接続性と障害点の削減によるシステム全体の信頼性確保
Premioのソリューションは、WiFiと4G/LTE接続を介した継続的なワイヤレスモバイル接続をSIMモジュールソケットで提供し、タワーからフリート全体のネットワークまでシームレスな接続を可能にすることで、さらに高い価値を提供します。このシステムは、車両CANバスプロセスとの統合により、車両フリート管理において重要な役割を果たします。車両のテレマティクス、GPS、速度などの重要なデータは常に送信され、同時に時刻表情報や、線路の状態や軌道障害などの安全データが受信されます。イグニッション管理などの機能は、エンジン停止時にシステムが安全にシャットダウンすることを保証します。これは、車両のダウンタイムを保護するスマートで低メンテナンスの設計の一部です。ファンレスでケーブルのない設計は、潜在的な故障点を除去することでMTBFをさらに延長し、効果的なM12ロック接続は、すべてのPoEポートで確実な接続を保証します。
メリット
2019年6月以降、この鉄道大手は、その重要な鉄道コンピューティング環境に300台以上のACO-6000ベースのシステムを導入してきました。鉄道信号処理と堅牢なNVRは、エッジで極めて高度なデータ処理を行っており、集中型クラウドプラットフォームから脱却することで、帯域幅を節約し、遅延とデータボトルネックを削減し、データの発生源近くで効率的にデータを使用することで即座のインサイトに焦点を当てる新しいアプローチを先導しています。
この世界的な鉄道組織は、堅牢なエッジシステムを定義する上での技術的な専門知識と俊敏性を求めてPremioと提携し、ティア1の組み込みコンピューティングプロバイダーとの以前の関係よりも著しく改善された経験を得ました。この鉄道大手は、安全で堅牢なパフォーマンスのためのハードウェア要件に巻き込まれることなく、自社のアプリケーションに集中することができました。Premioのエンジニアリングスキルと車載コンピューティングに関する深い知識により、開発タイムラインは劇的に短縮され、30日以内に規格検証済みの高性能製品をテストに提供することができました。開発タイムラインは9か月に抑えられ、全体的なコストが削減され、ユニットあたりのソリューションコストが低減されました。この鉄道大手は、製造の俊敏性と拡張性も活用でき、Premioのグローバルな製造施設と連携することで、製品を世界中に迅速に展開することが可能になりました。
パフォーマンスと市場リーダーシップを区別する
迅速な市場投入は、システムそのものによってさらに強力になりました。堅牢なマルチコアコンピューティングシステムは、長寿命のために構築された性能と機能を備えています。鉄道アプリケーションがさらに高度化するにつれて、これらの堅牢なエッジデバイスは、リアルタイムの意思決定に基づいてサービスと安全において新たな機会を解き放つでしょう。例えば、システムはエッジで高度な分析を処理し、機械学習を活用して顔認識、オブジェクト検出などで監視を改善します。Premioが主導するコンプライアンス、深い市場専門知識、スマートなIoT設計によって強化されたエッジでのコンピューティング能力を活用することで、この鉄道大手は長期的な競争力と市場リーダーシップを確立する準備が整っています。
