Блоки управления EPC 4.0C

Блоки управления EPC 4.0CX – Революция в бортовых компьютерах

Новейший тип блока управления бортового компьютера EPIS – тип EPC 4.0Cx, предназначенный для новых решений транспортных средств. По сравнению с предыдущими версиями типа EPIS 4.0A и EPIS 4.0B он в 10 раз мощнее, а по сравнению с первым типом EPIS 4.0 даже в 100 раз мощнее. Он основан на новых типах процессоров от фирмы Intel (одноядерных или четырехъядерных).

Содержание страницы:

Речь идет о блоке управления для транспортных средств, который позволяет постепенно развивать системы транспортных средств в течение как минимум последующих 10 лет, включая видео услуги и обработку изображений с камер!!! Новой услугой является также голосовые вызовы через GSM (LTE/UMTS) диспетчерским центром или общим устройством, подключенным согласно протоколу SIP.

Основные инновации по сравнению с предыдущими решениями

Основные преимущества конструкции блоков EPC 4.0Cx:

  • неизменная концепция решения – без изменения подключения в транспортном средстве можно заменить EPC 4.0Cx и оригинальный блок EPC 4.0 с 2009 года, даже с тем же приложением на компьютере (если он 32-разрядный, но ныне мы поддерживаем и 64-разрядный). Подключение разъемов источника питания остается неизменным и внутренне стабильным, включая подключение сенсорного жидкокристаллического терминала водителя EPT 4.xx (устанавливается только кронштейн компьютера с теми же отверстиями для его крепления).
  • те же размеры, что и у предыдущих EPC 4.0A и EPC 4.0B – в данном случае их достаточно только заменить (используются идентичные разъемы и их расположение).
  • стандартное решение бортового компьютера без вентиляторов, без необходимости циркуляции окружающего воздуха (существуют компьютеры, которым для охлаждения корпуса требуются внешние вентиляторы). Существуют промышленные компьютеры, которые требуют циркуляции воздуха, особенно в закрытых пространствах.
  • возможность использования и 4-х ядерных процессоров с производительностью до 10 раз превышающей производительность существующих типов EPC 4.0A и EPC 4.0B, быстрая оперативная память до 4Гб – тип DDR3. Такая мощность необходима для осуществления быстрой передачи данных (передача необходимых журналов, обработка видео,…).
  • достаточная производительность для обработки более 10 потоков с камер, включая шифрование – она также позволяет осуществлять видео-вызовы в диспетчерский центр, включая защищенные видеозаписи с камер. Таким образом, бортовой компьютер может заменить систему видеонаблюдения в выбранных решениях, в том числе и в соответствии с требованиями UOOU (Офис по защите личных данных).
  • возможность подключения камер – фронтальные камеры, камеры заднего вида или для подключения к троллейной сети. Для обработки изображения в режиме реального времени (задержка изображения 100-200 мс) требуется обработка потоков данных до 25 Мбит/с, что создает значительную нагрузку на сети передачи данных транспортного средства ethernet 100 Мбит/с.
  • возможность использования внутреннего SSD диска или MLC- чипов без необходимости использования значительно более медленных SD-карт (скорость до 250 Мбит/с). SSD-накопители являются более надежными решениями и могут иметь скорость передачи данных до 3 Гбит/с (предоставляется бортовым компьютером), в то время как сегодня этот показатель составляет около 600 Мбит/с (почти в 3 раза быстрее). Данное решение существенно сокращает скорость загрузки бортового компьютера на 35 секунд при сохранении полной операционной системы. Это в конечном итоге дает преимущество в использовании разного ПО в бортовом компьютере без необходимости менять операционную систему.
  • новые современные интерфейсы: - 1Гб ethernet и USB 3.0 (обеспечивает быстрое экстренное считывание данных с бортового компьютера) – по-прежнему предназначены для быстрой передачи данных.
  • унифицированный интерфейс для разных типов радиостанций – аналоговых (например, TAIT), цифровых DMR или TETRA, включая встроенный преобразователь 24В/12В. Появилась также возможность подключения к бортовому компьютеру стандартных радиостанций, используемых в Чешской Республике, включая интерфейс к радиостанции TETRA.
  • полная подготовка к регистрации водителя – новый интерфейс для пассивного валидатора EPP 5.0 – т.е. для блока для прямой регистрации пассажиров у водителя, связанной с продажей билетов (содержит принтер), сканером банковских и небанковских карт, сканером QR-кодов. Бортовой компьютер также содержит базу данных транзакций продажи билетов.
  • 2x видеовыход с разрешением до 2560 x 1600 и мощной Intel графикой GEN 7.
  • встроенный блок питания – многократное использование: включает в себя интеллектуальный блок питания, цифровой извещатель сигнализатор, приемник команд, модем для частот пробуждения, адаптер радиосвязи и другие прежние функции известных типов бортовых компьютеров.
  • возможность интегрировать приемник команд от незрячих пассажиров

Типы бортовых компьютеров EPC 4.0Cx

Поскольку бортовой компьютер — блок управления EPC 4.0Cx предназначен для дальнейшего развития бортовых систем (производство версий 4.0A и 4.0B будет прекращено в 2019 году), они готовы к производству, или уже изготовлены следующие типы:

Тип EPC Проб. по запросу RDST 24В/12В LTE модем GNSS EPNEV WiFi Заменяет тип
EPC 4.0C0 x x - x - внеш. EPC 4.0B
EPC 4.0C1 инте. x - x - внеш. EPC 4.0B1
EPC 4.0C2 x - - x - - EPC 4.0B2
EPC 4.0C3 инте. x UCU UCU x UCU новый
EPC 4.0C4 инте. - внеш. x - - новый
EPC 4.0C5 инте. - x x - - новый
EPC 4.0C6 x -  внеш. x - внеш. EPC 4.0A

Пояснения:

  • x – содержится в блоке.
  • Пробуждение по запросу – бортовой компьютер содержит радиосвязь с низким энергопотреблением, которая обеспечивает регулярный запрос к серверу касательно актуальности данных (обычно один раз за несколько минут). Термин «интервал» означает, что устройство просыпается в определенное время и отправляет запрос о состоянии своих данных (обычно один раз за несколько часов).
  • RDST 24В/12В – бортовой компьютер содержит преобразователь 24В/12В для радиостанции в блоке управления. Максимальный ток может быть 15A.
  • LTE модем – блок EPC может содержать модем, или же он может быть подключен через USB интерфейс (блок EPG 4.x), или же через выход на коммуникационный блок UCU (тот же ethernet. Выход как и на Wi-Fi).
  • GNSS – приемник спутниковой навигационной системы GPS, Glonass или Galileo может быть встроен (х), или использовать услуги GNSS (GPS) сервера блока UCU, или же другого.
  • EPNEV – встроенный специальный приемник команд EPNEV 1.1x для сигнализации команд от незрячих или слабовидящих, действующий в соответствии с единой частотой в Чехии и Словакии, и предназначен для открытия дверей в транспортных средствах общественного транспорта, голосового информирования незрячего пассажира или водителя.
  • Wi Fi внешний – обычно осуществляется с помощью блока EPW 54 или с помощью блока UCU 5.0. Речь идет о подключении к отдельной сети síť ethernet, включая PoE для подключения коммуникационного блока W-iFi.

В случае требований более низкой вычислительной мощности, возможно поставлять ту же конструкцию, однако ПК будет содержать только одноядерный процессор. Предполагаемое обозначение этого решения — EPC 4.0Cx1 (в этом случае необходимо ограничить обработку сигналов от камер, иначе на бортовом компьютере будет сложно обрабатывать передачу голоса через сервис передачи данных GSM).

Почему именно новый тип EPC 4.0C – скорость шины

Новый бортовой компьютер EPIS 4.0C уже ориентирован на быструю связь 1 Гбит / с (эта скорость включает один выход Ethernet, другой имеет стандартную скорость 100 Мбит / с). Причины просты – с недавнего времени в депо требуется wi fi в соответствии со стандартом IEEE 802.11 ac, поддерживающий скорость передачи данных до 1 Гбит/с, а при необходимости и выше, через радио-интерфейс. Таким образом, если wi fi связь должна работать эффективно с использованием таких скоростей, необходимо иметь в транспортном средстве подходящие средства, которые смогут передавать этот поток данных даже и в транспортном средстве, что было невозможно в предыдущем варианте связи, то есть ethernet 1 Гбит / с.

Еще одной причиной является использование камер, картинка с которых теперь может отображаться на ЖК-дисплее водителя. Если изображения с камеры должны быть хорошего качества и отображаться у водителя с задержкой в 100-200 мс, то такие потоки данных должны передаваться со скоростью 25 Мбит / с. Здесь необходимо понимать, что Ethernet со скоростью 100 Мбит / с достигает фактически 30% от эффективной скорости связи (т.е. составляет около 30 Мбит/с !!!), и 100 Мбит/с ethernet может вызвать перегрузку шины и потерю связи.

То же самое относится и к использованию LTE, который способен обеспечить потоки данных до 40 Мбит / с, например, наши UCU 4.0 и UCU 5.0 на это способны. Опять же, в таком случае шина Ethernet может быть перегружена. Тем не менее, это устраняется путем организации WiFi блоков. Таким образом, мы могли бы найти другие причины, по которым шина должна быть приспособлена к более высоким скоростям.

Рис. 1: причины использования скоростной шины 1 Гбит/с.

Palubní počítače EPC 4.0C založené na PC Бортовые компьютеры EPC 4.0C на базе ПК
Výkonný počítač Мощный компьютер
SSD (data, logy, video) SSD (данные, журналы, видео)
Pro Wi-Fi IEEE 802.11 ac kom. Rychlost 1 Gbit/s Для Wi-Fi IEEE 802.11 ac kom. Скорость 1 Гбит / с
LTE až 40 MBit/s LTE до 40 Mбит/с
Vozovenská WiFi WiFi для депо
LTE mobilní operátoři Операторы мобильной связи LTE
LAN – 1 Gbit/s LAN — 1 Гбит/с
25 Mbit/s 25 Мбит/с
1 Gbit/s 1 Гбит/с
USB 3.0 Až 5 Gbit/s USB 3.0 до 5 Гбит/с
Natrolejovací kamera Камера подключения к троллейбусной сети
Couvací kamera Камера заднего вида

Необходимо понимать, что в соответствии с условиями тендера в будущем в транспортных средствах будет появляться большой объем данных, которые будут собраны на SSD дисках. Если передача данных с транспортного средства должна быть эффективной, и не ограничивать, к примеру, обновление и чтение данных в ручном режиме, необходимо иметь в наличии USB 3.x так, чтобы считывание данных находилось на уровне нескольких Гбит/с.

Интеграция регистрации пассажиров в бортовой компьютер

Новый тип бортового компьютера продолжает интеграцию нового типа блока регистрации пассажиров. Позволяет таким образом подключить через шину ethernet отдельные валидаторы типа EVK 5.x. Новая интеграция позволяет и прямую возможность управления пассивным блоком регистрации пассажиров EPP 5.0, для которого бортовой компьютер имеет новый встроенный интерфейс управления.

База данных о транзакциях в транспортном средстве, включая on-line связь с backoffice, уже интегрирована как для транспортных средств городского общественного транспорта, так и для транспортных средств общественного рейсового транспорта.

Новая концепция EPC 4.0C значительно упрощает подключение автомобиля в части регистрации пассажиров. Здесь желательно оптимизировать размер жидкокристаллического водительского дисплея управления в зависимости от количества тарифов – возможен размер 8 дюймов (малое количество) и 10,1 дюйма (полная загрузка пассажиров). Пример подключения автомобиля показан на следующем рисунке.

Рис 2: Демонстрация схемы регистрации пассажиров при использовании EPIS 4.0C.

Firemní rozhraní pro LCD terminál Фирменный интерфейс для LCD терминала
LAN – 100 Mbit/s LAN — 100 Мбит/с
Palubní počítač EPC 4.0.C Бортовой компьютер EPC 4.0.C
LCD terminál řidiče (ukázka v režimu odbavení) LCD терминал водителя (демонстрация в режиме регистрации пассажиров)
Aktivní validátor EVK 5.0 (odbavení cestujících u nástupních dveří – bez tiskárny) Активный валидатор EVK 5.0 (регистрация пассажиров у входной двери — без принтера)
Firemní rozhraní pro EPP 5.0 Фирменный интерфейс для EPP 5.0
Pasivní validátor EPP 5.0. (odbavení cestujících u řidiče) Пассивный валидатор EPP 5.0. (регистрация пассажира у водителя)
Aktivní validátor EVK 5.0P (odbavení cestujících u nástupních dveří – s tiskárnou) Активный валидатор EVK 5.0P (регистрация пассажиров у входной двери — с принтером)

Почему архитектура ПК

В настоящее время существует конкуренция в области процессоров для мощных вычислений между архитектурой PC — x86 и архитектурой ARM (Advanced RISC Machines). С точки зрения использования процессоров для мощного применения архитектура х86 является опережающей и с наибольшей вероятностью там же и останется в течение следующих нескольких лет. Она не требует кросс-компиляторов (crosscompiler), на них можно запускать подобные приложения, как на настольных компьютерах, срок использования 10 лет и более.

С другой стороны, процессоры ARM теперь встречаются практически в каждом смартфоне и планшете. Таким образом, портативными устройствами являются универсальные миниатюрные компьютеры, для которых написаны приложения, и они берут на себя все больше и больше задач от обычных компьютеров, а продолжительность жизни оценивается годами по сравнению с архитектурой x86 (где и процессор, и операционная система устаревают). ARM процессоры не предназначены для достижения максимальной вычислительной мощности, которая может быть измерена и выражена с помощью FLOPS (количество выполненных операций с плавающей запятой в секунду). Вместо этого важную роль играют такие параметры, как эффективная конструкция процессора, низкое энергопотребление для увеличения срока службы батареи, минимальная тепловая мощность (для поддержания низкой рабочей температуры), а также низкие производственные затраты и лицензионные сборы (см. ниже).

Процессоры Intel на базе платформы x86 относятся к типу Compact Instruction Scheduling Computing (CISC), то есть к оптимизированным инструкциям с точки зрения скорости выполнения команд, и могут иметь несколько машинных циклов. Напротив, каждая из команд RISC (Reduced Instruction Set Computing) требует только одного машинного цикла. Минималистический набор команд позволяет проектировать процессоры RISC с относительно простой структурой и с меньшим количеством транзисторов. Ограничение количества транзисторов означает более низкое энергопотребление в процессоре. Однако набор команд процессора ARM внутренне вставляет каждую инструкцию в условный цикл If-Else для того, чтобы предотвратить скачки внутри кода, вследствие чего происходит его замедление. Философия ARM является автономной программной моделью во многих вариациях, поэтому приложения и операционные системы должны быть скомпилированы специально для этой архитектуры и варианта типа ARM. Недостаток ограниченной серии команд RISC состоит в том, что такие операции, как вычисления и деление движущейся части, не могут быть выполнены за один тактовый цикл, но требуют, как минимум, нескольких.

Примечание: Компьютеры типа ARM представляют собой программную модель, предоставляемую в форме лицензии (за плату) отдельным поставщикам процессоров, которые к данной модели добавляют свои периферийные устройства. Автором и создателем соответствующей архитектуры является британская компания ARM Limited, ранее известная как Acorn. Хотя ARM модель широко используется и особенно в последние годы, самой архитектуре уже 30 лет.