APQ社製オンボードコンピュータE7QS-Q170（船舶用ソリッドステート航法レーダー）

政策の徹底的な進展により、インテリジェント・シッピング2030行動計画近年、船舶航行レーダーは、従来のパルスレーダーから、完全ソリッドステートで多機能かつ高信頼性のソリューションへと進化を加速させています。新しいソリッドステート航行レーダーは、全天候型の長距離目標探知を可能にするだけでなく、海図やAISなどの複数の情報源を統合して、インテリジェントな衝突回避とレーダーの状態管理をサポートする必要があり、コア制御ハードウェアの演算能力、拡張性、および過酷な環境への適応性に対して厳しい要件を課しています。

これらの要件に対応するため、APQはIntel®第6～9世代デスクトッププロセッサープラットフォームをベースにしたオンボードコンピューターE7QS-Q170を搭載した船舶用ソリッドステート航法レーダーソリューションを発表しました。E7QS-Q170を演算コアとするこのソリューションは、過酷な海洋環境における船舶用航法レーダーが直面する3つの主要な課題に的確に対処し、安定性、信頼性、そして柔軟な拡張性を備えた次世代レーダーシステムの開発を可能にします。

複雑な海洋環境下における長期高信頼性運用の難しさ

 

顧客の課題

船舶用レーダーは、高湿度、塩水噴霧、激しい振動といった海洋環境に長期間さらされます。一般的な産業用制御ハードウェアは、腐食、接触不良、ハードディスクの損傷、さらにはシステムクラッシュを起こしやすいという問題があります。そのため、顧客は、制御コアが連続的な振動、広範囲な温度変化、不安定な船舶用電源といった過酷な環境下でも、24時間365日途切れることなく安定した動作を実現し、かつ迅速な自己復旧能力を備えていることを求めています。

 

 

APQソリューション

工業グレードの強化設計：コア回路は、防湿、防塩、防噴霧の3つの保護処理が施されており、最大3Grmsの耐振動性能と最大30Gの耐衝撃性能を備え、物理的に海洋環境の侵食に耐えます。

広電圧絶縁型電源：18～36V DCの広範囲な入力電圧に対応し、絶縁フィルタリング設計を採用することで、船舶用電力網の変動やサージを効果的に抑制し、安定したシステム電源供給を保証します。

インテリジェントな運用保守システム：内蔵のAPQクラウド制御ハンドハードウェアとIPCアシスタントソフトウェアは、IPCマネージャーリモートO&Mプラットフォームと連携し、CPU、メモリ、ハードディスク、システムプロセスをリアルタイムで監視します。異常なフリーズ、ハードディスクの故障、システムクラッシュが発生した場合は、自動的に検知し、システムを再起動して復旧します。

 

価値ある成果：

本システムは、連続的な振動や幅広い温度環境下でも安定して動作し、故障確率を大幅に低減します。また、インテリジェントな運用保守システムにより無人自己復旧を実現することで、遠隔保守コストを大幅に削減し、船舶航行中のレーダーデータの継続性を効果的に確保します。

 

 

マルチセンサー融合と複雑な拡張におけるボトルネック

 

顧客の課題

新世代レーダーシステムでは、GPS、AIS、音響・光警報装置、レーダーアンテナ制御ユニットなど、複数のセンサーとアクチュエータを同時に接続する必要があり、外部バスインターフェース、シリアルポートの種類と数に関して非常に多様な要件が求められます。お客様の既存のコントローラはインターフェースが1つしかないため、信号分離を確保しながらすべての機能モジュールを統合することが難しく、システム全体の機能アップグレードが著しく制限されます。

 

マルチチャネルネイティブシリアルポート：4つのDB9シリアルポートを搭載し、そのうち2つはRS232/422/485のフルプロトコル切り替えに対応しており、さまざまなセンサーに柔軟に対応できます。

 

究極のモジュール拡張：MXM拡張スロットを介して、複数の電子的に絶縁されたシリアルポート、独立したイーサネットポート、またはGPIOをオプションで構成して、長距離信号の完全性を確保できます。また、PCIeおよびMini PCIeスロットを介して4G/5G/WiFiモジュールを拡張することで、陸上と船舶間のデータリンクを実現できます。

マルチディスプレイとストレージ拡張：4チャンネルディスプレイ（VGA + DVI-D + DP + 内蔵LVDS/eDP）を搭載し、独立した海図やレーダーインターフェースのマルチスクリーン接続に対応。工具不要で素早く交換可能な2.5インチハードディスクベイとM.2 NVMeスロットを備え、大容量の航跡データのローカルストレージニーズを満たします。

価値ある成果

単一のコントローラで複数デバイスの機能統合を実現し、マルチチャネルの絶縁型シリアルポートにより、レーダーとセンサー間の安定した干渉のないデータ伝送が保証され、システム統合と信頼性が同時に向上し、機械全体の材料とコストが大幅に削減されます。

 

限られたスペースにおける展開と保守の課題

 

顧客の課題

キャビン制御盤の設置スペースは限られています。従来の産業用コンピュータは大型で設置方法も一つしかないため、コンパクトな設置が困難でした。同時に、一度設置してしまうと、その後の分解やメンテナンスが非常に不便でした。お客様は、コントローラがコンパクトで小型であるだけでなく、柔軟な設置方法に対応し、日常点検や迅速な交換を容易にすることを望んでいます。

 

コンパクトなボディ：全体の寸法はわずか268×194.2×159.5mmと非常にコンパクトで、構造も高度に統合されているため、様々な制御盤に容易に組み込むことができます。

多面的な設置方法：様々な船舶の種類や客室のスペース制約に対応するため、3つの設置方法（VESAマウント、壁掛け、デスクトップ設置）をサポートしています。

独立した放熱機能と工具不要のメンテナンス：CPUとシャーシに独立した熱設計を採用することで、密閉型キャビネット内の高温環境に対応。ハードディスクやドアカバーなどの主要部品は工具不要またはクイック分解設計を採用し、現場でのメンテナンス時間を短縮。

 

価値ある成果

この制御装置は、極めて限られたスペースにも迅速に設置でき、顧客の既存のレーダー制御盤に容易に組み込むことができます。メンテナンス中のダウンタイムが短縮され、スペアパーツの交換も数分以内に完了するため、船舶のコンパクトで効率的な運用リズムに完全に適合します。