Бортовой компьютер APQ E7QS-Q170 в морском твердотельном навигационном радаре.

В связи с углубленным развитием таких политик, как...План действий по развитию интеллектуального судоходства до 2030 годаМорские навигационные радары ускоряют свою эволюцию от традиционных импульсных радаров к полностью твердотельным, многофункциональным и высоконадежным решениям. Новые твердотельные навигационные радары должны не только обеспечивать обнаружение целей на больших расстояниях в любых погодных условиях, но и интегрировать информацию из различных источников, включая морские карты и AIS, для поддержки интеллектуального предотвращения столкновений и управления состоянием радара, что предъявляет жесткие требования к вычислительной мощности, расширяемости и адаптивности к суровым условиям окружающей среды основного управляющего оборудования.

Для решения этих задач компания APQ разработала морское твердотельное навигационное радиолокационное решение на базе бортового компьютера E7QS-Q170, построенного на платформе настольных процессоров Intel® 6-9-го поколения. Благодаря вычислительному ядру E7QS-Q170, это решение точно решает три ключевые проблемы, с которыми сталкиваются морские навигационные радары в суровых морских условиях, обеспечивая разработку стабильных, надежных и гибко расширяемых радиолокационных систем следующего поколения.

Трудности обеспечения долгосрочной высоконадежной эксплуатации в сложных морских условиях.

 

Проблема клиента

Морские радары длительное время подвергаются воздействию морской среды с высокой влажностью, солевыми брызгами и сильной вибрацией. Обычное промышленное оборудование управления подвержено коррозии, плохому контакту, повреждению жестких дисков и даже сбоям системы. Заказчик требует от ядра управления обеспечения круглосуточной бесперебойной стабильной работы в условиях непрерывной вибрации, значительных перепадов температуры и нестабильного морского электропитания, а также способности к быстрому самовосстановлению.

 

 

Решение APQ

Промышленная усиленная конструкция:Основная печатная плата проходит трехступенчатую обработку (влагостойкость, солестойкость и защита от брызг), обеспечивая вибростойкость до 3Grms и ударопрочность до 30G, а также устойчивость к воздействию морской среды на физическом уровне.

Широкодиапазонный изолированный источник питания:Поддерживает широкий диапазон входного напряжения постоянного тока 18–36 В и использует изолированную фильтрующую конструкцию для эффективного подавления колебаний и скачков напряжения в морской электросети, обеспечивая стабильное электропитание системы.

Интеллектуальная система эксплуатации и технического обслуживания:Встроенное аппаратное обеспечение APQ Cloud Control Hand и программное обеспечение IPC Assistant, взаимодействующие с платформой удаленного управления и обслуживания IPC Manager, обеспечивают мониторинг процессора, памяти, жесткого диска и системных процессов в режиме реального времени. В случае зависания, сбоя жесткого диска или системного сбоя система автоматически распознает проблему, перезапускает систему и активно восстанавливает ее.

 

Ценовые достижения:

Система стабильно работает в условиях непрерывной вибрации и широкого диапазона температур, что значительно снижает вероятность отказов; благодаря интеллектуальной системе эксплуатации и технического обслуживания, обеспечивающей автоматическое восстановление, затраты на дистанционное техническое обслуживание значительно снижаются, что эффективно гарантирует непрерывность радиолокационных данных во время навигации судна.

 

 

Узкие места в объединении данных с нескольких датчиков и комплексном расширении

 

Проблема клиента

Система радара нового поколения требует одновременного подключения множества датчиков и исполнительных устройств, таких как GPS, AIS, звуковые и световые сигнализации, а также блоки управления радиолокационной антенной, что предъявляет весьма разнообразные требования к внешним шинным интерфейсам, типам и количеству последовательных портов. Оригинальный контроллер заказчика имеет единый интерфейс, что затрудняет интеграцию всех функциональных модулей с обеспечением изоляции сигналов и серьезно ограничивает функциональную модернизацию всей системы.

 

Многоканальные нативные последовательные порты:4 последовательных порта DB9, 2 из которых поддерживают переключение по полному протоколу RS232/422/485, что позволяет гибко адаптироваться к различным датчикам.

 

Расширение Ultimate Module:Через слот расширения MXM можно опционально настроить несколько электронно изолированных последовательных портов, независимые порты Ethernet или GPIO для обеспечения целостности сигнала на больших расстояниях; модули 4G/5G/WiFi можно расширить через слоты PCIe и Mini PCIe для реализации каналов передачи данных между берегом и судном.

Поддержка нескольких дисплеев и расширение памяти:4-канальный дисплей (VGA + DVI-D + DP + внутренний LVDS/eDP), поддерживающий многоэкранное соединение независимых морских карт и радиолокационных интерфейсов; быстросъемный отсек для 2,5-дюймового жесткого диска без использования инструментов и слот M.2 NVMe, удовлетворяющие потребности в локальном хранении больших объемов данных о траектории полета.

Ценовые достижения

Единый контроллер обеспечивает интеграцию функций нескольких устройств; многоканальные изолированные последовательные порты гарантируют стабильную и бесперебойную передачу данных между радаром и датчиками, синхронно повышая интеграцию и надежность системы, а также значительно снижая общие затраты на материалы и оборудование.

 

Проблемы развертывания и обслуживания в условиях ограниченного пространства

 

Проблема клиента

Пространство в шкафах управления кабины ограничено. Традиционные промышленные компьютеры имеют большие размеры и единственный способ установки, что затрудняет компактное размещение. В то же время, после установки оборудования последующая разборка и техническое обслуживание крайне неудобны. Заказчик надеется, что контроллер будет не только компактным и небольшим, но и будет поддерживать гибкие способы установки, облегчающие ежедневный осмотр и быструю замену.

 

Компактный корпус:Благодаря габаритам всего 268×194,2×159,5 мм, конструкция отличается высокой степенью интеграции и легко встраивается в различные шкафы управления.

Многопозиционная установка:Поддерживает три способа установки (крепление VESA, настенное крепление, настольная установка) для соответствия ограничениям по пространству на различных типах судов и кают.

Независимое рассеивание тепла и обслуживание без использования инструментов:В корпусе используется независимая система охлаждения для процессора и шасси, позволяющая адаптироваться к высоким температурам в закрытых шкафах; ключевые компоненты, такие как жесткие диски и дверцы, имеют конструкцию, не требующую инструментов или быструю разборку, что сокращает время на обслуживание на месте.

 

Ценовые достижения

Контроллер может быть быстро развернут в крайне ограниченном пространстве и легко встроен в существующие шкафы управления радаром заказчика; время простоя во время технического обслуживания сокращается, а замена запасных частей может быть выполнена в течение нескольких минут, что полностью соответствует компактному и эффективному ритму работы судна.