ATS（自动列车监控系统）是轨道交通信号控制的核心子系统，与ATP（列车自动保护）、ATO（列车自动驾驶）协同实现列车运行的全自动化管理。随着城市轨道交通网络密度的提升，ATS系统需应对多设备协议兼容性、高精度实时数据处理、极端环境适应性三大核心挑战：
协议兼容性复杂：需同步支持Modbus RTU、EtherCAT等工业协议，连接PLC、传感器、人机界面（HMI）等异构设备；
算力需求升级：实时处理列车位置跟踪、时刻表调整、故障报警等数据，传统设备响应延迟＞50ms；
环境严苛性：地铁控制中心需耐受高温（60℃）、电磁干扰及24小时连续运行，普通工控机年故障率超15%。
二、研华工控机解决方案：ARK-3532嵌入式工控机
核心产品选型：研华ARK-3532
产品特性：
军工级可靠性：无风扇全密闭设计，支持-40℃~70℃宽温运行，通过5Grms抗振认证与IP40防护等级，适应地铁站高电磁干扰环境；
多接口扩展能力：板载8个RS-232/485串口、4个千兆网口（支持PoE+供电），兼容Modbus RTU、Profinet协议，可直连PLC控制器与ADAM系列数据采集模块；
高效算力支持：搭载Intel®第13代酷睿i5-13500H处理器（12核16线程），主频达4.7GHz，实时处理百万级列车定位数据与调度指令。
配套硬件推荐
| 组件类型 | 推荐型号 | 核心功能 |
|---|---|---|
| 工控机 | 研华ARK-3532 | 多协议兼容、宽温运行、抗干扰设计 |
| 数据采集模块 | 研华ADAM-4117 | 16通道±0.05%精度模拟量输入，支持传感器信号采集 |
| 工业交换机 | 研华EKI-7559 | 8端口万兆光纤，支持TSN时间敏感网络与环网冗余 |
| 边缘AI模块 | 研华VEGA-430 | 集成NVIDIA Orin AGX，实现故障预测与数据建模 |
| 宽温存储 | 研华IMB-520 | -40℃~85℃运行，抗震抗硫化设计 |
| 操作系统 | Ubuntu Core 22 + Docker | 轻量化容器部署，支持算法快速迭代 |
三、行业应用案例：某一线城市地铁ATS系统国产化升级
项目背景
某城市地铁因传统工控机接口不足（仅4个串口），导致列车位置同步误差达±0.5%，高峰期调度延迟＞30秒。项目需实现定位精度±0.1%、设备联网率100%，并通过国产化认证。
解决方案
硬件部署：
采用ARK-3532作为主控单元，通过ADAM-4117模块接入24路GNSS定位传感器；
部署EKI-7559组建光纤环网，连接16台PLC控制器，指令传输延迟＜3ms；
集成VEGA-430模块运行LSTM算法，预测轨道设备磨损风险。
功能实现：
动态时刻表优化：基于客流数据实时调整发车间隔，调度效率提升40%；
双网冗余设计：主备网络切换时间＜5秒，满足轨道交通高可用性标准；
能效管理：无风扇设计降低能耗30%，年节电10万度。
实施效果
列车定位精度提升至±0.05%，调度响应时间缩短至10秒；
系统通过国产化三级等保认证，年运维成本下降35%。
四、行业选型建议
针对ATS系统不同场景需求，推荐研华工控机适配方案：
核心调度中心：
工控机：ARK-3532（多串口+宽温）
搭配：VEGA-430 AI模块+EKI-7559交换机
车载控制单元：
工控机：UNO-348（紧凑型+抗冲击设计）
搭配：PCI-1245E运动控制卡+IMB-520工业存储
远程监测站点：
工控机：AMAX-5570E（模块化设计+低功耗）
搭配：ADAM-3600数据采集卡+EVA-2000无线传感器
五、企业赋能：梵亚工控的技术服务生态
深圳市梵亚科技有限公司作为研华工控机合作伙伴，深耕轨道交通领域7年，提供硬件定制开发、协议融合、边缘算法优化一站式服务。典型案例包括：
华南某地铁无人驾驶线路：集成ARK-3532与5G CPE，构建低时延数据传输网络，实现列车自动唤醒与休眠控制；
西北智慧交通枢纽：部署AMAX系列工控机集群，完成200+传感器数据实时分析，故障预警准确率＞98%。
研华ARK-3532以多协议兼容性、边缘智能计算、军工级可靠性为核心优势，为ATS系统提供全生命周期管理方案。随着5G与数字孪生技术的深度融合，嵌入式工控机将推动轨道交通向“感知-决策-优化”闭环演进，助力智慧城市交通网络高效、安全运行。
